計量單位製是和量製(基本量及其導出量的特定（dìng）組合)同步（bù）發展起來的（de）。古老的（de）計量單位製，首先出現在（zài）一些經濟文化發達的地區，隨著那裏的文明共同發展。大約公元前25世紀，埃及的（de）計量單位製（zhì）中，長度的基（jī）本單位是庫比特(cubit肘尺)，100庫比特等於1開赫特(khet)；土地麵（miàn）積單位（wèi）斯坦塔（tǎ）(setat)，1斯坦塔等於開（kāi）赫特的平方。當時已（yǐ）使用十進製。這裏長度與（yǔ）麵積這（zhè）兩個量已構成量製（zhì），長（zhǎng）度（dù）為基本量，麵積為導出量，而庫比特與斯坦塔則是這個給定（dìng）量製中的單位，庫比特為基本單位，斯坦（tǎn）塔為導出（chū）單位。可以認為（wéi）這是量製和單位製的（de）雛形。

　　中（zhōng）國從公元（yuán）前五六世紀出現了明確的長度、容（róng）量、重量單位及其量製，到公元前一世紀，先人對長度基本單（dān）位（wèi）尺給（gěi）予（yǔ）了科學的定義:黃鍾（zhōng）律管長九寸；累黍橫（héng）排一（yī）百（bǎi）粒的長度。並由（yóu）尺度導出容量和重量單位:一升的容積為十六（liù）又（yòu）五分之一立方寸；一兩(十六分（fèn）之一斤)為一合(十分之一（yī）分)黍的重量；也公布過（guò）“黃金方寸而重一斤”、“水（shuǐ）一升冬重十（shí）三兩”的重量單位標準的測量（liàng）數據，而且建立了大量單位量標準。因此，中國二千（qiān）多年前，在建立了度量衡三個量的（de）量製基礎上，通過物理理論和數（shù）學（xué）形（xíng）式構成了邏輯的計量單位製體係。但由於長度和容量單（dān）位（wèi）的分數（shù）、倍數為十進位，而“兩”的分數、倍數單位為非十進位，中國古代的度量衡製，還是（shì）非一貫計（jì）量單位製。中國古老的時間計量，發展到秦（qín）、西漢時期，用圭表測定當（dāng）地的時刻，日晷和漏（lòu）刻測定晝夜時刻，技術上成（chéng）熟（shú），使用普（pǔ）遍。這些（xiē）計時器具也借助度量衡器進行測量。國家重視（shì）對度量衡和時間計（jì）量的管理，在（zài）典藉文獻中（zhōng），兩者都（dōu）列入“律（lǜ）曆誌”加以論述。但始終（zhōng）未能把長度、重量和（hé）時間三個基本量選定在單位製係統內，這是由於受到當時技術水平（píng）的限製。

　　厘米克秒單位製

　　18世紀後半期，力學、熱學、光學、靜電學已成為物理學的基（jī）礎學科。測（cè）量的範（fàn）圍也從度量衡擴展到所有的力學量、熱工量、電磁學和光學量，各種（zhǒng）物理量都選（xuǎn）擇合適的單位，建立起數（shù）學關係加以定義。19世紀後半期，米製已被（bèi）歐洲、美洲的許多（duō）國家接受，把各種單位構（gòu）成邏輯關係形成一種單位製成（chéng）為迫切要求（qiú）。這時（shí）英國科學促進協會(BAAS)提出，需要一種由某幾個基本單位按係統建立起來的一（yī）貫單（dān）位製。在力學（xué）中選擇三個基本量:長度、時間和（hé）質量，它們的基本單位被選為:厘米、克和平均（jun1）太（tài）陽時的秒。這（zhè）個單位製中，除基本單位外，還包括按“一貫單位”的（de）要求，導出的這個量製中所能導出的導出量的單位。所謂“一貫單位（wèi）”，即（jí）用基（jī）本單位通過數字因素為1的形式所表（biǎo）示的導出單位。例如:厘米克秒（miǎo）製中力的單位達因(dyn)與其基本單位間的關係為1dyn=1(g·cm/s)/s=1g·cm/s²；功的（de）單位（wèi）爾格(erg)，則1erg=1cm²·g/s²；速度的單位是厘米每秒(cm/s)。這（zhè）個單位（wèi）製稱為厘米克秒製（zhì）(CGS)，這（zhè）是近代計量學中第一個計量（liàng）單位製。但是，事實上，有很多物理量例（lì）如光學的、電學（xué）的、熱（rè）學的，是不能從這（zhè）三個基本量導出的（de），這一量製隻覆蓋（gài）了物理學中的運動學、力學、聲學和原子物理學，這就使（shǐ）得19世紀（jì）末和20世（shì）紀初的一些物（wù）理學（xué）家大（dà）傷腦筋（jīn），總想從中導出電學、磁學的（de）計量單位。另外，還（hái）有些物理學家也主張增加量製中的基本量來解決。這樣，演繹出了為數不少的（de）量製和單位製。例如，在厘米克秒製的基礎上，派生了米千克（kè）秒製（zhì）、米噸秒製這樣一（yī）些用較大（dà）的單位作（zuò）為基（jī）本單位的單位製；英（yīng）製中，相應出現了英尺磅秒單位製；在工程技術上，用得更多的是（shì）力而不是質量（liàng），因此，出現了以長度、力和時間作為基本量的三量綱製，稱之為工程量製。在這個給定量（liàng）製下，出（chū）現了米千克力秒單位製、英尺磅力秒單位製。這（zhè）類單位製統稱為重力單位製。為了和重（chóng）力單位製相區別，把以長度、質量和時間作為基本量的（de）那（nà）一些單（dān）位製，稱之為（wéi）絕對單位製。這兩類單位製中的（de）單位，則分別稱之為重力單位和絕對單位（wèi）。

