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2018年世界計量日主題:“進”無止境——國際單位制的量子化演進

發布日期:2018年05月17日   浏覽次數:次   編輯:常州市計量測試技術研究所

2018年世界計量日選定的主題是國際單位制(SI)的量子化演進。這一演進是衆多精誠奉獻的計量學家爲重新定義SI基本單位確定最佳方法、曆時多年工作的結晶。

2018年世界計量日主題海報(國際)

2018年世界计量日主题:國際单位制(SI)的量子化演進

國際法制计量局(BIML)局長致辭 史蒂芬·帕托雷

2018年世界計量日選定的主題是國際單位制(SI)的量子化演進。這一演進是衆多精誠奉獻的計量學家爲重新定義SI基本單位確定最佳方法、曆時多年工作的結晶。此次SI單位的重新定義不會對法制計量産生直接影響,因爲用戶能夠通過與目前相同的途徑溯源到重新定義後的SI上。然而,它確實意味著我們定義某些測量單位的方式,以及在某些情況下最終建立溯源性的方式,會發生變化。

修訂後的SI將完全基于自然常數。雖然這看起來可能是一個很大的變化,但事實上,在不遠的過去它已經發生過好幾次,如秒(1967/68)和米(1983)分別是從基于地球的運動和大小演變到基于原子和電磁常數來重新定義的。

上述改變的重要性在于,我們大多數人在學校學過,並且至今幾乎鐵板釘釘的某些概念,現在可能會改變。在巴黎近郊一個用三把鎖才能打開的地下室中保存的鉑銥(Pt-Ir)合金的千克原器,在工作了137年後即將進入半退役狀態。

當然,這將標志著一個時代的結束。 SI始于與人爲認定標准關聯的米千克秒制(MKS)。這種標准基于當時人們認定的自然界不變量,如地球的自轉與大小,以及由一定量的水導出的一個重量(之後被統一確定爲一個特定的鉑銥合金)。隨著時間的推移,更加先進的測量方法證明這些不變量實際上並非像之前認定的那般恒定。這一事實與能夠更加准確實現單位定義的測量技術的進步一道,構成單位制演變的主要原因。現在最後一個原始標准將被基于基本自然常數的定義所取代。

千克原器“Le Grand K”只是最著名的SI原器,其實改變也會發生在其他單位上。開爾文將不再取決于水的屬性,安培將不再基于一個難以實現的定義,而摩爾將變成一個更實際的定義。此外,千克、安培、開爾文和摩爾的重新定義將不會對秒、米和坎德拉的定義産生影響。

如前所述,我們預計SI的重新定義不會對法制計量産生影響,但對于我們這些多年從事單位制工作的人來說,這仍然是思想和方法上的重大變化。

我们请您花几分钟时间查看國際计量局(BIPM)網站上提供的與此主題相關的諸多文檔。我們也希望諸位今年再次和我們一起共同慶祝世界計量日,並期待再次體現計量在我們日常生活中的重要性。(鄭華欣 郭谡 翻譯)

國際计量局(BIPM)局長致辭 馬丁·米爾頓

利用自然法則創建測量規則

國際单位制(SI)是全世界所有測量應用公認的單位制。自近60年前它首次被命名爲SI以來,它便一直在盡可能地改進,以利用測量技術的進步滿足新的要求。

201811月,國際计量大会预期将通过关于SI的一項最重大變革,即SI將基于一套與物理定律一一關聯的定義。這一朝著以自然法則定義SI的曆史性轉變,將消除SI與基于實物原器的定義之間的最後關聯。遵循這一修訂,千克(kg)將不再如1889年第一届國際计量大会批准的那样与國際千克原器相关联,而是要直接与普朗克常数的精确值相关联。

200多年來,計量界對“米制”的共同宏志是爲這個全球測量的一致基礎提供普遍可及性。而今年11月有望通過的SI新定義將使我們朝著這一目標又邁進一步。新定義是基于對新型測量方法研究的結果,這些方法以量子現象爲基礎複現最基礎的標准。一直以來,我們花了大量精力去確保變革實施後的新定義能與當前的定義兼容。這些變化只在具有最高精度要求的用戶那裏才會顯現。

在爲現有用戶提供必要程度的連續性的同時,這些變化具有能夠容納未來測量方法的改進從而滿足未來用戶需求的優點,因爲這些變化是牢牢基于物理定律的。新定義將運用“自然法則創建測量規則”,將原子和量子尺度的測量與宏觀層面的測量關聯起來。

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会不断增长。计量学是科学的一个动态分支,國際计量局和大计量界所采取的推动SI2018年實現進步的措施將會支撐這些需求,並在多年以後仍然滿足這些需求。


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