你到底有多重?明天就會有新的「1千克」參照基準

2021-01-09 界面新聞

過去一百多年裡,地球人對「千克」(kilogram)的定義都基於存放在法國巴黎的一個小型金屬圓柱體——即神聖不可侵犯的「國際千克原器」。自1889年在巴黎召開的第一屆國際計量大會(CGPM)以來,這個暱稱「大K」(Le Grand K)的圓柱體就是質量單位「千克」的基準。

儘管人們小心翼翼地保護著「國際千克原器」,像俄羅斯套娃一樣把它鎖起來,但它的重量還是發生了輕微變化:也許是因為空氣分子作祟,又或者是因為技術人員在排除空氣分子影響時用力過頭。總之一句話,它已經不適合再作為「千克」的標準。本周五,四年一度的國際計量大會的表決後,「國際千克原器」將慘遭拋棄,更加穩定的物理學常數會取而代之。

參加表決的物理學家施拉姆明格(Stephan Schlamminger)對《衛報》表示:「如果外星人到訪地球,我們除了物理也沒什麼好談的吧?但如果要談論物理學,我們必須就一組單位達成一致。假如我們介紹說質量單位是基於巴黎的一坨金屬,那我們會成為全宇宙的笑柄。」

回溯歷史,這「一坨金屬」也曾是最先進的標準。200多年前,伴隨著國際貿易的發展,各國亟需一套公用的計量單位系統,以國王鞋碼為準的單位制度已經不夠用了。到了18世紀後期,法國國王路易十六委託科學家們確定更精確的計量系統。

隨後,「1米」被定義為從北極到赤道距離的千萬分之一,而「1千克」是1升液體水的質量。1799年,當拿破崙拿到法國學者測定的標準「1米」時,他宣稱:

徵服終將成為過眼雲煙,但這項成就會永垂不朽。

但新的問題又出現了:在真空中測量液體重量也並非易事。為了使這些單位更加實用,他們都被實物所指代:某一根金屬棒的長度為標準的1米,一個金屬體的重量代表1千克。該方案最終在1875年發展為國際單位制(SI),由七個基本單位組成:

米代表距離、秒代表時間、千克代表質量、摩爾代表物質的量、安培代表電流、開爾文代表溫度、坎德拉代表發光強度。

每隔40年,象徵著「1千克」的鉑銥合金圓柱體便會被用來和其他分散在各國的副本校準。但隨著它的重量出現變化——損失了大概一根睫毛的重量,再用這個金屬體校準便不合時宜。

美國國家物理實驗室聲明解釋說:「在測量一袋糖時,這(重量變化)是可以接受的。但對於更複雜的科學來說,比如在測量藥物劑量時,這就不可接受了。」

本周五的表決預計將獲得通過,「千克」的新定義將基於普朗克常數。使用物理常數來關聯定義千克,將確保它的可靠性,並使得質量測量在未來變得更加精確。

值得注意的是,人類也經常對其他單位的表述進行調整。1983年,「米」的最新定義變成:「光在真空中1/299792458秒的時間間隔內所經路程的長度」。本屆國際計量大會後,安培、摩爾,以及開爾文會與千克一起得到新定義。獲得批准後,新定義將在明年5月20日的世界計量日生效。

國際計量局(BIPM)主任馬丁·米爾頓(Martin Milton)在接受美聯社採訪時指出,千克是最後一個基於物理人工製品的基本單位。「所有其他的東西都已得到回收、替換或改進。而上一次的改進還要追溯到1875年設定的最初理念。這算是對當年所做的一切的致敬:它維持了這麼長時間……這是一個值得慶祝的時刻。」

國際計量局的職責從支持藥物和食品純度的化學工作,再到協調世界時間,不一而足。米爾頓表示,在全球化社會裡,工業需求總是在變化,科學家總是在擴大人類知識的範圍,計量學永遠不會過時,也不能停滯不前。

