国际计量开启新纪元:基本单位的量子化定义

国际单位制是国际测量体系的基石,是人类定义世界的标尺。阐述了国际单位制的起源、作用和演变,回顾了1960年以来历次国际计量大会对"米"和"秒"的重新定义,给出了"千克"、"开尔文"、"安培"、"摩尔"等基本单位在2018年举行的第26届国际计量大会通过的基于物理常数的量子化定义,并与传统定义进行了比较。分析了基本单位量子化的原因,给出了基于实物定义的缺陷和不足,阐述了国际单位制新定义的意义。分析了国际单位制重新定义对产业、计量格局、管理体系的深远影响。测量结果的延续一致保障了新定义不会对产业人士、大部分科研人员以及普通用户造成影响。最后,在国际单位制新定义的背景下,对温度重新定义的影响以及我国计量研究发展提出策略思考与建议。

浅析国际单位制的发展及基本单位的量子化定义

简要介绍了古代度量衡的起源、计量学的概念、国际单位制(SI)的发展。利用自然常数给出了7个SI基本单位的量子化定义表达式。阐述了计量变革的重要作用,实现现代化强国需要先进的计量技术提供保障。

SI基本单位量子化重新定义及其意义

第26届国际计量大会(CGPM 2018)表决通过了国际单位制(SI)中7个基本单位的重新定义,其中千克、安培、开尔文和摩尔的定义基于新的物理概念,米、秒和坎德拉的定义表述进行了重新修订;运用自然法则创建测量规则,自此,新修订后的SI基本单位的定义来自一组定义常数,实现了量子化定义。新SI更具有稳定性和普适性,新SI的实现为各国计量领域将带来机遇与挑战。

“千克”的量子化定义

科学实在论和反实在论的主要争论焦点在于"可观察"和"不可观察"概念的区分以及"不充分论证说"和"无奇迹说"。"千克"的定义经历了三次演变,2018年确定的量子化定义恰恰包含了"观察"与"不可观察"概念的明确区分;采用此次定义中所包含的稳定且准确的实物基准克服了"不充分论证说";基于"不可观察"的理论抽象转变为"可观察"的实物支持了科学实在论的"无奇迹"说。因此,"千克"的量子化定义成为科学实在论的新论据。