什么是SI?为什么要修订?修订后会有什么影响?
你知道什么是SI吗?为什么要修订?修订后会有什么影响?
国际单位制(SI)是全球一致认可的测量体系。它的起源可以追溯至1875年——17国签署《米制公约》并正式同意推行统一的国际测量体系。
SI由7个基本单位以及许多导出单位组成。SI单位可以表示任何领域的测量结果,如物体的物理尺寸、温度和时间等。无论是米还是秒,国际单位制必须确保所有日常使用的测量单位,在全球范围内都是可比的、一致的。时间的测量相差零点几秒,也许不会影响意大利面的烹调口感,但对于谁赢得了奥运会的百米短跑冠军或股票市场交易却是非常重要的。
建立测量标准,不仅使测量结果具有一致性和准确性,还可以帮助社会建立信任。举例来说,我们每天都在使用“千克”。对“千克”定义后,我们就能知道商店所售食品的重量是多少,从而相信商店没有缺秤少量。
为什么要修订SI?
自启蒙时代起,国际测量界就致力于建立一个“全球通用”的测量系统。最早的时候,测量单位是基于实物或物质的特性来定义的。比如,“米”最早就是用一根刚好1米长的金属棒定义的;1889年工业革命时期,千克的定义是由物理实物来确定的,是一个铂铱合金圆柱体。
但是,这些实物会随时间推移或环境改变而变化,不能满足当今科学研究与技术应用对测量准确度的需要。上世纪以来,科学家们测量了自然界的基本常数,如光速和普朗克常数,准确度越来越高。他们发现了这些常数比实物更加稳定,并将这些常数的数值固定下来。这些自然常数不会发生变化,至少比实物稳定一百万倍。
千克也是SI单位制中最后一个仍由实物来定义的基本单位,千克原器的稳定性一直颇受关注。近年来,用物理常数重新定义千克的呼声也越来越多。
2019年5月20日,SI的新定义将正式生效。此后,将有哪些变化呢?
国际千克原器——退出历史舞台,它将不再出现于任何物理公式中。这件为世界科技服役近130年的实物原器将继续以原有状态保存在法国塞夫勒的布勒特伊宫地下保险箱内,为新定义相关研究和国际比对发挥“余热”。
4个基本单位重新定义——千克 用普朗克常数(h)定义;安培 用电子电荷(e)定义;开尔文 用玻尔兹曼常数(k)定义;摩尔 用阿伏伽德罗常数(NA)定义。
SI的其他3个单位——秒(s)、米(m)和坎德拉(cd)的定义将保持不变,但是定义的表达方式会有一定改变,以与千克(kg)、安培(A)、开尔文(K)和摩尔(mol)的新定义的表达方式保持一致。
其它22个具有特殊名称和符号的导出单位——在修订后的SI中,它们将保持不变。
SI修订对实践的影响——从表面上看,看似没有太大变化。这好比你给房子换了一个更坚固的地基,从表面上是不可能看到任何变化的,但它可能已经发生了实质性的变化,房子更加耐用了。这些变化是为了保证SI单位制将经受住时间的考验,不管未来技术如何发展,其定义将始终保持不变。
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(责任编辑:gx)