　　絕對靜電製(CGSe)和絕對電磁製(CGSm)

　　為了適應電、磁現象計量的（de）需要，物（wù）理學（xué）家首（shǒu）先將厘米克秒單位製(CGS)推行到電磁學單位，於是出現（xiàn）了絕（jué）對靜電製（zhì）(CGSe)和絕對電磁製(CGSm)。19世紀初，德國數學家、物理學家和天文學家K.F.高斯(1777～1885)從（cóng）事將數學（xué）應用於物理學、天（tiān）文學和大地測量學的研究。1832年（nián）發表《用絕對單位測量（liàng）地磁場（chǎng）強度》，論（lùn）證必須以力學（xué）中力的單位進行地磁的“絕對測量”，代替用磁（cí）針進行的地磁測量。為此，高斯（sī）在與德國物理學家W.E.韋伯的合作下，在磁學測量中（zhōng）引用了以毫米、毫克和秒這（zhè）三個單位為基礎的（de）“絕對”電學單位製。後來韋伯把它推廣到其它的電磁測量（liàng），並在1851年對從電的庫侖定律出發的（de）一組物理公式（shì）中，確定了一種一貫性的絕對厘（lí）米克秒單位(由這三個基本單位按一貫導（dǎo）出單位的規則來導出力的單位，從一貫的意義上講，它（tā）是（shì）“絕對”的，所（suǒ）以叫做“絕（jué）對單位”)製，定名為靜電製(CGSe)。他又對從磁庫侖定（dìng）律出發的一組物理公式中，確定了一種一貫性的（de）絕對厘米克秒單位製，定名為電磁製(CGSm)。1851年，他還做了一個成功的實驗，用這一“絕對單（dān）位”，通過測量給出了（le）導線的電阻。

　　厘米克秒靜電製之所以成立，是在庫侖定律中令比（bǐ）例係數α=1以及真空介電常數ε₀為1，當時，他並沒有認識到這一設定，實際上（shàng）已選取了第四個基本量和（hé）基本單（dān）位ε₀，也沒有（yǒu）認識到已采用的是非合理化公式。
　　在導出其他磁學（xué）量的單位時，還要選用一個磁學公式作為基本（běn）公式，即磁的（de）庫侖定律，令其中比例係數β=1。從（cóng）而導（dǎo）致真空磁導（dǎo）率，這（zhè）裏c₀為真空中的電磁波傳播速度（dù）。
　　厘米克（kè）秒電磁製則是（shì）令μ₀=1構成（chéng）的，同樣也沒有（yǒu）意識到這一設定（dìng）已相當於（yú）選取了第四個基本量和第四個基本單位。這（zhè）個單（dān）位製中使得，用的（de）也仍都（dōu）是非合理化公式。
　　CGSe製與CGSm都在電磁學中使用，可是同一電磁量CGSe單位(ESU)與CGSm單位(EMU)數值相差很大，量綱也不一致，很易導致誤解，發生錯誤。
　　後來，高斯發現（xiàn），隻要把公式中的比例（lì）常數γ=c₀，在α=1，β=1以及ε₀=1和μ₀=1的條件（jiàn）下，全部電學量的單位(包括量綱)都和（hé）CGSe製的一樣，全部（bù）磁學量的單位都和CGSm製的一樣，這就是曾廣泛使（shǐ）用的高斯單位製，他仍選厘米、克（kè）、秒作為（wéi）基本單位，而實際上第四（sì）個基（jī）本量在電學量中是ε₀，在磁學量中是μ₀。
　　高斯製綜合了（le）CGSe製和CGSm製，消除了一些混亂，但（dàn）在那些既（jì）有電學量（liàng）又有磁學量的（de）公式中，即出現（xiàn）γ的公式需要改寫。高（gāo）斯製用的也（yě）仍是非合（hé）理化公式。

