终于，在它诞生 130 年后，我们所熟知的公斤即将退役。但这还不是结束：一个新的定义将会出台——它比我们迄今为止所拥有的任何定义都更加准确。
明天，即 11 月 16 日，凡尔赛国际计量大会 (CGPM) 将投票正式做出这一改变。公斤已死，公斤万岁。
大多数人在日常生活中不会想到计量学——测量的科学。但这非常重要。它不仅是我们衡量世界的系统，也是我们衡量世界的系统。它也是科学家进行观察的系统。
它需要精确，并且需要恒定，最好基于我们所知的宇宙定律。
但在七个基本单位中国际单位制(SI)，目前有四个不是基于物理常数：安培（电流）、开尔文（温度）、摩尔（物质的量）和千克（质量）。
国际计量局 (BIPM) 名誉主任 Terry Quinn 向 ScienceAlert 解释说：“这个想法是，通过让所有单位都基于物理常数，根据定义，它们在未来是稳定且不会改变的，并且在任何地方都可以普遍访问。”
例如，一米是由光在真空中以 1/299792458 秒传播的距离确定的。一秒由铯原子振荡 9,192,631,770 次所需的时间决定。
一公斤的定义是……一公斤。
不，从字面上看。这是一公斤的重量，称为国际公斤原型(IPK)，于 1889 年由 90% 的铂和 10% 的铱制成，保存在 BIPM 总部的一个特殊金库中。
事实上，千克是国际单位制中唯一仍然由物理对象定义的基本单位。
双钟罩中的 IPK 副本之一。 （美国国家标准技术研究院）
世界各地都有 IPK 的副本，这些副本被用作国家标准，有时会被送回法国与原型进行比较。
这就是事情变得有趣的地方 - 这些副本的质量已被观察到与 IPK 的理念渐行渐远锁在金库里。目前尚不清楚复制品是否正在失去质量或IPK 正在不断壮大，但这两种情况对于科学精度来说都不理想，即使我们只处理微克。
对于过去几年，计量学家一直在讨论制定新标准的必要性。现在，他们终于准备好根据普朗克常数重新定义千克，普朗克常数是光子的能量与频率的比率，测量到迄今为止最精确的值仅去年。
奎因解释说：“直到现在，我们才能根据物理常数——普朗克常数、光速和铯原子的共振频率来定义千克。”
“为什么都是三个？这是因为普朗克常数的单位是 kgm2s-1，所以我们首先需要定义米（用光速表示），然后再定义米（用原子钟中的铯原子表示）。”
所以根据新的定义，一公斤的大小是“通过将普朗克常数的数值固定为正好等于 6.626 069… × 10 来设置–34当用 SI 单位 s 表示时–1米2kg，等于 J s。”
这不会对大多数人的生活产生任何明显的变化——变化前的一公斤苹果在变化后仍然是一公斤苹果——但它会对计量学家和一般科学家产生影响。 。
因为，如上所述，基本单位标准可以依赖于其他基本单位。坎德拉、安培和摩尔将根据千克重新定义，以提高精度。而且，对于科学家来说……
“[新定义]将大大提高单位教学的理解和优雅性，”奎因说。 “它将为无限提高测量精度开辟道路，它将大大提高精度，并扩展在非常小和非常大的数量下进行精确测量的可能性。”
这将确实是一个时代的结束，同时也是一个新时代的开始。
至于 IPK 本身，多年来一直如此重要的小金属将继续保存在气候控制金库的两个钟罩下，保持其一贯的条件。
这部分是为了纪念其遗产；但科学家永远是科学家。奎因说，“在未来的几年和几十年里，我们还将对它进行研究，观察它的质量变化有多大”，这一次是针对千克的新的、不变的定义。所以最终我们将能够确定它是否实际上一直在失去质量。
奎因还指出，虽然新系统看起来很复杂，但实际上任何人都可以轻松理解。他自己建造了一个在他的地下室用乐高搭建的简单平衡可以直接测量普朗克常数，误差在 5% 以内。
“小学生，”他说，“将能够从中获得巨大的乐趣。”
投票将于 11 月 16 日在第26届度量衡大会在法国凡尔赛。如果同意的话——他们无疑会同意——新的千克定义将于世界计量日： 2019 年 5 月 20 日。
