5月20日起，全世界采用新的國際單位制，時間單位“秒”、長度單位“米”等7個基本單位全部從實物原器改為常數定義。這是國際單位制（SI）自1960年創立以來最重大的變革，标志着其定義不再與實物關聯，而是根據定義複現單位量值。

袁野制圖

國際單位制規定了7個具有嚴格定義的基本單位，分别是時間單位“秒”、長度單位“米”、質量單位“千克”、電流單位“安培”、溫度單位“開爾文”、物質的量單位“摩爾”和發光強度單位“坎德拉”。

為什麼要重新定義？

起初，測量單位是基于實物或物質的特性來定義的。但以實物作為基準，總會遇到一個問題：這些實物會随時間或環境改變而變化，不能滿足對測量準确度的需求。

以用來定義千克的鉑銥合金圓柱體為例，“總會有一些不易控制的物理、化學過程導緻它的特性發生緩慢變化——因而，它所保存的量值也會有所改變。”中國工程院院士、中國計量院首席研究員張鐘華指出。另據國際計量局數據顯示，百年來，各國保存的質量基準與國際千克原器的一緻性共發生了約0.05毫克的變化。

國際計量局局長馬丁·米爾頓曾表示，用常數作為人們認識和定義質量、時間等自然界基本概念的基礎，意味着我們在深化科學認知、推動技術進步、解決許多社會重大挑戰方面的基礎更加堅實了。盡管從表面而言，大多數人并不會看到太大變化。

“這好比你給房子換了更為堅固的地基，從表面上看不出任何變化，但它其實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的定義一樣——修訂之初，人們并不知道它可以用在哪裡，但現在，基于原子鐘的計時技術已成為互聯網、移動通信和衛星導航等技術的基礎。新SI也是這樣，它将在未來對科學、貿易、健康等更多領域産生深遠影響”。

變革将如何影響生活？

中國計量科學研究院院長方向表示，新定義用自然界恒定不變的“常數”替代了實物原器，保障了國際單位制的長期穩定性。“定義常數”不受時空和人為因素的限制，保障了國際單位制的客觀通用性。新定義可在任意範圍複現，保障了國際單位制的全範圍準确性。

“重新定義将催生新的測量原理、測量方法和測量儀器。譬如，集多參量、高精度為一體的芯片級綜合測量，不受環境幹擾無需校準的實時測量，衆多物理量、化學量和生物量的極限測量等将成為可能，測量儀器儀表形态也将全面創新。”市場監管總局計量司司長謝軍說。

至于最先落地的，應該是教科書。方向說，這需要重構物理、化學相關科學知識體系。“新的國際單位制比原有的要更加抽象，我們基本上可以采用一個新的坐标系來闡述整個世界。這不僅向每個學生提出挑戰，更是對每位老師教學方法的挑戰。”方向說。

專家表示，新國際單位制生效後要進行的首要工作，恰恰是保證普通用戶、産業界人士以及科研人員的量值測量仍是連續的、穩定的。國際單位制測量方法的變革，有助于重新梳理和構建測量手段、測量能力，進而提升産品質量，為質量強國提供技術基礎。

來源：綜合新華社 《經濟日報》

新媒體編輯 陳錦芳

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