　　實用單位

　　1861年，英國科學促進協會組織了一（yī）個由麥克斯韋和托馬斯領導的專門研究電磁（cí）單位的委員會，仍確定要從力（lì）學單位來導出電磁學（xué）單位。他們把三個基本單位確定（dìng）為米，克和（hé）秒，規定電阻單位名稱（chēng）是歐姆(Ω)，電動勢單位名稱是伏特(V)。在1873年把基（jī）本單（dān）位改成厘米（mǐ）、克和秒，並（bìng）規定力和能的單位名稱分別是達因(dyn)和（hé）爾（ěr）格(erg)。並開始使用詞頭構成10^-6至10⁶的倍數單（dān）位。CGSm製（zhì）和CGSe製就是從厘米克秒這三個基本單位導出的。1881年國際電學會議決定采用，並確定了5個量:電流、電動勢、電阻、電荷量和電容（róng）的單位專門名稱:安（ān）培(A)、伏特(V)、歐姆(Ω)、庫侖(C)、法拉(F)。

　　赫維賽特-洛（luò）侖茲（zī）單位（wèi）製

　　1882至1883年英（yīng）國科學家O.赫維賽特發現采用CGSe和CGSm時，電（diàn）磁公式中4π的出現很不合理，與H.A.洛侖茲（zī）提出的以CGS作為基本單位的有（yǒu）理化單位製，稱為赫維（wéi）賽特-洛侖茲單位製(Heaviside-Lorentz system of units)，在這個單位製中，處於磁導率為（wéi）μ介質中，相距（jù）d的兩個磁極m₁和m₂之間的作用（yòng）力由m₁m₂/4πμd²給出，類似的（de）方程q₁q₂/4πεd²給出（chū）電容率為ε介質中兩相（xiàng）距d的電荷q₁與q₂間的作用力。
　　1889年國際電學會（huì）議通過了功和能的單位焦（jiāo）耳(J)，功率（lǜ）的單位瓦特（tè）(W)，電感的單位象限(1893年改為亨利(H))。
　　1897年英國科學促（cù）進協會建議（yì）的磁通單位名稱是韋（wéi）伯(Wb)，1900決定CGSm製磁場強度H的單位名稱（chēng）是高斯（sī）(Gs)，磁通（tōng）單位（wèi）名稱是麥克（kè）斯韋（wéi）(Mx)。

　　喬吉製

　　1902年（nián）意大利物理學家G.喬吉(1871～1950)創立了合理化實用製，以米(m)、千克(kg)、秒(s)和一個實用（yòng）電（diàn）學單位為基本單位並采用合理化電磁公式。正（zhèng）式提出應有四個基本單位對應於四個（gè）基本量的量（liàng）製。建議用磁場強度H作為（wéi）第四個基本量。
　　1930年的國際電工委員會(IEC)決定ε₀和μ₀是（shì）導出量。磁通密（mì）度B、電位移（yí）D、電場強度E都是不同性質的物（wù）理量，分別賦予了CGSm製中（zhōng）磁通單位稱為麥克斯韋(Mx)、磁通密度單位名稱為高斯(Gs，G)、磁場強度單位名稱為奧斯特(Oe)、磁動勢單位名稱（chēng）吉伯(Gb)，並注意到以米(m)、千（qiān）克(kg)、秒(s)為基本單位的合理性，這些決定得到（dào）1931年國際物理學會的同意。
　　1935年國際電工委員（yuán）會決定了以米(m)、千克(kg)、秒(s)單位製為國際電（diàn）磁單位製。並（bìng）定名為喬吉製，以安培作為第四個基本單位。1935年（nián）國際計量委（wěi）員會亦作出類似的決定，1946年又決定於1948年起正式采用。1948年第九屆國際計量大會責成計量（liàng）委員會研究創立一種簡單而科學，能為所有米製公（gōng）約簽字國所接受並采用的實用單位製。實質上是（shì）以喬吉製為基礎的擴大。

