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做最好的数学教育公众号——从小学到研究生。 来都来了，敬请关注“甬上煌言”，或者直接搜doubimather，逗逼数学人。 更加欢迎置顶。 这几天一群科学家开了个会，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义。 什么？ 我的秤要扔了么？ 我是不是不用减肥了？！ 教科书要改了么？考纲要改了么？ 你们想多了，秤你就用着吧；减肥还得照减，新的1千克和老的1千克的分量是一样的，并不是现在1千克就等于原来1.837894257823千克了；至于考试嘛，大概会出一道常识题，物理是不会改变的，恩。 好吧，看起来和我没什么关系？ 那。。。也不能这么说。 那这个会到底干了个啥事情呢？ 就是修改了1千克的标准。 贼老师你不是说1千克还是1千克么？ 对啊，可是1千克到底对应的是多重，这个参照物改变了！ 这不会是这帮科学家年底突击花科研经费吧？ 并没有！我们都是为了探索科学真理！我们的经费用来写文章，然后文章可以申请更多的经费，然后写更多的文章。。。这是良性循环！ 事实上，这还真的是项非常有意义的工作，听我慢慢给你编，不是，解释解释。。。 人类最早的时候用来估计物体有多重要么靠目测，要么靠用手掂量。随着生产力的发展，我们的祖先及古埃及人觉得这不是个办法啊，聪明的他们利用杠杆原理发明了类似于天平的东西。 那么计量的单位该怎么确定呢？ 我的天哪，那叫一个五花八门啊。。。 我们所熟知的成语千钧一发、锱铢必较中的钧、锱铢都是用来表示重量的单位。再大一点的就是石，而日常生活中最熟悉的斤两是处于中间的计量单位。 古时候的一斤等于现在多重？ 诶嘛，这又是一个难题。 秦代至西汉1斤相当于258.24克，隋代初期1斤相当于668.19克，隋末1斤相当于222.73克。。。而1斤等于16两，至于一两等于多少克，你们自己换算吧，我实在懒得算了。。。 一直到明朝，这个标准才算基本确定，之后变化较小，大约是等于595克，到了民国时期，确定了一斤500克，1959年，确定了一斤等于10两。 其实一斤等于16两的传说还是很优美的。说是取北斗七星南斗六星外加福禄寿三星，克扣一两就减福，克扣二两就损禄，克扣三两就折寿。当然这是传说，真实原因其实是因为对半分容易，所以四次对半就是1/16，这是一两的由来。 那么到底多重是一斤呢？买的希望这一斤越重越好，卖的希望这一斤越轻越好，没个标准可不行啊。 我国最早干这事的就是秦始皇，统一度量衡嘛，后来都是国家行为，规定好多少是一斤，然后copy & paste就好。 国外也是走过一段混乱的时期，常见的重量单位为盎司、磅等等。 不过由于欧洲更早走上现代科学之路，因此在制定标准的问题上走在了前列。1791年规定，1立方分米的纯水在4℃时的质量为1kg，并用铂铱合金制成原器，保存在巴黎，后称国际千克原器，外号“大K”（Grand K）。 不过，这个“大K”却并不大，只有高尔夫球大小，是一块直径和高度同为39毫米、由90%铂和10%铱制成的合金。 从这个大K的成分可以看出，它的化学性质是相当的稳定，但是。。。 不代表完全不反应啊。 虽然“大K”原器保存在巴黎西郊一间地下储藏室内，然而其质量仍然受空气污染和氧化等因素影响出现细微变化，误差已经达到了一到两个尘埃的质量，已难以适应现代精密测量要求。 2013年，科学家还用纯硅做原材料搞了个标准，花了。。。200万欧元，恩，就为了做出标准的一千克。 做科研烧钱啊！ 既然什么材料都有可能产生损耗，那我们能不能找到一种“绝对”的标准，可以使得这个一千克的模板0损耗？ “米”已经做到了。 和一千克一样，人类之前也搞了一个一米的模型，只不过后来用氪－86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍来替代了。 头晕。。。 别晕，这有好处，因为放在全世界任何一个角落它都是一米。而原来一米的模型也是金属制品，你把他挪到赤道和北极，长度就都要发生变化。。。 这个思路被沿用到了规定1千克到底有多重上。 新的“千克”定义，将以量子力学中的普朗克常数为基准，其原理是将移动质量1千克物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁力，再通过质能转换公式算出质量！ 普朗克常数是量子力学领域的重要常数。它的意义在于：能量是不连续的，有个最小的计量单位，而这个最小的能量，与辐射频率成正比，比例系数称作普朗克常数，即E=hv,h就是普朗克常数，等于6.62606957(29)×10-34 J·s. 物理里面有一个术语，叫量纲分析，说人话就是物理的单位进行分析。通过简单的单位换算，我们立刻得到：1千克就是普朗克常数乘上10^34/6.626093秒每平方米所得的质量。 完美。 什么？具体怎么实现的？呵呵，我是数学工作者，这种物理实验怎么设计我怎么会知道。。。 关注贼老师 好好学习 天天向上 |
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