http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-11-08
本报讯（记者常丽君）据美国物理学家组织网11月7日（北京时间）报道，由于密封在法国巴黎国际计量局（BIPM）三层玻璃罩内的国际千克原器质量发生不明改变，世界最重要计量标准单位——千克将转变为量子物理制，以解决当前面临的困境。
国际千克原器由铂铱合金（90%的铂，10%的铱）制成，用于规定全世界的“千克”。自1889年以来，人们曾认为它像恒星一样恒久不变，但到了1992年，它的质量却发生了变化。经与其他“千克”原器相比，国际千克原器变化了大约50微克，相当于一个直径0.4毫米的小沙粒。BIPM质量部主管艾伦·皮卡德说：“确切地说，我们无法确定它的质量是多了还是少了。这一变化可能是由于表面影响，失去了表面原子或结合了污染物。”
这个变化给物理学家带来了巨大的理论挑战，尤其是对那些需要精确测量的复杂实验而言。因此国际单位（SI）委员会决定淘汰千克原器，在今年10月21日召开的第24届国际计量大会上，同意用一个基于普朗克常数的固定值来代替“千克”。普朗克常数用字母“h”来表示，相当于两个粒子能够交换的最小能量包或称量子。
大会还表示，在2014年之前“将不会采用这一常数”，此之前还将通过实验评估测量技术的精确性，以确保精确度在亿分之二以内。如果今后用普朗克常数来表示质量，日常生活不会受到任何影响，比如要买500毫克阿司匹林、半公斤胡萝卜或一艘5万吨的游船，千克仍然是千克。然而，这一变化会即刻对专业实验室的高精检测产生重大影响。
从日常生活到工程设计、科学研究和工商贸易，“千克”是用得最广的度量单位之一。SI中有7个“基本单位”：千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉，分别用于测量质量、长度、时间、电流强度、温度、物质的量和发光强度。1983年，国际单位“米”被光速基本常数（c）所取代，即光在真空中1／c秒内所经路程的长度，从此国际米原器作为纪念品而保存。“千克”是国际单位制（SI）的基石，也是最后一个由物质材料来定义的单位。
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米、千克、秒等7个物理单位是构成国际单位制的基本单元，测度其余物理量的单位均由此推演而来。因此，距离、质量、时间等物理量测量精准与否，是决定实验物理精度的根本。将巴黎国际计量局层层玻璃罩内的铂铱合金块替代为基于普朗克常数的固定值，不仅意味着质量原器少了随时间改变的风险，也意味着只要实验条件许可，科学家可以在世界任何地点精准复现“千克”。这些对于以精准为目标的实验物理学家来说，无疑都是重大利好消息。
[科技日报]