关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议经全体成员国表决通过

巴黎时间11月16日下午，第26届国际计量大会（CGPM）关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议经全体成员国表决通过。根据决议，SI基本单位中的4个，即千克、安培、开尔文和摩尔分别改由普朗克常数h、基本电荷常数e、玻尔兹曼常数k和阿佛加德罗常数NA定义。这是SI自1960年创建以来最为重大的变革，将从根本上保证SI的长期稳定性，对科技创新、产业发展和全球治理等影响深远。

实物原器退出历史舞台

世界上最重要的一块铂铱合金圆柱体——国际千克原器（IPK）成为了千克定义的历史。这件为世界科技服役近130年的实物原器将继续以原有状态保存在法国塞夫勒的布勒特伊宫地下保险箱内，为新定义相关研究和国际比对发挥“余热”，但它将不再出现于任何物理公式中。

据中国计量院从事质量新定义研究的李正坤研究员介绍，IPK及其复制品是用19世纪末20世纪初工业界所能提供的最好的材料及工艺制成的，在当时也满足了对于计量基准的准确度及稳定性的要求。但实物基准一旦制成后，总会有一些不易控制的物理、化学过程使它的特性发生缓慢的变化，因而它所保存的量值也会有所改变。

据国际计量局官方数据显示，IPK真正“面世”参加国际比对的次数仅有4次。100年间，各国保存的质量基准、国际计量局官方作证基准与IPK的一致性共发生了约0.05 毫克的变化。但IPK质量究竟变化了多少至今仍然是个迷。

“用基本物理常数普朗克常数h重新定义千克后，质量基本单位更加稳定，量值传递更加可靠，我们不必再考虑IPK质量是否发生变化，更不必担心IPK丢失、损坏可能给全球质量量值统一带来的毁灭性灾难。”李正坤表示。

此外，IPK作为最高基准，量值只有1千克一种。从最高基准到具体的应用场所，量值要经过多次分解和传递，这会对量值准确性造成损失。

“基于新定义的千克可以在极大、极小值的全范围内，保持相同的不确定度。”国际计量委员会副主席、单位制咨询委主席约阿希姆·乌尔里希表示，“这对于科学研究和工业应用而言都非常重要。”

SI真正成为全球通用的测量基础

国际单位制（SI）的起源可以追溯至1875年——17国签署《米制公约》并正式同意推行统一的国际测量体系。

“‘米制’在创立时的愿景即是‘为全人类所用，在任何时代适用’。其初衷是用一种全球一致的‘自然常数’而非某种主观的标准来定义单位，而这一点随着SI的修订真正成为了现实。”国际计量委员会主席白瑞·英格里斯表示。

自启蒙时代起，国际测量界就致力于建立一个“全球通用”的测量系统。用实物作为测量基准一直是一个可行的方式，但这也是测量界想要尽早摒弃的方式。SI的修订第一次使所有的基本单位和导出单位都建立在恒定不变、全球通用的常数上——国际测量界多年夙愿成为了现实。

此外，SI定义将第一次独立于它们的复现方式：这些定义不会随着更好的复现方式的出现而过时。以安培为例，其旧定义是“两条间隔一定距离的导线间的电磁作用力”，这意味着电流需要采用一定的复现方式来定义。但是，随着约瑟夫森效应和量子化霍尔效应的出现，旧的定义方式过时了。而安培的新定义则只和一定时间内通过的电子数有关，并不涉及复现方式。

“新定义生效后，千克可以通过任何适当的方法复现，比如基布尔天平法和阿佛加德罗法等，但并不仅限于此。”约阿希姆·乌尔里希表示。

正如国际计量局局长马丁·米尔顿在公开发表的声明中所说，用基本常数作为我们认识和定义质量、时间等自然界基本概念的基础，意味着我们在深化科学认知、推动技术进步、解决许多社会重大挑战方面的基础更加坚实了。

尽管从表面而言，大多数人并不会看到太大变化。“这好比你给房子换了一个更坚固的地基，从表面上是不可能看到任何变化的，但它可能已经发生了实质性的变化，使房子变得更耐久了。”马丁·米尔顿说，“就像1967年用原子的特性修订秒定义一样——尽管在修订之初人们并不知道它可以用在哪里。但现在，基于原子钟的计时技术已成为互联网、移动通信和卫星导航等技术的基础。新SI也是这样，它将在未来对科学、技术、贸易、健康、环境以及更多领域产生深远影响。”