人們在日常生活中使用的“米”、“秒”、“千克”等計量測試單位將被重新定義。日前，記者從中國計量院，主辦的“2025年展望——國際計量發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)”國際研討會上獲悉，當(dāng)前國際計量體系正在發(fā)生歷史性變化，國際單位制將基于量子等自然界基本常數(shù)重新定義。國際計量委員會正在起草一份關(guān)于修訂國際單位制的草案，預(yù)計將在2018年國際計量會議上通過。計量將發(fā)展成為先進制造、醫(yī)藥、新能源等新興產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域，帶來廣泛而深遠的影響。

量子參考將取代物理參考

據(jù)了解，國際單位制是全球統(tǒng)一的計量單位制，是國際計量體系的基石。它的核心是七個基本單位，即時間單位“秒”、長度單位“米”、質(zhì)量單位“千克”、熱力學(xué)溫度單位“開爾文”、電流單位“安培”、發(fā)光強度單位“坎德拉”和物質(zhì)數(shù)量單位“摩爾”。國際單位制早形成于19世紀。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)生了許多重大變化。

計量檢測單位將迎來量子化時代

中國的計量院主任介紹說，自20世紀80年代以來，量子力學(xué)的發(fā)展使國際單位制發(fā)生了又一次重大變化。國際計量界決定重新定義國際單位制的七個基本單位，將其與宇宙中的常數(shù)量或基本物理常數(shù)聯(lián)系起來，用基于量子物理的自然參考代替物理參考，使其不受空間和時間變化的影響，測量精度等技術(shù)指標(biāo)將有很大提高。

“這次改革的核心是‘計量單位的量化’和‘價值傳遞的扁平化’。計量校準的方向，所謂“計量單位的量化”，是指綜合采用量子計量基準，大大提高了計量精度和穩(wěn)定性;”“扁平化價值轉(zhuǎn)移”是指通過量子計量基準和信息技術(shù)的結(jié)合，使價值轉(zhuǎn)移鏈更短、更快、測量結(jié)果更準確、更穩(wěn)定。

“單位‘米’的基準是實物米尺，每個國家都有米尺作為基準，需要追溯到國際計量局的國際計量單位進行校準，以確定其準確值。然后，傳輸?shù)绞〖墶⑹屑?、縣級進行校準。傳輸過程越長，精度損失越大?！备鶕?jù)方向理論，“米”現(xiàn)在是用激光的波長來定義的，因為激光的頻率和速度都是非常穩(wěn)定的，所以只要準確測量出某個激光的頻率或速度，然后就可以計算出它在某個時間內(nèi)走過的距離，就可以定義“米”。

重新定義的“米”是激光在真空中行進1/299，792，458秒(接近百分之一秒)的距離，其精度比國際米樣機有很大提高。此外，它的復(fù)制和傳輸不受時間和環(huán)境的影響，可以更好地滿足我們?nèi)找嬖鲩L的測量需求。“今天的先進制造、精密制造、精密醫(yī)學(xué)等。長度的測量需要準確到幾何級別，而且比傳統(tǒng)方法更準確?！狈较蚶碚摗?/span>

準確測量催生新技術(shù)

近年來，在重新定義國際單位制方面取得了重要進展。目前只有一個基本單位——kg，定義還是遵循物理標(biāo)準。為了用基本物理常數(shù)和量子技術(shù)重新定義“千克”，包括中國計量院，和計量院在內(nèi)的許多國家進行了多年的實驗研究。

時頻參考作為國際單位制的基礎(chǔ)、核心和關(guān)鍵，率先完成了量子化轉(zhuǎn)換，其定義從“天文時間”轉(zhuǎn)變?yōu)榛谠幽芗壾S遷的“原子時”，測量精度立即提高了1000多萬倍。實現(xiàn)的是基于時間定義的量化變化

“隨著測量精度的提高，大量革命性的新技術(shù)誕生，帶來了行業(yè)的跨越式發(fā)展。比如準確測量支持納米技術(shù)和石墨烯的應(yīng)用，提高先進制造中航空發(fā)動機的精度，推動精密醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展，決定核潛艇探測和隱身技術(shù)的成敗?！倍ㄏ蚪榻B。

國際計量委員會主席巴里英格爾斯在研討會上表示，國際計量委員會正在起草一份關(guān)于修訂國際單位制的草案，預(yù)計將在2018年國際計量大會上通過。在儀器校準日的研討會上，來自國際計量委員會和美國、德國、中國等計量院，的專家還討論了國際單位制的重新定義以及支持工業(yè)4.0、智能電網(wǎng)和新能源的計量的重要內(nèi)容。

但是，至于單位制的重新定義對日常生活的影響，方向表明，雖然“計”仍然是同一個“計”，但其內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化，不斷的完善成為其新的特征，但其細微的變化可能我們在日常生活中難以感受到。這些變化對新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和人類對自然的認識和改造有著不可估量的影響。