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2018年世界計(jì)量日主題: “進(jìn)”無(wú)止境——國(guó)際單位制(SI)的量子化演進(jìn)
發(fā)布時(shí)間:2018.05.25  瀏覽次數(shù):3193次

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國(guó)際法制計(jì)量局(BIML)局長(zhǎng)史蒂芬•帕托雷致辭

  2018年世界計(jì)量日選定的主題是國(guó)際單位制(SI)的量子化演進(jìn)。這一演進(jìn)是眾多精誠(chéng)奉獻(xiàn)的計(jì)量學(xué)家為重新定義SI基本單位確定最佳方法、歷時(shí)多年工作的結(jié)晶。此次SI單位的重新定義不會(huì)對(duì)法制計(jì)量產(chǎn)生直接影響,因?yàn)橛脩裟軌蛲ㄟ^(guò)與目前相同的途徑溯源到重新定義后的SI上。然而,它確實(shí)意味著我們定義某些測(cè)量單位的方式,以及在某些情況下最終建立溯源性的方式,會(huì)發(fā)生變化。

  修訂后的SI將完全基于自然常數(shù)。雖然這看起來(lái)可能是一個(gè)很大的變化,但事實(shí)上,在不遠(yuǎn)的過(guò)去它已經(jīng)發(fā)生過(guò)好幾次,如秒(1967/68年)和米(1983年)分別是從基于地球的運(yùn)動(dòng)和大小演變到基于原子和電磁常數(shù)來(lái)重新定義的。

  上述改變的重要性在于,我們大多數(shù)人在學(xué)校學(xué)過(guò),并且至今幾乎鐵板釘釘?shù)哪承└拍,現(xiàn)在可能會(huì)改變。在巴黎近郊一個(gè)用三把鎖才能打開(kāi)的地下室中保存的鉑銥(Pt-Ir)合金的千克原器,在工作了137年后即將進(jìn)入半退役狀態(tài)。

  當(dāng)然,這將標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代的結(jié)束。 SI始于與人為認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)的米千克秒制(MKS)。這種標(biāo)準(zhǔn)基于當(dāng)時(shí)人們認(rèn)定的自然界不變量,如地球的自轉(zhuǎn)與大小,以及由一定量的水導(dǎo)出的一個(gè)重量(之后被統(tǒng)一確定為一個(gè)特定的鉑銥合金)。隨著時(shí)間的推移,更加先進(jìn)的測(cè)量方法證明這些不變量實(shí)際上并非像之前認(rèn)定的那般恒定。這一事實(shí)與能夠更加準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)單位定義的測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步一道,構(gòu)成單位制演變的主要原因。現(xiàn)在最后一個(gè)原始標(biāo)準(zhǔn)將被基于基本自然常數(shù)的定義所取代。

  千克原器“Le Grand K”只是最著名的SI原器,其實(shí)改變也會(huì)發(fā)生在其他單位上。開(kāi)爾文將不再取決于水的屬性,安培將不再基于一個(gè)難以實(shí)現(xiàn)的定義,而摩爾將變成一個(gè)更實(shí)際的定義。此外,千克、安培、開(kāi)爾文和摩爾的重新定義將不會(huì)對(duì)秒、米和坎德拉的定義產(chǎn)生影響。

  如前所述,我們預(yù)計(jì)SI的重新定義不會(huì)對(duì)法制計(jì)量產(chǎn)生影響,但對(duì)于我們這些多年從事單位制工作的人來(lái)說(shuō),這仍然是思想和方法上的重大變化。

  我們請(qǐng)您花幾分鐘時(shí)間查看國(guó)際計(jì)量局(BIPM)網(wǎng)站上提供的與此主題相關(guān)的諸多文檔。我們也希望諸位今年再次和我們一起共同慶祝世界計(jì)量日,并期待再次體現(xiàn)計(jì)量在我們?nèi)粘I钪械闹匾浴?/p>

  國(guó)際計(jì)量局(BIPM)局長(zhǎng)馬丁•米爾頓致辭

  利用自然法則創(chuàng)建測(cè)量規(guī)則。

  國(guó)際單位制(SI)是全世界所有測(cè)量應(yīng)用公認(rèn)的單位制。自近60年前它首次被命名為SI以來(lái),它便一直在盡可能地改進(jìn),以利用測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步滿足新的要求。

  2018年11月,國(guó)際計(jì)量大會(huì)預(yù)期將通過(guò)關(guān)于SI的一項(xiàng)最重大變革,即SI將基于一套與物理定律一一關(guān)聯(lián)的定義。這一朝著以自然法則定義SI的歷史性轉(zhuǎn)變,將消除SI與基于實(shí)物原器的定義之間的最后關(guān)聯(lián)。遵循這一修訂,千克(kg)將不再如1889年第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)批準(zhǔn)的那樣與國(guó)際千克原器相關(guān)聯(lián),而是要直接與普朗克常數(shù)的精確值相關(guān)聯(lián)。

  200多年來(lái),計(jì)量界對(duì)“米制”的共同宏志是為這個(gè)全球測(cè)量的一致基礎(chǔ)提供普遍可及性。而今年11月有望通過(guò)的SI新定義將使我們朝著這一目標(biāo)又邁進(jìn)一步。新定義是基于對(duì)新型測(cè)量方法研究的結(jié)果,這些方法以量子現(xiàn)象為基礎(chǔ)復(fù)現(xiàn)最基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。一直以來(lái),我們花了大量精力去確保變革實(shí)施后的新定義能與當(dāng)前的定義兼容。這些變化只在具有最高精度要求的用戶那里才會(huì)顯現(xiàn)。

  在為現(xiàn)有用戶提供必要程度的連續(xù)性的同時(shí),這些變化具有能夠容納未來(lái)測(cè)量方法的改進(jìn)從而滿足未來(lái)用戶需求的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)檫@些變化是牢牢基于物理定律的。新定義將運(yùn)用“自然法則創(chuàng)建測(cè)量規(guī)則”,將原子和量子尺度的測(cè)量與宏觀層面的測(cè)量關(guān)聯(lián)起來(lái)。

  隨著科技的進(jìn)步,人們對(duì)支撐新產(chǎn)品與新服務(wù)的測(cè)量的需求會(huì)不斷增長(zhǎng)。計(jì)量學(xué)是科學(xué)的一個(gè)動(dòng)態(tài)分支,國(guó)際計(jì)量局和大計(jì)量界所采取的推動(dòng)SI在2018年實(shí)現(xiàn)進(jìn)步的措施將會(huì)支撐這些需求,并在多年以后仍然滿足這些需求。

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