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这周五在巴黎有个重要会议－第26届国际计量大会（法语：Conférence générale des poids et mesures，简称CGPM）要召开。

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会议的一个主要议题是改变千克的定义。读到这儿，咱们先来做个选择题：
咋样，您觉得哪个是正确答案？
自1889年以来，千克的世界标准是International Prototype of the Kilogram-千克的国际原型 (IPK)，这是一种由铂和铱制成的圆柱体（直径和高度约为39毫米，由90％铂和10％铱合金制成），

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当然不是这个破砝码了！

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这才是千克的真身IPK（有时被称为“Le Grand K”，大K），套在三层罩子里，储存在法国 Bureau International des Poids et Mesures（国际计量局）。

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际计量局简介
BIPM始建于1875年5月20日，由17国签署的《米制公约》所设立。目前《米制公约》共有51个会员国（我国于1977年加入）。该组织总部位在法国巴黎近郊的塞夫尔，其土地享有治外法权，也就是国际公共区域，不受法国法律制约，和联合国办事机构一个路数。BIPM是为维护国际单位制（SI制）所设立的3个组织中的1个。其宗旨为“确保国际度量衡标准根据米制公约施行” 。换句话说就是BIPM负责维护国际单位制的准确、校对和全球统一化。
知识点又来了，国际单位制有几个基础单位？
单位名称单位符号物理量
米 m 长度
千克 kg 质量
秒 s 时间
安培 A 电流
开尔文 K 热力学温度
摩尔 mol 物质的量
坎德拉 cd 发光强度
对于大多数人来说，比较熟悉的是前三个，K和mol中学学过，最后这个cd基本没听说过了。

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上面这张基本单位关系图很重要，可以看到，目前千克是确定坎德拉，摩尔和安培的基础，限于篇幅，此处就不展开解释了，读者只需记住由于这个关系，如果千克的定义改变了，那势必影响其它三个相关基础单位，这张关系图势必须重画。
接下来聊聊这个IPK 。相对于其它五个基础单位，单凭直觉，似乎很容易想到如何定义千克还有米，不就是做一个恒重的东西把它定义为1千克，相同思路做一个特定长度的尺子把它定义为一米嘛。然而进一步思考，这个恒重到底有多重？是合一袋沙子还是一包金子？这袋子又该多大？包又该多深？沙子要不要筛一筛？金子要不要熔一熔？显然沙子金子不是好的原料，那么水呢？如果把水整得特干净，哇哈哈、农夫山泉还有点甜那样的，再把温度控制好，防止热胀冷缩，应该可以是很好均值材料了吧？且慢，温度？这不也是个基础单位吗？咋控制啊？这个嘛。。。水不是可以结冰嘛，冰点应该可以控制吧。行了，差不多了，最后一个关键问题，拿什么家伙事儿盛这恰到好处的1千克水呢？要解决这个问题就绕不开解决另一个关键问题：确定一米的长度。鉴于确定一米长度的故事太长，笔者决定单开一篇，叫《七年之痒量一米》。。。不对不对，应该是《七年之旅量一米》。

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有书为证啊，呵呵。
O.K，水有了，温度定了，尺寸也量好了，那么这1千克就是：冰点温度下体积为一立方分米的纯水的重量（质量）。恭喜你，你已经达到1793年科学家的水平了。很显然，上过中学的读者都知道这里面温度的控制太粗糙了，所以在1799年，温度被调整到4摄氏度。
科学家总是一群喜欢较真儿不嫌麻烦闲不下来的人。全新千克的定义随着一米的定义确定后，科学家趁热打铁开始制造更结实稳定方便的基础单位，毕竟一立方分米的小水块不如一块高纯度金属好保存。1795年一个由纯铂材料制成的一千克原型被制造出来，史称Kilogram of the Archives 。

