11月16日,第26屆國際(jì)計量大會(CGPM)經包括(kuò)中國在內的各(gè)成員國表決,全票通過了關於“修訂國際單位製(SI)”的(de)1號決議。根據決議,千克、安培、開爾(ěr)文(wén)和摩爾等4個SI基(jī)本單位的定義將改由常數定義,於2019年5月20日起正式生效。
這是國際測量體(tǐ)係有史以來第一(yī)次全部建立在不變的常數上,保證了(le)SI的長期穩定性和環宇通用性。就(jiù)像1967年秒定(dìng)義的修訂使我們在今天擁(yōng)有了GPS和互聯網技術一(yī)樣,新SI將在未(wèi)來對科學、技術、貿易、健康、環境(jìng)以及更多領域產生深遠影響。可(kě)以說,SI的修訂是科學進步的一座裏程碑。
SI修訂(dìng)的影響
國際單位(wèi)製(SI)是全球一(yī)致(zhì)認可的測量體係。其起源可(kě)以追溯至1875年——17國(guó)簽署《米製(zhì)公約》並正式同意推行統一的國際測(cè)量(liàng)體係。
SI由7個基本單位以及許多(duō)導出單位(wèi)組成。SI單位可以(yǐ)表示(shì)任(rèn)何領(lǐng)域的測(cè)量結果,如(rú)物體的物理尺(chǐ)寸、溫(wēn)度和時間等(děng)。
無論是米還是秒,國際單位製必須(xū)確保所有日常使用的測(cè)量單位,在全(quán)球範圍(wéi)內都是可比的、一致的。時(shí)間(jiān)的測量相差零點幾秒鍾,也(yě)許不會影響烹調口感(gǎn),但(dàn)對於誰(shuí)贏得(dé)了奧運會的百米短跑冠軍或高頻的股票市場交易卻是非常重(chóng)要的。
“‘米製(zhì)’在創立時的願景即是‘為全人類(lèi)所用,在任何時代(dài)適用’。其初衷是用一種全(quán)球一致的‘常數(shù)’而非某種主觀的(de)標準來定義單位,而這(zhè)一點隨著SI的修訂真正成為了現實。”國際計(jì)量委員會前主(zhǔ)席白瑞·英(yīng)格裏斯表示。
正如國際計量局(jú)局長馬丁·米爾頓在公開發表的聲明中所說,此次SI的修訂,用基(jī)本常數作為我們認識和定義質量、時間等自然界基本(běn)概念的基礎,意味著我們(men)在深化科學認知、推動(dòng)技術進(jìn)步(bù)、解決許多社會重大挑戰方麵的基礎更加堅實(shí)了。盡(jìn)管從表麵而言,大多數人並不會看(kàn)到太大變化。“這好比你給(gěi)房子換了一個更堅固的(de)地基,從表麵上是不可能看(kàn)到任(rèn)何變化的,但它可能(néng)已經發生了實質性的變化,使房子變得更耐久了。”馬丁·米爾頓說,“就像1967年用原子的特性修訂秒定義一樣——盡管在修訂之(zhī)初人(rén)們(men)並不知道它可以用在哪(nǎ)裏。但現(xiàn)在,基於原子鍾的計時技術已成為互聯網、移動通信和衛(wèi)星導航等技術的基礎。新SI也是這樣,它將在未(wèi)來對科學、技術、貿易、健康、環境以及更多領域產生深遠影響。”
那麽,此次SI的修訂(dìng),具體發生了哪些(xiē)變化呢?那就是,千克(kg)、安培(A)、開爾(ěr)文(K)和摩爾(mol)將(jiāng)重新定義。這4個基本單位,千克將用普朗克常數(h)定義;安培(péi)將用電子電荷(e)定義;開(kāi)爾文將用玻爾茲曼(màn)常數(k)定義;摩爾將用阿伏伽德羅常數(NA)定義。
實物(wù)原器退出曆史舞台
隨著SI修訂的生效,世界上最重要的一塊鉑銥合金圓柱體——國際千(qiān)克原器(IPK)將成為千克定(dìng)義的曆史。這件為世界科技服(fú)役近(jìn)130年的實物原器,將繼續完美保存,為(wéi)新定義的相關研究(jiū)和國際(jì)比對發揮“餘熱(rè)”。
據中國計量院從(cóng)事質量新定(dìng)義研究的李正坤研究員(yuán)介紹,“用基本物理常數普朗克(kè)常數h重新(xīn)定義千克後,質量基本單(dān)位(wèi)更加穩定,量值傳(chuán)遞更加可靠,我們不必再考慮IPK質量(liàng)是否發生變化,更(gèng)不必擔心IPK丟失、損壞可能給全球質量量值統一帶來的毀滅性災難。”。
“基於新定義的千克可以在極大、極小值的(de)全範圍內,保持(chí)相同的不(bú)確定度。”國際計量委員會副主席、單位製谘(zī)詢委主席約阿希姆·烏爾(ěr)裏希表示,“這對於科學研究和工業應用而言都非常重要(yào)。”
中國對國際單位製修訂的貢獻
早在20世紀中葉,隨著量(liàng)子技術的發展,人類對各種(zhǒng)物(wù)理量的測量準確度得到了(le)極大的提高,時間、長度的SI單位先(xiān)後經曆了修訂。2005年,國際計量委(wěi)員起(qǐ)草了關於采(cǎi)用基(jī)本物理常數重新定義部分SI基本單位的框架(jià)草案,建議采(cǎi)用普朗克常數定義千克等,並鼓勵有能力的國家(jiā)級(jí)實驗室開展相關研究工(gōng)作。
中國計量科學研究院作為我國的國家計量院,始終緊跟國際計量科學(xué)前(qián)沿,並在SI基本單位複現新理論、新(xīn)方(fāng)法等方麵持續開展研(yán)究。截至目前,中國計量院已在玻爾茲曼常數、普朗克常數和阿佛加德羅(luó)常數等物理(lǐ)常數測量以及量子基準的建立方麵取得了係列突破。特別是該院利用聲學法和噪聲法兩種方法測得的玻(bō)爾茲曼常數,為SI溫度(dù)基本(běn)單位開爾文的修訂(dìng)做出了重要貢獻。
另據國際(jì)計量局(jú)官方聲明顯示,國際計(jì)量局將在(zài)千克重(chóng)新定義後繼續(xù)開展關於千克複現基準方法(fǎ)的國際比對,並得出千克的國際“共識值”,各(gè)成員國應據此開展量值傳遞。據悉,中國(guó)計量院(yuàn)已獨立建立(lì)了基於新定(dìng)義的千克複現裝置,其不確定度將達到與“共識值”相當的水平,以保障未來我國質量量值與國際等效一致(zhì)。
市場監管總(zǒng)局有關負責人表示,中國計量界將緊緊抓住這次國際計量變革的重大機遇,加強(qiáng)麵向(xiàng)國家戰(zhàn)略需(xū)求的計量基礎研究、前沿性研究(jiū),製定量子化時代(dài)的中國計(jì)量發展戰略,加快構建國家現代先進測量體係,為(wéi)建設製造強國、質量強國提供強有(yǒu)力的支撐(chēng)和保障,更好地發揮計量對提升(shēng)國家核心競爭力的重要作用。
欄(lán)目導航
內容推薦
更多>2024-04-19
2020-09-28
2019-10-25
2019-06-21
2019-04-12
2019-02-21
2019-02-21