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  • 1千克到底有多重?
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    千克原器又被稱為「大K」,陪同「大K」的還有六份官方副本,作為「繼承人」和「備用件」。在世人的心目中,這個千克最高基準具有極其神聖的地位。有三把鑰匙存放在不同地方,必須悉數到場才能打開金庫一睹「大K」的尊容。
  • 「1千克」到底有多重?新答案來了
    「1千克」多重?這一國際標準質量單位近130年來由一個小巧的鉑銥合金圓柱體定義。這一「國際千克原器」保存在法國首都巴黎西郊一間地下儲藏室內,擋不住歲月和汙染導致的細微變化,難以適應現代精密測量要求。科學家18世紀末決定創建國際通用的計量單位體系,首先確定採用法國科學院在法國大革命後制定的長度單位「米」,即經過巴黎的地球子午線全長四千萬分之一為「1米」;隨後依據米的定義,規定1立方分米純水在4攝氏度時的質量為「1千克」。1889年第一屆國際計量大會決定,把一個直徑和高度同為39毫米的鉑銥合金圓柱體質量作為國際單位「千克」基準。
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    國際千克原器的一件複製品。(圖片:美媒)中國日報網7月12日電(張巖)據美國知名網絡雜誌SLATE報導,1千克重量即將發生輕微改變。1千克到底多重?中學科學課程經常說,這個單位就是1立方分米的純水在4℃時的質量。
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    1千克到底多重?不少人聽到這個問題時,可能會陷入迷茫,1千克不就是1公斤嗎?可問題又來了,1公斤又是多重呢?其實,千克的定義能夠追溯到128年以前,科學家們將一個直徑與高度都為39毫米的鉑銥合金圓柱體作為1千克的標準重量,也就是所謂的「國際千克原器」(IPK)。它被保存在法國的國際計量局中。
  • 1千克到底有多重?新答案來了
    1千克到底有多重?新答案來了 千克等計量單位將改由基本物理常數定義;專家:這種計量方式更準確 2018年12月13日     本報長沙訊 千克、安培、開爾文、摩爾……這些我們描述和定義世間萬物的標尺,今後將全部由「常數」定義。
  • 物理學最基本單位「千克」重新定義
    千克原器又被稱為「大K」,陪同「大K」的還有六份官方副本,作為「繼承人」和「備用件」。在世人的心目中,這個千克最高基準具有極其神聖的地位,有三把鑰匙存放在不同地方,必須悉數到場才能打開金庫一睹「大K」的尊容。
  • 國際單位制迎來歷史性變革 「千克」到底多重將有新定義
    不少專家表示,SI修訂是科學進步的又一座裡程碑  1千克到底多重?不少人聽到這個問題時,可能會陷入迷茫,1千克不就是1公斤嗎?可問題又來了,1公斤又是多重呢?  其實,千克的定義能夠追溯到128年以前,科學家們將一個直徑與高度都為39毫米的鉑銥合金圓柱體作為1千克的標準重量,也就是所謂的「國際千克原器」(IPK)。它被保存在法國的國際計量局中。
  • 1千克究竟有多重?!
    千克是我們日常生活中最常用的計量單位,可是1KG有多重呢?又是誰規定的呢?今天我們就來說說1KG!1KG有多重?1799年,法國科學家提出4℃時,一立方分米水的質量定義為1KG,並且以這個標準製作了純鉑為原料的『千克原器』作為1KG的國際標準。1889年,科學家們用更穩定的鉑銥合金代替了純鉑的千克原器,並一直沿用至今。也就是說,我們常說的『千克』是以這個『國際千克原器』實物為標準的。
  • 1公斤有多重是誰規定的?新的國際基本單位正式啟用了
