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豆知识

克

一个日式饭团约100g,一张复印纸约4g——在我们的日常生活中,“g(克)”这个重量单位可谓无处不在。“克”用于烹饪、物品搬运、体重测量等日常生活的各种场景中。

scale

“克(gram)”这个词最初起源于希腊语“grámma(小重量)”。18世纪末,在法国制定“米制”时,克也作为重量的基本单位被引入。当时,1克被定义为“摄氏4度时1立方厘米水的质量”,也就是说,是以水的重量作为基准的。

顺便说一下,千克(kg)相当于克的1000倍。那么,您知道这个“千克”直到最近都是用一块砝码来决定的吗?‌

这个砝码就是1889年在法国制造的国际千克原器。它是一个由铂和铱制成的小圆柱体,直径和高度约为39mm,被全球公认为“这就是1kg的标准”。在日本也存有一个复制品(No.6原器),长期以来一直被妥善保管在茨城县筑波市的国立研究开发法人产业技术综合研究所。

然而,物体会随着时间逐渐发生细微变化。受空气和污垢的影响,砝码有时会稍微变轻或变重。

相比依赖于实物的标准,更需要一种普遍且不变的标准。因此,在2019年5月20日,千克的定义时隔130年被重新修订了。取代砝码,成为新标准的是“普朗克常数”——这是一个基于自然法则确定的数值。

普朗克常数是量子力学中使用的一个常数,用于描述极其微小的世界。在千克定义修订之前,世界各地的研究人员将普朗克常数重新定义为更精确的数值。采用普朗克常数作为标准,最大的优点就是“不依赖于实物,而可以用数字来定义”。通过这次修订,只要有专用设备,世界上任何地方都可以精确再现相同的1kg。

measuring instrument

除了千克之外,安培(电流)、开尔文(温度)、摩尔(物质的量)等单位也同样采用“基于自然法则确定的数值”来进行定义。就这样,长度、时间、质量、电流、温度、物质的量、光度等SI的7个基本单位均变为不依赖于实物就可以再现的单位。

当然,在我们的日常生活中,“1kg的大米”或“500g的肉”等标注并不会发生变化。然而,在医疗和纳米技术等尖端领域,即便是极其微小的重量差异也可能导致很大的差异。在这样的领域,更为精确的定义能够发挥很大的作用。克(gram)是精确计量的起点。无论过去还是未来,克这一单位都持续支撑着科学与技术的发展。

  • ※本文为2025年8月8日发布的日文版文章的译文。