國際單位制邁入量子化時代：全部由常數(shù)定義突破時空局限

新華網(wǎng)北京12月11日電(王忻)12月11日,市場監(jiān)管總局在京召開國際單位制重大變革新聞發(fā)布會?？偩钟嬃克舅鹃L謝軍在發(fā)布會上透露，自明年5月20日起，中國將開始使用新修訂后的國際單位制。為抓住此次變革帶來的歷史性機遇，我國將強化計量量子化戰(zhàn)略研究，并制定量子化時代的中國計量發(fā)展新規(guī)劃(2020年-2035年)。

11月16日，第26屆國際計量大會(cgpm)在法國巴黎召開，經(jīng)包括中國在內(nèi)的53個成員國集體表決，全票通過了關于“修訂國際單位制(si)”的1號決議。根據(jù)決議，質(zhì)量單位“千克”、電流單位“安培”、溫度單位“開爾文”、物質(zhì)的量單位“摩爾”等4個si基本單位的定義將由常數(shù)定義，于明年的“世界計量日”——5月20日正式生效。

據(jù)了解，加之此前對時間單位“秒”、長度單位“米”和發(fā)光強度單位“坎德拉”的重新定義，至此，國際計量單位制的7個基本單位全部實現(xiàn)由常數(shù)定義，是改變國際單位制采用實物計量的歷史性變革。

國際單位制大家并不陌生，在生活中我們經(jīng)常會接觸到“米”、“千克”、“秒”等計量單位。國際單位制與每個人的生活都息息相關，是世界上普遍采用的計量單位制，是構(gòu)成國際計量體系的基石，也是促進人類不斷進步的基礎性工具。這次國際單位制的成功變革，實現(xiàn)了國際測量體系有史以來第一次全部建立在定義常數(shù)之上，將保證si長期穩(wěn)定性和環(huán)宇通用性，也將開啟任意時刻、任意地點、任意主體根據(jù)定義復現(xiàn)單位量值的大門。

那么，國際單位制的變革會給普通百姓的生活帶來哪些變化和影響?

“此次變革從表面來看，大家可能感覺不到發(fā)生的變化，就如同我們給房子換了一個更加堅固的地基，并不太會直接影響我們生活起居，但它實際上已經(jīng)發(fā)生了‘脫胎換骨’的變化。”謝軍表示，這次si重新定義生效后，對于大多數(shù)科研人員以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活來說，不會直接造成大的改變，原有的測量結(jié)果仍將是連續(xù)的、穩(wěn)定的。但從專業(yè)角度觀察，si的重新定義，將改變國際計量體系和現(xiàn)有計量格局。

他指出，si重新定義將實現(xiàn)量值傳遞溯源鏈路扁平化，使量值溯源鏈條更短、速度更快、測量結(jié)果更準更穩(wěn);將催生新的測量原理、測量方法和測量儀器，不受環(huán)境干擾無需校準的實時測量，眾多物理量、化學量和生物量的極限測量等將成為可能;重新定義和量子測量技術發(fā)展將使得計量基準可隨時隨地復現(xiàn)，精準測量，將直接促進市場公平交易、實現(xiàn)精準醫(yī)療、改善環(huán)保節(jié)能等，將惠及人類生產(chǎn)生活的方方面面。

中國計量科學研究院院長方向表示，這次國際單位制的“基石”完全建立在“常數(shù)”上，新定義用自然界恒定不變的“常數(shù)”替代了實物原器，保障了國際單位制的長期穩(wěn)定性;“定義常數(shù)”不受時空和人為因素的限制，保障了國際單位制的客觀通用性;新定義可在任意范圍復現(xiàn)，保障了國際單位制的全范圍準確性;新定義不受復現(xiàn)方法限制，保障了國際單位制的未來適用性。

“我國目前獲得國際互認的校準和測量能力已躍居全球第三、亞洲第一。我國自主可控的國家時間基準、長度量子基準都躋身世界先進行列?！敝x軍介紹，在這次國際計量單位制重大變革中，作為國家計量院的中國計量科學研究院為si溫度基本單位開爾文的修訂作出了重要貢獻。我國已獨立建立了基于新定義的千克復現(xiàn)裝置，并成功研制了真空質(zhì)量測量和質(zhì)量標準傳遞裝置，可以保障未來我國質(zhì)量量值與國際等效一致。