1千克到底多重呢？不少人聽到這個問題時，可能會陷入迷茫，1千克不就是1公斤嘛。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，也就是人們所謂的國際千克原器。現在它還被保存在法國塞夫勒市的國際計量局中。
不過，就在11月16日，第26屆國際計量大會（CGPM）經包括中國在內的各成員國表決，全票通過了關於「修訂國際單位制（SI）」的1號決議。根據決議，千克、安培、開爾文和摩爾等4個SI基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。這是國際測量體系有史以來第一次全部建立在不變的常數上，保證了SI的長期穩定性和環宇通用性。不少專家表示，SI的修訂是科學進步的又一座裡程碑。
用不變的常數替代主觀
國際單位制（SI）是全球一致認可的測量體系。其起源可以追溯至1875年——17國籤署《米制公約》並正式同意推行統一的國際測量體系。
SI由7個基本單位以及許多導出單位組成，這些基本單位分別是時間單位「秒」、長度單位「米」、質量單位「千克」、熱力學溫度「開爾文」、電流單位「安培」、發光強度單位「坎德拉」和物質的量單位「摩爾」。SI單位可以表示任何領域的測量結果，如物體的物理尺寸、溫度和時間等。
無論是米還是秒，國際單位制必須確保所有日常使用的測量單位，在全球範圍內都是可比的、一致的。時間的測量相差零點幾秒鐘，也許不會影響烹調口感，但對於誰贏得了奧運會的百米短跑冠軍或高頻的股票市場交易卻是尤為重要的。
「『米制』在創立時的願景即是『為全人類所用，在任何時代適用』。其初衷是用一種全球一致的『常數』而非某種主觀的標準來定義單位，這一點隨著SI的修訂真正成為了現實。」國際計量委員會主席白瑞·英格裡斯說。
正如國際計量局局長馬丁·米爾頓在公開發表的聲明中表示，此次SI的修訂，用基本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，意味著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。儘管從表面而言，大多數人並不會看到太大變化。
「這好比你給房子換了一個更加堅固的地基，從表面上是不可能看出任何變化的，但它可能已經發生了實質性變化，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——在修訂之初人們也並不知道它可以用在哪裡，但現在，基於原子鐘的計時技術已成為網際網路、移動通信和衛星導航等技術的基礎。新SI也是這樣，它將在未來對科學、技術、貿易、健康、環境以及更多領域產生深遠影響。」
實物原器退出歷史舞臺
那麼，此次SI的修訂，具體發生了哪些變化呢？據悉，千克（kg）、安培（A）、開爾文（K）和摩爾（mol）將重新定義。這4個基本單位，千克將用普朗克常數（h）定義；安培將用電子電荷（e）定義；開爾文將用玻爾茲曼常數（k）定義；摩爾將用阿伏伽德羅常數（NA）定義。
起初，測量單位是基於實物或物質的特性來定義的。可以實物作為基準，總會遇到一個問題：這些實物會隨時間推移或環境改變而變化，不能滿足當今科學研究與技術應用對測量準確度的需要。
與這塊用以定義千克的鉑銥合金圓柱體為例，「這個基準實物一旦製成後，總會有一些不易控制的物理、化學過程使它的特性發生緩慢的變化，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鍾華指出。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致性共發生了約0.05毫克的變化。
隨著SI修訂的生效，世界上最重要的一塊鉑銥合金圓柱體——國際千克原器（IPK）將成為千克定義的歷史。這件為世界科技服役近130年的實物原器，將繼續完美保存，為新定義的相關研究和國際比對發揮「餘熱」。
「用基本物理常數普朗克常數h重新定義千克後，質量基本單位更加穩定，量值傳遞更加可靠，我們不必再考慮IPK質量是否發生變化，更不必擔心IPK丟失、損壞可能給全球質量量值統一帶來的毀滅性災難。」中國計量院從事質量新定義研究的李正坤研究員如是說。
國際計量委員會副主席、單位制諮詢委主席約阿希姆·烏爾裡希表示，基於新定義的千克可以在極大、極小值的全範圍內，保持相同的不確定度。這對於科學研究和工業應用而言都非常重要。
為國際單位制修訂貢獻中國力量
早在20世紀中葉，隨著量子技術的發展，人類對各種物理量的測量準確度得到了極大的提高，時間、長度的SI單位先後經歷了修訂。2005年，國際計量委員會起草了關於採用基本物理常數重新定義部分SI基本單位的框架草案，建議採用普朗克常數定義千克等，並鼓勵有能力的國家級實驗室開展相關研究工作。
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前沿，並在SI基本單位復現新理論、新方法等方面持續開展研究。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常數等物理常數測量以及量子基準的建立方面取得了系列突破。特別是該院利用聲學法和噪聲法兩種方法測得的玻爾茲曼常數，為SI溫度基本單位開爾文的修訂做出了重要貢獻。
另據國際計量局官方聲明顯示，國際計量局將在千克重新定義後繼續開展關於千克復現基準方法的國際比對，並得出千克的國際「共識值」，各成員國應據此開展量值傳遞。目前，中國計量院已獨立建立了基於新定義的千克復現裝置，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。
國家市場監管總局有關負責人也表示，中國計量界將緊緊抓住這次國際計量變革的重大機遇，加強面向國家戰略需求的計量基礎研究、前沿性研究，制定量子化時代的中國計量發展戰略，加快構建國家現代先進測量體系，為建設製造強國、質量強國提供強有力的支撐和保障，更好地發揮計量對提升國家核心競爭力的重要作用。
（經濟日報 記者：郭靜原 責編：王玥）