# 千克的定义变了，它会如何影响我们的生活？

- 作者：沈星佑
- 发布时间：2018-11-19 18:33
- 分类：生活
- 原文：https://www.ifanr.com/1130358

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1 kg 还是原来那个重量，但它将不是原来那个 1 kg 了。

最近，国际计量大会经过投票将千克的定义，[修改为以普朗克常数（Planck Constant）相关的一个标准值](https://physicsworld.com/a/kilogram-finally-redefined-as-worlds-metrologists-agree-to-new-formulation-for-si-units/)。

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而在此之前的一百多年里，千克的定义一直是法国巴黎国际度量衡局总部地下的一个铂 – 铱合金圆柱体。这个国际千克原器（The International Prototype Kilogram），又简称为 IPK 或大 K（Le Grand K），是目前地球上的质量标准。

我国的千克原器是 1965 年向国际度量衡局申请的「K60」。这个砝码会定期送到度量衡局总部进行校准，并定期与中国国家度量衡实验室（NML）的不锈钢副本进行对比校正，再以此作为标准砝码应用到各个领域。

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▲ 美国千克原器 K20



国际度量衡局之所以要弃用这个物理实体的度量衡，主要是因为它的质量随着时间的推移在变小。每年工作人员会打开一次地下室检查，并且每间隔 30 年，这个千克原器以及它的六个官方副本都会被取出进行清洁。

然而即使小心谨慎地呵护，这块金属大 K 以及它的副本在以非常缓慢的速度丢失重量。丢失的程度有多严重？历时一个世纪 ，少了 50 微克，相当于一颗小小沙子的重量。

这颗小沙子如果是在菜市场上买菜称肉不算什么，然而对于贵金属、制药、化学工业等需要精密计算的领域而言，就会变成严重的损失，甚至是生产事故。

因此，「千克」这个国际通用的重量单位，需要由一个稳定的量来定义。普朗克常数是现代物理学中的常数之一。

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▲ 左三为普朗克，左二为爱因斯坦，图片来自：[维基百科](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Nernst,_Einstein,_Planck,_Millikan,_Laue_in_1931.jpg)



物理学家普朗克在研究辐射能量的时候，推导出公式 ：[E = hν](https://hk.thenewslens.com/article/64739)，其中 E 是能量，v 是辐射的频率，h 则是一个常数，最后这个常数被名为普朗克常量（Planck constant）。

这个公式支配着目前人类所能理解的量子现象，可以说普朗克常量打开了现代物理学的大门，改变了当时物理学的研究方向，至今仍深刻影响人类的科学发展。

千克的新定义，将在 2019 年 5 月 20 日开始生效。然而千克并不是第一个被重新定义的国际单位。国际单位制共有七个，分别是：

- 质量的单位千克
- 电流量的单位安培
- 时间的单位秒
- 发光强度的单位坎德拉
- 物质量的单位摩尔
- 热力学的单位开尔文
- 长度的单位米

其中「秒」的定义，在 1967 年从「 1960 年地球自转一周时间的 1/86,400」，修改为：铯 133 原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射的 9,192,631,770 个周期的持续时间。

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▲ 我国研发的铯原子喷泉钟，图片来自：中国计量单位研究所



2014 年，中国计量科学研究院 (NIM，以下简称中国计量院)研发的[铯原子喷泉钟获准参与驾驭原子时](http://www.nim.ac.cn/list/sc/4502)。在 2019 年对「秒」重新定义的时候，中国也会参与表决。

1983 年，「米」的定义修改为[光在 1/299,792,458 秒内传播的距离](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NDA1Njg2MA==&mid=2651991363&idx=1&sn=392e2ba9155a81937443bfe0f0d49dea&chksm=bd6b12b08a1c9ba69fd7349df820c30bebfe68da55bef88c8c2391d228a3261bfa4bd232779c&mpshare=1&scene=1&srcid=1118oFdHBNl233HdPtfp7PYY&rd2werd=1#wechat_redirect)。

由于各个国际单位相互关联，因此一个的定义被修改后，还会有更多的度量单位也需要跟着更新自己的标准。安培、摩尔和开尔文这些单位的定义也在重新修订。

纵观历史，计量单位一直在更新，驱动其进行迭代的原因，除了像秦始皇统一度量衡这种政治经济原因，更多是因为技术的进化。计量单位的标准，从人类可以摸可以看到的实体，到需要借助仪器才能观察到的电磁波、原子等，目前进入用量子力学来定义的时代。

这次修订后的「千克」，将脱离物理实体的束缚。按照业界的计划，修订后的国际计量单位，将不仅适用于地球，在其他星球上也同样适用。

事实上，「千克」定义的修改对我们的生活是没有太大影响的，因为它变得更加精准和稳定了。