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然而这个充当一千克标准的圆柱不久被证明是个“次品”，它实际等同于标准状态下1.000028 立方分米的纯水，所以如果以它为标准，那么所谓一吨的货实际质量是一吨零28克。不完美啊！
这个问题一直延续了近90年，直到1879年英国的一家金属铸造公司Johnson Matthey （庄信万丰）采取新的方案，制作了三个直径和高度约为39毫米，含90％铂和10％铱合金的圆柱体，即千克原器，分别命名为KI, KII 和 KIII 。稍后的测试中KIII脱颖而出，在1889年第一届国际计量大会被正式确定为世界上第一个也是唯一的IPK，同时千克的定义也修改为“IPK的质量” 。

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恭喜KIII成功加冕
实际上铸造公司Johnson Matthey在1884年还制作了40件千克原器（以及30件米原器），BIPM选择保留了其中的6个，将其它34个发给了米制公约的成员国。鉴于这些千克原器很金贵，大伙儿决定没事儿不捣腾，好好保管，每隔40年送回BIPM和IPK校验一次以确保它们仍然保持一千克的质量。随着国际单位制的推广和米制公约国成员的增加，更多千克原器被制作和分发，而且为了确保安全，很多国家都会保存多个。比如我国的国家千克基准是1965年由BIPM检定、编号为60的千克原器，但我国还保存了编号64 。美国在计量方面最别扭，成天儿的磅啊加仑啊守着英国的老古董，人家英国自己在1995年都放弃了！但就是这么个顽固的家伙，手里却握着5个千克原器，是除了法国以外持有千克原器最多的国家。
然而问题还远远没有解决，前面提到各成员国的千克原器每40年都要”回娘家省亲”，沐浴更衣，称量体重，确保它们的准确性。这是一项极其繁琐复杂的工作。

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上图显示的是一些千克原器在1948年和1989年两次校对的结果，可以看到大部分千克原器“体重”都略有增加，但有些千克原器比如K4，因为是经常使用的检测标准，所以磨损比较大，记录显示在110年间，它相对于IPK“减重”41微克。BIPM对于自己保存的IPK和六个官方副本也一直密切监控，分别在1946，1991以及2014年对他们进行了清洗校验。尤其2014年这次，其目的主要是响应改变千克定义的建议，证明这种实物存储的方法不是一种精确可靠的的标准。

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The M-one vacuum mass comparator from METTLER TOLEDO－质量比较仪，用于2014的校验。
下图中显示的是和IPK相比较，六个官方副本的质量偏差走势。

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可以看出每个副本质量是在不断变化的，

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上图是BIPM做的另一个实验：检测在清洗官方副本和IPK之后的十个月内质量的波动。可以看到IPK也没能幸免。
总之根据以上实验数据得出结论，世界范围的原型已经缓慢但无可避免地各自改变着质量。同样清楚的是，与官方副本相比，IPK的质量在上个世纪可能减少了50微克或更多。物理学家们无法提出合理的机制来解释这种漂移的原因，无论是IPK质量的稳定下降，还是分散在全世界的千克原器质量的增加。现行的千克计量法实在落后，和时代进步发展严重脱节，需要被淘汰。
事实上呼吁更改千克计量方法的声音最早出现在2005年年度国际计量委员会上。促成这一提议的另一个原因来自于另一个基本单位“米”的定义的发展改变。前面提到当初和40 个千克原器一起被铸造的，还有30个米原器。但之后科学技术突飞猛进，1960年米原器被正式弃用，改为量子物理定义：特定原子能级跃迁的波长的倍数（在《七年之旅量一米》一文中再解释）。1983年，米的定义再次更新，设定为“光在真空中行进1/299792458 秒的距离”（注意，这里提到了秒，又是一个基本单位，真是一环套一环啊！）。

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看人家”米“都搭着光速放飞了，IPK简直太low了。必须抱量子物理这个大粗腿。2011年的国际计量大会原则性同意以普朗克常量重新定义千克，并决定将原定2015年的第25次会议提前至2014年举行，届时做出最终决议。但是到了2014年，科学家发现现有实验数据还不够完美，因而又决定推迟到今年的会议最终表决。目前要讨论通过的新定义是：
普朗克常数

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