物理单位制的演变

物理单位制的演变

马援奎

马援奎（青海省海北州第二高级中学青海海北812200）

摘要：单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的成果．国际计量委员会在1960年在第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。有米、长度，千克（公斤）、质量，秒、时间，安（培）、电流，开（尔文）、热力学温度，摩（尔）、物质的量，坎（德拉）、发光强度。

关键词：单位制SI国际单位制

中图分类号：G633.67文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715（2018）04-0072-01

正文：

一、导入

1998年2月，美国宇航局（NASA）发射了一枚探测火星气象的卫星，预定于1999年9月23日抵达火星．然而研究人员惊讶地发现，卫星没有进入预定的轨道，却陷人了火星大气层，很快就烟消云散了．NASA的官员经过紧急调查，发现问题居然出在有些资料的计量单位没有把英制转换成公制，错误起自承包工程的洛克希德马丁航天公司．美国企业包括太空工业使用英制，喷射推进实验室（国家实验室）使用公制，承包商理应把英制都转换成公制，以便喷射推进实验室每天两次启动小推进器，来调整太空船的航向．导航员认定启动小推进器的力是以公制的“牛顿”为单位．不料，洛克希德马丁公司提供的资料却是以英制的“磅”为单位，结果导致太空船的航向出现微小偏差．日积月累，终于差之毫厘，失之千里．

这个英制未换算成公制的“小错误”造成的损失有多大呢？其他损失不计，单单卫星的造价就高达1，25亿美元，这些费用就这样全泡了汤．如果美国有统一的度量衡计量单位制，这样的损失本是可以避免的．

单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的成果．

二、古代计量方式

中国的计量，可以追溯到4000多年前的氏族社会末期。据古书记载，黄帝创立了度、量、衡、里、数五个量。舜出巡协调各部落氏族的日月和四时季节，统一音律和度量衡。夏禹以自己的身长、体重作为长度和重量的标准。河南安阳出土的商代（公元前1600～前1046年）骨尺是目前中国所见最早的测长工具。出土的商代骨尺的长度分别为16.95、15.78、15.8厘米，相当于中等身高者伸开拇指与食指之间的距离，是商代一尺长度之参考。尺面十等分刻度线表示寸，而寸再十等分为分。

公元前221年，秦王赢政统一中国后，颁布统一度量衡的诏书，同时制发了成套的权衡和容器标准器，发到各地，把商鞅在战国时代秦国实施了100余年的度量衡单位制推行到全国。商鞅方升在公元前344年设计制造，现藏上海博物馆。由于栗氏量已失传，商鞅方升是现存最早“以度审容”的标准量器。秦朝统一的度量衡制沿用了2000多年，形成了中国古代计量单位制独特的体系。中国古代将计量称为度量衡，上一节商代骨尺、栗氏量、商鞅方升、新莽嘉量、新莽铜卡尺均为古代的度量衡标准器。事实上，计量的概念远远不至于度量衡。中国古代对另一个重要的标准量——时间也有非常深入的研究，其时间标准器的制作水平堪称巧夺天工！

三、现代国际单位制

现代单位制的形成和发展与科技的进步、生产的发展密切相关。早在17～18世纪，人们就开始感觉到计量单位及计量制度的混乱对科技和生产发展的影响。1795年，法国科学家创立了以米为基本单位的计量制度（米制），1875年，由17个国家正式签署了“米制公约”，为米制的传播和发展奠定了国际基础，米制成为国际上最早公认的单位制。随着科技的发展，米制中又派生出许多适于各种科技领域的不同单位制。

各种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且也不利于各国之间的科学文化交流，因此，统一单位制已成为世界各国的共同要求。国际计量委员会在1956年将经过21个国家同意的计量单位制草案命名为国际单位制，以国际通用符号SI来表示。1960年第十一届国际计量大会正式通过了国际单位制。由于国际单位制先进、实用、简单、科学，并适用于文化教育、科学技术和经济建设各个领域，故已被世界各国及国际组织广泛采用。1977年中国明确规定要逐步采用国际单位制，1984年中国颁布的《中华人民共和国法定计量单位》就是以国际单位制为基础制定的。

1948年召开的第九届国际计量大会作出了决定，要求国际计量委员会创立一种简单而科学的、供所有米制公约组织成员国均能使用的实用单位制。1954年第十届国际计量大会决定采用国际单位制。1960年第十一届国际计量大会决定将以这六个单位为基本单位的实用计量单位制命名为“国际单位制”，并规定其符号为“SI”。以后1974年的第十四届国际计量大会又决定增加将物质的量的单位摩尔（mol）作为基本单位。因此，目前国际单位制共有七个基本单位。

SI导出单位是由SI基本单位按定义式导出的，其数量很多，在这里列出其中三类：用SI基本单位表示的一部分SI导出单位；具有专门名称的SI导出单位；用SI辅助单位表示的一部分SI导出单位。

其中，具有专门名称的SI导出单位总共有19个。有17个是以杰出科学家的名字命名的，如牛顿、帕斯卡、焦耳等，以纪念他们在本学科领域里作出的贡献。同时，为了表示方便，这些导出单位还可以与其他单位组合表示另一些更为复杂的导出单位。

国际计量委员会在1960年在第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。有米、长度，千克（公斤）、质量，秒、时间，安（培）、电流，开（尔文）、热力学温度，摩（尔）、物质的量，坎（德拉）、发光强度。