国际单位制的持续演进

刘媛

2018年世界计量日的主题是“国际单位制的持续演进”。之所以选择这个主题是因为国际计量大会（CGPM）有望于2018年11月通过对国际单位制（SI）自创建以来的最大变革的修订提案。此次变革以新型测量方法的研究成果为基础，以量子现象复现基础的标准。届时新的SI将建立在一系列基本物理定律上，并具有迎接测量科技深遠发展挑战，以满足未来人们更多需求的优势。

广义而言，计量是测量的科学，在科学探索与创新、工业制造、全球贸易、民生改善和环境保护等领域发挥着核心作用。

为了纪念1875年5月20日17国代表在法国签署《米制公约》，每年的5月20日被定为世界计量日。《米制公约》为全球在测量科学及其在工业、贸易应用中的合作建立了框架。 “实现测量的全球一致”始终是自1875年以来《米制公约》不变的宗旨。

世界计量日活动由国际计量局（BIPM）和国际法制计量组织（OIML）联合发起，代表世界向所有工作在政府间计量组织、国家机构和组织的相关人员致以崇高敬意和节日问候。

来自国际计量局（BIPM）局长的致辞：利用自然法则创建测量规则

国际单位制（SI）是全世界所有测量应用公认的单位制。自近60年前首次被命名为SI以来，它便始终在尽力改进，以利用测量技术的进步满足新的要求。

2018年11月，国际计量大会预期将通过关于SI的一项极其重大变革，即SI将基于一系列与物理定律一一关联的定义。这一朝着以自然法则定义SI的历史性转变将解除SI与基于实物原器的定义之间的最后关联。遵循此种修订，千克（kg）将直接与普朗克常数的精确值相关联，而不再如1889年第一届国际计量大会批准的那样与国际千克原器相关联。

200多年来，计量界对“米制”的共同宏志是为全球测量的一致基础提供普遍适用性。而2018年11月有望通过的SI新定义将使我们进一步接近这个目标。新定义是以新型测量方法研究成果为基础，以量子现象复现基础的标准。我们一直投入大量精力以确保变革后的新定义能与当前的定义相兼容。这些变化只在具有最高精度要求的用户那里才会体现。

在为现有用户提供持续适用等级的同时，这些变化具有能够包容未来测量方法的改进从而满足未来用户需求的优点，因为这些变化是牢牢基于物理定律的。新定义将运用“自然法则创建测量规则”，将原子和量子等级的测量与宏观层面的测量关联起来。

随着科技的进步，人们对支撑新产品与新服务的测量的需求不断增加。计量学是科学的一个动态分支，国际计量局和计量界同仁所采取的推动SI在2018年实现进步的措施将会支撑这些需求，并满足长远需求。

来自国际法制计量局（BIML）局长的致辞：国际单位制（SI）的持续演进

2018年世界计量日选定的主题是国际单位制（SI）的持续演进。这一演变是众多精诚奉献的计量学家为重新定义SI基本单位确定最佳方法、历时多年工作的结晶。此次SI单位的重新定义不会对法制计量产生直接影响，因为用户仍通过与目前相同的方式溯源到重新定义后的SI上。然而，它确实意味着我们定义某些测量单位的方式，以及在某些情况下建立溯源性的方式将会发生变化。

修订后的SI将完全基于自然常数。虽然这看起来可能是一个很大的改变，但事实上，在不算遥远的过去它已经出现过好几次，如秒（1967/1968年）和米（1983年）分别是从基于地球的运动和大小演变到基于原子和电磁常数来重新定义的。

上述改变的重要性在于，我们大多数人在学校学过，并且至今几乎是常识性的某些概念，如今可能会改变。在巴黎近郊一个用三把锁才能打开的地下室中保存的铂铱（Pt-Ir）合金的千克原器，在工作了137年后即将进入半退役状态。

当然，这将标志着一个时代的结束。 SI始于与人为认定标准关联的米千克秒制（MKS）。这种标准基于当时人们认定的自然界的恒量，如地球的自转与大小，以及由一定量的水导出的一个重量（之后被统一确定为一个特定的铂铱合金）。随着时间的推移，更加先进的测量方法证明这些恒量实际上并非像之前认定的那般恒定。这一事实与能够更加准确实现单位定义的测量技术的进步一道，构成了单位制演变的主要原因。现在最后一个原始标准将被基于基本自然常数的定义所取代。

千克原器“Le Grand K”是最著名的SI原器，但其实改变也会发生在其他单位上。开尔文将不再取决于水的属性，安培将不再基于一个难以实现的定义，而摩尔将变成一个更实际的定义。此外，千克、安培、开尔文和摩尔的重新定义将不会对秒、米和坎德拉的定义产生影响。

如前所述，我们预计SI的重新定义不会对法制计量产生影响，但对于我们这些多年从事单位制工作的人来说，这仍然是思想和方法上的重大变化。

我们请您花几分钟时间查看国际计量局（BIPM）网站上提供的与此主题相关的诸多文章素材。我们也希望诸位今年再次和我们一起共同庆祝世界计量日，并期待再次体现计量在我们日常生活中的重要性。

（素材来源：国际计量局世界计量日网站）