2019年5月20日，注定是人类科技史上的大日子。在这一天，伴随着千克新定义的正式生效，人类完成了利用物理常数来定义国际单位制中全部七个基本单位的任务。从今以后，千克的定义将不再依赖于某些具体实物，而是建立在永恒不变的物理常数之基础上。

 

质量单位千克：普朗克常数为6.62607015×10^-34J·s 时的质量。

 

 

在此前的定义中，“千克”一直依托于国际千克原器“大K ”的质量。

 

大K是一块直立圆柱体，由九铂一铱的合金制作，高度和直径均为 39.17 毫米。从 1889 年起，一直被收藏在法国巴黎的国际计量局地下室之中，这所地下室上方，是塞纳河畔的一所 17 世纪皇家狩猎园林。

为保证稳定，大K很少被惊扰。只有当各持一把钥匙的国际度量局主任、巴黎国家档案馆主任、世界重量与度量大会主席 3 人齐聚时，才能打开存放的保险柜。每年这3人会开启地下室一次，仅仅确认一下大 K 是否还安然待在原地，然后就上锁离开。

为了与大 K 进行对照，当时还制作了 6 个副本，同原器保存在完全相同的环境里。这些副本被称作“大 K 的证人”，通过每 40 年一次的对照，确保大 K 质量不出现重大改变。大 K 和“证人”待遇严格，几乎不会被移动。二战时期德军在地下室附近建立军工厂，该地区遭受美军猛烈轰击，地下也摇动不安，即使如此，人们也仅把“证人”移至其他地方保管，而没有挪动大K ，仅为它加了一层防震箱。

 

但纵使小心保管，大 K 的质量也并不稳定。每 40 年接受清洁后，大 K 会与“证人”上称“对证”。到今天，大 K 已莫名损失了约 50 微克的质量，这大概相当于一枚指纹的重量。人们不清楚其中的原因，也不清楚这是大 K 质量单独发生了变化还是大 K 与证人的质量同时发生了变化。因此伴随人们测量手段的提高，新的质量单位定义方式也被提上日程。

 

普朗克常数是量子力学中用来计算光子能量的一个常数，单位为焦耳·秒。而焦耳的定义是 1 牛顿的力使物体在力作用方向上移动 1 米时所做的功。又知牛顿的定义是使 1 千克的物体有 1m/s? 的加速度。因此，1 焦耳可以写成千克^.米 2^.秒-2，于是普朗克常数的单位也可写成千克^.米 2^.秒-1。由此便可直接用“普朗克常数”推出“千克”。

 

千克”新定义制定过程中，最难的不是敲定概念，而是测定准确的“普朗克常数”。

 

此次确定过程中，来自不同国家的 5 个团队共同商定一个普朗克常数值，并利用本国的“千克”原器进行验证，核验误差合格后，最终确定了 2018 年 11 月公布的6.62607015×10^-34J·s 这一数值。

 

此次基本单位定义的改变对普通人来说没有太大影响，但会给科学研究、高精尖技术领域、制造业带来更为精确的可能。意味着在人类眼中，宇宙的像素又变高了。

 

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