“5·20世界计量日”如何定义1米?你所不知道的计量单位,一米是多少厘米啊

央广网北京5月20日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,5月20日是第23个“世界计量日”,这是一个为保证国际计量标准的统一、促进国际贸易和加速科技发展而设立的一个国际节日。今年世界计量日的主题为“数字时代的计量”,旨在让人们认识到数字技术对当今社会的改变趋势。

我们生活当中其实处处离不开计量单位,比如最常见的长度单位米、时间单位秒、重量单位公斤等等,这些在国际上通用的计量单位,到底是怎么确定下来的?未来计量单位会不会有新的变化?数字时代的计量又有哪些新的趋势?

5·20不只是“表白日” 还是“世界计量日”

提到5月20日,可能很多人都会想到“表白日”,但其实这一天还是另外一个有着特殊意义的纪念日,叫“世界计量日”。

中国计量测试学会秘书长马爱文介绍,计量是关于测量及其应用的科学。根据《中华人民共和国计量法》规定:计量是保证单位统一和量值准确可靠的活动。计量在中国古代主要是对长度、容量、重量以及时间的测量,到了现代,计量领域已发展为对:长度、质量、时间、温度、电流强度、电磁、电离辐射、发光强度物质的量等各方面的计量。

1875年3月,17个国家在法国巴黎召开会议,确定用“通过法国巴黎的地球子午线的四千万分之一的长度”作为一米,并于当年5月20日签署《米制公约》。长度单位“米”的统一为世界经济贸易、人们的生产生活以及各方面的交流带来极大便利,有效促进了全球化发展。

为纪念这一重要事件,1999年第21届国际计量大会决定:将每年的5月20日定为“世界计量日”,每年由国际计量局确定一个主题,世界各国围绕这个主题分别组织纪念活动。

我的眼睛就是“尺”?计量单位的“前世今生”

历史上确实曾以人体的某个部位特性作为计量单位。马爱文介绍,计量单位的发展史大致可分为四个阶段。以人体的某个部位特性作为计量单位就是第一阶段,比如长度单位,英国用成人脚的长度为1英尺;埃及人用肘尺,即从成人指尖到胳膊肘的距离;而古代中国用指尺,即成人张开手指,大拇指到中指的距离。

在第二阶段,人类将自然物(主要是谷物)的特性作为基本计量单位。比如英国曾规定36颗大麦首尾相连的长度为1英尺,我国古代将100个黍粒的宽度作为1尺。

但这样的计量单位仍然不够精确。在第三阶段,开始以人造物为不变量定义基本计量单位。1895年,除签订《米制公约》外,还制作了一些长度为1米的铂铱合金尺子,并选中一个作为“米原器”,放在法国巴黎的国际计量局,其他的1米铂铱合金尺子则分发给各国作为“米”的基准。

在第四阶段,计量届迎来量子化变革。2018年11月,第26届国际计量大会决定:将计量单位全部定义到量子的基本特性,即物理常数上。新国际单位体系于2019年5月20日世界计量日起正式生效。此后,便不再需要实物基准,国际计量局保存的国际原器也就没有存在的必要性了。

“爱”能否被计量?数字时代的计量有何不同?

未来计量单位可能还会发生变化,出现新的计量单位也不是没有可能。马爱文介绍,确定一个计量单位需要考虑三个因素:普适性,即任何人无论何时何地都可以实现计量单位的定义;可操作性,即能够通过一定的装置和实验实现这一定义;新定义的精度要比原有精度至少有一个数量级的提升。

马爱文指出,随着社会的发展与新技术的出现,计量单位的变化趋势可能会表现在三个方面。

其一,可能会用更好的量子物理特性来定义计量单位,比如人们对光子特性的认识给时间的重新定义提供了新的可能,以便于提高时间的计量精度,而高精度的时间频率计量对国防、航空、航天等都具有重要的意义。

其二,计量的七个基本单位可能会减少。目前,除摩尔以外,其余六个基本单位都与时间相关。因此,将来可能会把与之相关的都定义到时间这个基本物理量上,随着时间精度的提高,也会极大提升其他物理量的测量精度。

其三,科技的发展会催生新的研究领域,这些新的研究成果或者数据需要通过统一的单位来进行统计和对比,所以完全有可能出现新的计量单位,去重新定义那些难以准确计量的领域。就好比:“你问我爱你有多深”?

数字技术应用正在为世界带来一场革命,给计量工作带来挑战的同时,也带来许多新的机遇。2021年12月31日,国务院印发《计量发展规划(2021-2035年)》,提出了包括计量基础研究、计量应用、计量能力建设和计量监督等四个方面的30项重点任务,涉及先进制造业、高端仪器、航空航天等领域,为数字时代的计量发展确定了重要研究方向,也指出了数字时代计量的发展趋势。

在未来的国际计量合作方面,马爱文表示,要深度参与国际计量发展战略和规划的制定,加强与世界主要国家和地区计量交流合作,同时积极推行国际法制计量组织(OIML)证书互认制度等,以期不断提升我国在国际上的影响力。

监制:白中华

记者:富赜 鹤佳

编辑:罗江 杨冉

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