今天上午，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局召開國(guó)際單位制（SI）重大變革新聞發(fā)布會(huì)。記者從發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)獲知，自明年5月20日起，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(gè)SI基本單位的定義將由常數(shù)定義。加之此前對(duì)時(shí)間單位“秒”、長(zhǎng)度單位“米”和發(fā)光強(qiáng)度單位“坎德拉”的重新定義，至此，國(guó)際計(jì)量單位制的7個(gè)基本單位全部實(shí)現(xiàn)由常數(shù)定義。
新SI將改變什么？
計(jì)量司司長(zhǎng)謝軍表示，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(gè)更加堅(jiān)固的地基，并不太會(huì)直接影響我們生活起居，但它實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生了“脫胎換骨”的變化。這次SI重新定義生效后，對(duì)于大多數(shù)科研人員以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活來說，不會(huì)直接造成大的改變，原有的測(cè)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(guó)際計(jì)量體系和現(xiàn)有計(jì)量格局。
一是重新定義將實(shí)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(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)更穩(wěn)。關(guān)于“修訂國(guó)際單位制（SI）”的第1號(hào)決議實(shí)施后，可通過嵌入芯片級(jí)量子計(jì)量基準(zhǔn)，將能把最高測(cè)量精度直接賦予制造設(shè)備并保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品制造全過程的更準(zhǔn)確穩(wěn)定地感知和最佳控制，有力支撐流程再造、節(jié)能減排和質(zhì)量提升等。這將為當(dāng)前世界范圍內(nèi)正在進(jìn)行的新一輪以信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)和人工智能為特征的科技革命，插上飛翔的“翅膀”。
二是重新定義將催生新的測(cè)量原理、測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器。集多參量、高精度為一體的芯片級(jí)綜合測(cè)量，不受環(huán)境干擾無需校準(zhǔn)的實(shí)時(shí)測(cè)量，眾多物理量、化學(xué)量和生物量的極限測(cè)量等將成為可能，測(cè)量?jī)x器儀表形態(tài)將全面創(chuàng)新。這將為我國(guó)實(shí)施“科技強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略，走向工業(yè)制造強(qiáng)國(guó)，帶來重要機(jī)遇，也將迎來重大挑戰(zhàn)。
三是重新定義和量子測(cè)量技術(shù)發(fā)展將使得計(jì)量基準(zhǔn)可隨時(shí)隨地復(fù)現(xiàn)。通俗地說，就是我們?cè)谏a(chǎn)生活中都將能夠直接應(yīng)用最準(zhǔn)的“標(biāo)尺”。無處不在的精準(zhǔn)測(cè)量，將直接促進(jìn)市場(chǎng)公平交易、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療、改善環(huán)保節(jié)能等等，將進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)誠(chéng)信建設(shè)、降低社會(huì)管理成本，將惠及人類生產(chǎn)生活的方方面面，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的全面進(jìn)步。
新SI是如何變化的？
變化一：用自然界恒定不變的“常數(shù)”替代了實(shí)物原器
優(yōu)勢(shì)：保障了國(guó)際單位制的長(zhǎng)期穩(wěn)定性
中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院院長(zhǎng)方向表示：“以千克的現(xiàn)行定義為例，1千克精確等于國(guó)際計(jì)量局保存的國(guó)際千克原器（IPK）的質(zhì)量。國(guó)際千克原器服役近130年來，它的質(zhì)量與各國(guó)保存的質(zhì)量基準(zhǔn)、國(guó)際計(jì)量局官方作證基準(zhǔn)的一致性出現(xiàn)了約50微克的偏差，但是國(guó)際千克原器的質(zhì)量是否發(fā)生了變化，具體變化了多少至今仍是一個(gè)謎。用基本物理常數(shù)普朗克常數(shù)h重新定義千克后，質(zhì)量單位將更加穩(wěn)定，我們不必?fù)?dān)心國(guó)際千克原器質(zhì)量漂移可能給全球質(zhì)量量值統(tǒng)一帶來的問題。”
變化二：定義的時(shí)空變化了
優(yōu)勢(shì)：不受時(shí)空和認(rèn)為因素限制，保障了國(guó)際單位制的客觀通用性
物理定律是放之宇宙而皆準(zhǔn)的，但測(cè)量卻有不少人為因素。謝軍談到，最早的千克是用1立方分米純水在4℃時(shí)的質(zhì)量來定義的，這實(shí)際上受到了溫度、氣壓、水和容器等環(huán)境因素和測(cè)量過程的限制。新定義生效后，理論上任何地方的任何人，都可以根據(jù)定義復(fù)現(xiàn)1千克，保證了復(fù)現(xiàn)的一致性。
變化三：任意范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)
優(yōu)勢(shì)：保障了國(guó)際單位制的全范圍準(zhǔn)確性
SI的全范圍準(zhǔn)確性，為科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新提供了新的機(jī)遇。方向介紹：“修訂前的開爾文定義僅僅建立在水三相點(diǎn)一個(gè)固定點(diǎn)上，要測(cè)量比他更高或更低的溫度，我們需要根據(jù)其他的固定點(diǎn)來延伸溫標(biāo)。而未來我們僅通過玻爾茲曼常數(shù)，就可以根據(jù)熱力學(xué)溫度與能量的關(guān)系，在整個(gè)溫標(biāo)范圍實(shí)現(xiàn)同樣準(zhǔn)確的溫度測(cè)量�！�
變化四：不受限制的復(fù)現(xiàn)方法
優(yōu)勢(shì)：保障了國(guó)際單位值得未來適用性
SI的變革是科技進(jìn)步的縮影。方向介紹：“在新SI中，測(cè)量的兩個(gè)重要概念，即單位定義和測(cè)量（或復(fù)現(xiàn)）方法是分離的。換言之，1米有多長(zhǎng)和用尺子量還是用激光測(cè)無關(guān)。例如新的千克將惡意通過基布爾天平法和X射線晶體密度法復(fù)現(xiàn)——這兩種方法是目前世界上測(cè)量準(zhǔn)確度最高的復(fù)現(xiàn)方法，但即使未來有更好的實(shí)驗(yàn)方案出現(xiàn)，單位定義也不會(huì)因此過時(shí)或受到影響�！�
變化中的“不變”
對(duì)于大多數(shù)普通民眾來說，除電學(xué)單位外，新定義下各個(gè)單位大小和舊定義幾乎完全一致，對(duì)日常生活沒有太大改變。無論是實(shí)驗(yàn)室中的全血細(xì)胞計(jì)數(shù)還是工業(yè)大尺寸坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，新定義不會(huì)讓它們顯示不一樣的數(shù)值。對(duì)單位制修訂最重要的要求就是這一修訂過程要平緩過渡，不能對(duì)任何測(cè)量服務(wù)造成影響和中斷。也就是說，1千克的菜還是1千克的菜，一片葉子也不會(huì)少，對(duì)咱們的日常生活完全沒有影響。
唯一“看得見”的變化將體現(xiàn)在新SI將重新寫入教科書中。這次改寫將是顛覆性的，新SI更加抽象，需要學(xué)生掌握更多的物理、化學(xué)相關(guān)科學(xué)知識(shí)才能更好的理解。
