国际单位制迈入量子化时代:全部由常数定义突破时空局限

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12月11日,市场监管总局在京召开国际单位制重大变革新闻发布会。总局计量司司长谢军在发布会上透露,自明年5月20日起,中国将开始使用新修订后的国际单位制。为抓住此次变革带来的历史性机遇,我国将强化计量量子化战略研究,并制定量子化时代的中国计量发展新规划(2020年-2035年)。

11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开,经包括中国在内的53个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。根据决议,质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”等4个SI基本单位的定义将由常数定义,于明年的“世界计量日”——5月20日正式生效。

据了解,加之此前对时间单位“秒”、长度单位“米”和发光强度单位“坎德拉”的重新定义,至此,国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义,是改变国际单位制采用实物计量的历史性变革。

国际单位制大家并不陌生,在生活中我们经常会接触到“米”、“千克”、“秒”等计量单位。国际单位制与每个人的生活都息息相关,是世界上普遍采用的计量单位制,是构成国际计量体系的基石,也是促进人类不断进步的基础性工具。这次国际单位制的成功变革,实现了国际测量体系有史以来第一次全部建立在定义常数之上,将保证SI长期稳定性和环宇通用性,也将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现单位量值的大门。

那么,国际单位制的变革会给普通百姓的生活带来哪些变化和影响?

“此次变革从表面来看,大家可能感觉不到发生的变化,就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基,并不太会直接影响我们生活起居,但它实际上已经发生了‘脱胎换骨’的变化。”谢军表示,这次SI重新定义生效后,对于大多数科研人员以及产业发展、人们日常生产生活来说,不会直接造成大的改变,原有的测量结果仍将是连续的、稳定的。但从专业角度观察,SI的重新定义,将改变国际计量体系和现有计量格局。

他指出,SI重新定义将实现量值传递溯源链路扁平化,使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳;将催生新的测量原理、测量方法和测量仪器,不受环境干扰无需校准的实时测量,众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能;重新定义和量子测量技术发展将使得计量基准可随时随地复现,精准测量,将直接促进市场公平交易、实现精准医疗、改善环保节能等,将惠及人类生产生活的方方面面。

中国计量科学研究院院长方向表示,这次国际单位制的“基石”完全建立在“常数”上,新定义用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器,保障了国际单位制的长期稳定性;“定义常数”不受时空和人为因素的限制,保障了国际单位制的客观通用性;新定义可在任意范围复现,保障了国际单位制的全范围准确性;新定义不受复现方法限制,保障了国际单位制的未来适用性。

“我国目前获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。我国自主可控的国家时间基准、长度量子基准都跻身世界先进行列。”谢军介绍,在这次国际计量单位制重大变革中,作为国家计量院的中国计量科学研究院为SI温度基本单位开尔文的修订作出了重要贡献。我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置,并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置,可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。

来源:新华网

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