    這個答案當然也不能算錯,因為1公斤是多重,當然是由人來規定的,但問題是,這個1公斤到底是多重是怎麼規定的呢?或者換個問法:我怎麼知道1公斤到底是多重呢?有人說,用秤稱一下不就好了嗎?唔,那你憑什麼相信這個秤是準確的呢?或者換個問法:生產秤的廠家,用什麼東西來做標準才能知道自己的秤是準確的呢?
  • 1千克究竟有多重?
    由於科學家是在國際單位制單位(包括千克)的基礎上來測定常數的值,因此,國際千克原型的真實質量有任何變化,被測常數的值也得跟著起伏。用這些根據千克單位測定的「常數」來定義千克,我們就會陷入一個循環定義、自相矛盾的尷尬局面。因此,在定義千克之前,科學家們只能從頭開始,依據千克的現行定義儘可能精確地測量並確定常數的值,先「盯死」這個常數。
  • 一千克究竟有多重?
    ■新知放置在法國巴黎的國際千克原器近期備受關注,因為各方盛傳這個有著126歲高齡的鉑銥合金圓柱體將結束歷史使命,質量的單位「千克」將重新被定義。記者從4日召開的「展望2025—國際計量發展重大挑戰」國際研討會上獲得準確消息,「千克」的定義確定將於2018年以新面孔和我們見面。
  • 一度是多少,一千克有多重?明年將被重新定義
    (原標題:量子化變革已到來,「千克」被重新定義 ——國際計量委員會副主席顛覆你的常識)
  • 「千克」的概念是怎麼被定義的?
    「千克」的概念肯定我們每個人都不會覺得陌生。但是你知道它是怎麼定義的嗎? 在過去的大約130年間,國際上對於「千克」定義的標準,都是以國際千克原器「大K」的質量來作為原型參照的。所謂「大K」是一個鉑-銥合金圓柱體,被保存在位於巴黎的國際度量衡局(BIPM)總部,這個圓柱體的質量就是「千克」的標準定義。
  • 基於量子物理:「千克」概念被重新定義
    世界各主要國家都有一塊這樣的複製品,用做本國的質量基準,並需要定時運到巴黎,與「大K」進行質量誤差校對,極為不便在過去的大約130年間,國際上對於「千克」定義的標準,都是以國際千克原器「大K」的質量來作為原型參照的。所謂「大K」是一個鉑-銥合金圓柱體,被保存在位於巴黎的國際度量衡局(BIPM)總部,這個圓柱體的質量就是「千克」的標準定義。
  • 1千克有多重?它就要重新定義了
    目前,1千克的定義就是"國際千克原器的質量",這個原器存放在位於巴黎的國際計量局的保險柜裡。千克是目前國際單位制基本單位中唯一仍使用實物進行定義的單位。其他的六個基本單位是米(長度),秒(時間),開爾文(溫度),安培(電流),摩爾(物質的量)和坎德拉(發光強度)。
  • 「1千克」重量即將被重新定義!你身上的肉肉重量會有變化嗎?
    1千克有多重你真的知道嗎?科學數據都需要一個衡量基準,化學上我們把碳12原子的12分之1作為一個基準的相對原子質量來衡量其它原子的質量,在長度上我們把光在真空區域內用299792458分之1秒的時間所經過的距離定義為1米,銫133原子基態的能階間躍遷所產生的電磁波周期的9192631770倍被定義為1秒。
  • 一秒有多長,一公斤多重?新標準來了,將顛覆你的認識
    一秒鐘有多久?一公斤有多重?一米有多遠?...這些與每個人日常生活息息相關的基礎問題,卻並不是這麼容易就能說清楚。國際千克原器,跟咱有關嗎?要問你一件東西有多重,你肯定會回答說,到菜市場找個大媽的電子秤就能得出答案。但你知道大媽秤上的1千克是怎樣被定義出來的嗎?一百多年前,人們造了一個精準的「砝碼」——國際千克原器。從此,人類重量的概念都是參考它而來。
  • 科學界決定了,1千克以後這麼算!
    「1千克」到底有多重?
  • 千克被重新定義了,你的體重發生變化了嗎?
    第26屆國際計量大會決議,將千克、安培等4個國際單位制分別改由普朗克常數h、基本電荷常數e等基本物理常數來定義。並於2019年國際計量日(5月20日)起正式生效。屆時,國際單位制7個基本單位將全部由基本物理常數定義,量值的實現進入了量子化時代。為什麼要修改這些基本單位的定義?以後1千克還是1千克嗎?買菜的時候是多了還是少了?到底多重才是標準的1千克?