　　國際單位製

　　把三量綱製加（jiā）以擴大，使之覆蓋光學量和熱學量的進程不像（xiàng）覆蓋電磁學（xué）那麽複雜，走過的曆程也不那麽曲折。
　　在熱學單位製（zhì）中，增加一個（gè）表（biǎo）示溫度的基本量，這個量製稱（chēng）為熱物理量製，因而增加的基本單位在米製中為攝氏度(℃)或開爾文(K)，而英製中為華（huá）氏度()或蘭氏度()。
　　在建立光學量的單位（wèi）製曆程中，由於光學計量中最早發展的是（shì）發光（guāng）強度單位“燭光”(後來的坎德（dé）拉（lā）(cd))，很自然地以它作為基本單位了，雖然（rán）存在（zài）某（mǒu）些不妥，在當前似也無礙，今（jīn）後是（shì）否會由光通量來代（dài）替發光強度作為基本量，由流明代替坎德拉作為基本單位，這決定於計量學的發展。
　　1948年開始，國際計量局(BIPM)在（zài）各國之間進行調查，1954年第十屆國際計量大會(CGPM)通過決議確定，在米、千克、秒三（sān）個基本單位之外，增加安培、開爾文和坎德拉作為基本單位，1960年第十一屆CGPM確立了這6個基本單位構成的國際單位製(SI)。
　　為了（le）較好地使得在化學中的量的單（dān）位也按SI的原則進入SI，1971年的CGPM上，增加了（le）第七個基（jī）本量，物質的量n，第七個（gè）基本單位（wèi）摩爾(mol)，用於代替在當時廣泛使（shǐ）用的（de）克分子、克原子、克當量等及其所導（dǎo）出的一些量和單位，這就進一步完善了SI。
　　至今的曆次CGPM繼續（xù）不斷地在完善SI，是否應把對數量的兩個單位奈培(Np)和貝爾(B)也（yě）作為SI單位1的專門名（míng）稱呢？已有（yǒu）專家在作這方麵的探（tàn）討。今後的CGPM將繼續不（bú）斷地完善SI。
　　當前，國際（jì）單（dān）位（wèi）製的構成(按國際計（jì）量局編《國際單位製》第七版（bǎn）)如下圖:

　　SI基本單（dān）位:

　　長度:米(m)
　　質量:千克、公斤(kg)
　　時間:秒(s)
　　電流:安[培](A)
　　熱力學溫度:開[爾文](K)
　　物質的量:摩[爾](mol)
　　發光強度:坎[德拉](cd)
　　有專門名稱的SI導出單位共21個:平麵角:弧度(rad)；立體（tǐ）角:球麵度(sr)；頻率:赫[茲](Hz)；力:牛[頓](N)；壓力、壓強:帕[斯卡（kǎ）](Pa)；功、能、熱:焦[耳](J)；功率（lǜ）:瓦[特](W)；電荷量:庫（kù）[侖](C)；電（diàn）壓、電（diàn）動勢:伏[特](V)；電容:法[拉](F)；電阻:歐[姆](Ω)；電（diàn）導:西[門子](S)；磁通:韋[伯](Wb)；磁（cí）通密度:特[斯拉](T)；電感:亨[利](H)；攝氏溫度:攝氏度(℃)；光通量:流（liú）[明](lm)；光照度:勒[克斯](lx)；放（fàng）射（shè）性活度:貝克[勒爾](Bq)；吸收劑量:戈[瑞](Gy)；劑（jì）量當量:希[沃特](Sv)。
　　無量綱量(量綱1的（de）量)其（qí）SI導出單位為“1”，但也可等效為m/m、m²/m²等。
　　為構成SI單位的倍數和分數（shù），國際計量大會至今已累計通過了自10²⁴至10^-24共20個詞頭，用於加在SI單位之前(由於曆史（shǐ）上的原因，隻有（yǒu）質量的SI單位例外，是加在克(g)之前（qián）構成，千克(kg)本身是SI單位)，而不能有（yǒu）另外的名稱與符號。例如:一千kg隻能是兆克(Mg)而不是噸（dūn）(t)；千分之一立方米(m³)隻能是立方分米(dm³)而不是升(L)。雖然，噸與（yǔ）升都不是國際單（dān）位製的單位，但通過其他文件，說明當前是否可以與SI並用。
　　國（guó）際（jì）計量局的（de）《國際單位製》一書，每隔（gé）5年左右修訂再版一次，用（yòng）以反映最新（xīn）情況（kuàng）。第八版《國際單位製》將在2004年出版，肯定還會出現某些新的進展。(本文作者係（xì）原國家計量局研究（jiū）員)