陳軼男

日前，國(guó)際計(jì)量委員會(huì)（CIMP）的科學(xué)家們宣布，他們終于確立了“千克（kg）”這一基本單位。物理常數(shù)普朗克常量將接替現(xiàn)用的千克標(biāo)準(zhǔn)——國(guó)際千克原器“大K”（Le Grand K），它將對(duì)千克進(jìn)行定義。

這么說(shuō)來(lái)，千克要變了？

大部分人不曾聽(tīng)過(guò)國(guó)際千克原器，實(shí)際上它無(wú)處不在。在菜市場(chǎng)稱蔬菜瓜果，為大型汽車輪船測(cè)定載重，或是為太陽(yáng)系外的行星估算質(zhì)量……這個(gè)世界上，對(duì)任何物體的質(zhì)量測(cè)定都要追溯到這個(gè)39毫米高、底面直徑也為39 毫米的金屬圓柱體上。

1889 年，在法國(guó)巴黎召開(kāi)的第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CGPM）將國(guó)際單位制中度量質(zhì)量的基本單位“千克”定義為“等于國(guó)際千克原器的質(zhì)量”，這個(gè)“身高等于腰圍”的圓胖子還得了個(gè)昵稱：大K。

從那以后，大K就成為欽定的質(zhì)量界主君，住進(jìn)位于巴黎郊區(qū)國(guó)際計(jì)量局（BIPM）復(fù)古豪宅的地下儲(chǔ)藏室。

它由9∶1 的鉑銥合金制成，具有極強(qiáng)的抗氧化性和抗化學(xué)腐蝕性。圓柱體的形狀也使它的表面積盡量減少，從而較大程度降低附著污染物的影響。

與大K 一母同胞的還有幾十個(gè)復(fù)制品。其中6個(gè)官方復(fù)制品與它保存在同一個(gè)地下室，其余的則到世界各地，成為不同國(guó)家的原器或質(zhì)量基準(zhǔn)。在中國(guó)，60號(hào)和64號(hào)兩顆大K 復(fù)制品駐扎在計(jì)量科學(xué)研究院昌平實(shí)驗(yàn)基地。它們每隔20年都要回到巴黎述職，與官方復(fù)制品進(jìn)行對(duì)比，接受數(shù)月的嚴(yán)格檢查，以確定穩(wěn)定性。

正是通過(guò)這個(gè)辛勞又嚴(yán)密的工作系統(tǒng)，大K不必御駕親臨，就可以把整個(gè)世界的稱重系統(tǒng)掌握在手中。126年來(lái)，大K主君的生活只是日復(fù)一日地在地下“宅”著，對(duì)工作人員來(lái)說(shuō)，大K“什么變化都沒(méi)有”就是它最大的作為了。

就在大K 就任質(zhì)量主君100 年后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，比起復(fù)制品的平均質(zhì)量，大K 的體重減少了近50 微克。

科學(xué)家甚至不能確定究竟是大K 的質(zhì)量變輕了還是復(fù)制品變重了。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大K表面附著數(shù)十微克碳基及汞污染物。碳可能來(lái)源于汽車尾氣，汞污染物則來(lái)自實(shí)驗(yàn)室內(nèi)偶爾打破的水銀溫度計(jì)和水銀氣壓計(jì)。

50 微克，大約是一粒沙子的十分之一，這樣的變化對(duì)稱體重、買菜和寄快遞的人們來(lái)說(shuō)，影響可以忽略不計(jì)。但對(duì)于從事精密科學(xué)研究的人而言，1千克單位標(biāo)準(zhǔn)的改變，將會(huì)給工作帶來(lái)大麻煩。

科學(xué)家們不想為大K 的安全擔(dān)驚受怕，更不愿將整個(gè)世界的質(zhì)量系統(tǒng)拴在并不靠譜的它身上。1999 年起，國(guó)際計(jì)量大會(huì)就開(kāi)始要求各國(guó)計(jì)量科學(xué)院通過(guò)實(shí)驗(yàn)把質(zhì)量單位和基本物理常數(shù)聯(lián)系起來(lái)，以便重新定義千克。

2011 年，國(guó)際計(jì)量委員會(huì)正式同意從普朗克常數(shù)的角度表達(dá)千克。不久前，國(guó)際計(jì)量委員會(huì)探討了一組草案，在2018 年國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，安培、摩爾、開(kāi)爾文和千克都有望被重新定義。

至于大K 的命運(yùn)，“我們會(huì)保留著它。”國(guó)際計(jì)量局質(zhì)量工作組前負(fù)責(zé)人理查德·戴維斯說(shuō)，“只是它不會(huì)再定義任何事情?！?/p>

（余娟選自《中國(guó)青年報(bào)》）