原子不怕冷

和室友聊天的时候，谈到国际单位制的质量是用什么东西定义的。我印象中就是利用国际千克原器(the
international prototype of the kilogram)定义的，那是一个铱铂合金的一个小圆柱，放在一个三层真空玻璃容器中，保存在巴黎国际计量局。这还是我小时候在《十万个为什么》上看到的，想来已经久远，技术已经进步，这个定义早该换了吧。于是到巴黎国际计量局的网站上查了一下，令我感到十分惊讶的是竟然还是那个原器。在七个国际基本单位中，这是唯一一个用人造的物件来作为标准的单位，这实在很不保险，这东西总有损坏的一天，而且可能被盗(真正绝对1kg足量的贵金属，可以做好多戒指，赫赫，而且这个原器做了好些个)，天长地久质量也会变化，标定的时候也很麻烦。既然问题多多，为什么不换个标准呢？之所以没有用物质性的标准来代替的原因，竟然是还没有其他的方法精度超过这个原器，该原器利用特制的精密天平，测量不确定性小于10的-9次方量级，老祖宗的东西到21世纪了还是最好使的。不过现在逐渐已经有了足以威胁到这原器地位的新标准了，而且指标也在逼近，比如利用指定个数的某种原子的总质量来定义1kg，这样只要指定阿伏加德罗常数的具体数值，1kg的定义就有了。这种方法可以想见是十分困难的，因为原子太轻，要精确的数出那么多原子可是不容易啊。关于更多的讨论，我列出几篇参考文献，有兴趣的话可以去看看。

1. 巴黎国际计量局关于国际单位的官方文档(英文)
2. 有可能用自然基準來定義「千克」嗎？(台湾《科学月刊》文章)
3. New look for the kilogram (Physicsweb 网站)
4. Redefining the kilogram (Physicsweb 网站)
5. 千克换个说法 科学家尝试自然常数标定质量单位 (科技日报)