國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1千克砝碼

　　新浪科技訊 北京時(shí)間9月25日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在最近的一次檢查中，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)有118年歷史、用鉑和銥混合鑄造的圓柱形鑄件——國(guó)際千克原器減輕了大約50微克。雖然相關(guān)人員將這個(gè)千克原器小心地存放在巴黎附近的一個(gè)設(shè)施里，但它的質(zhì)量還是發(fā)生了改變。一個(gè)全世界依靠它來(lái)確定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以它的質(zhì)量發(fā)生變化并不是件好事。

　　用碳-12原子重新定義標(biāo)準(zhǔn)千克

　　現(xiàn)在，美國(guó)的兩位教授(一位物理學(xué)家和一位數(shù)學(xué)家)表示，現(xiàn)在到用一種更好的新方法定義千克的時(shí)候了，從而保證它能在現(xiàn)在、未來(lái)和118年后不會(huì)發(fā)生任何變化。他們已經(jīng)發(fā)起一項(xiàng)活動(dòng)，目的是用大量(但是沒有指定精確數(shù)目)碳-12原子重新定義千克的定義。佐治亞理工學(xué)院物理學(xué)分校的名譽(yù)退休教授羅納德·福克斯說(shuō)：“我們的標(biāo)準(zhǔn)將避免利用人造物質(zhì)定義千克。我們希望用一些從邏輯上非常容易理解的方法來(lái)定義它。”他們的提議是，從今以后克(一千分之一千克)將被嚴(yán)格地定義成18×14074481個(gè)碳-12原子的質(zhì)量。

　　新定義需要先確定阿伏加德羅常數(shù)

　　新的標(biāo)準(zhǔn)千克定義方法由福克斯和喬治亞理工學(xué)院數(shù)學(xué)分校的名譽(yù)退休教授西奧多·希爾提出。這項(xiàng)建議首先需要確定阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。19世紀(jì)的意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出了阿伏加德羅常數(shù)，這個(gè)常數(shù)表示一摩爾純凈物質(zhì)中的原子或分子數(shù)，例如，12克碳-12中的碳原子數(shù)量。然而，阿伏加德羅常數(shù)不是一個(gè)明確數(shù)量，而是一系列可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室方法得到證實(shí)的評(píng)估，對(duì)一個(gè)單一數(shù)字來(lái)說(shuō)，它不具備足夠的精確度。

　　希爾提出半開玩笑關(guān)認(rèn)真的問題——阿伏加德羅常數(shù)是偶數(shù)還是奇數(shù)？這個(gè)問題激發(fā)了他們的想象力。2006年，?？怂购退o物理論文檔案遞交了一份論文，其中他們提出了給這個(gè)常數(shù)確定一個(gè)具體的數(shù)值——大約是試驗(yàn)范圍的十分之一的數(shù)值。這兩位論文作家指出，精確的阿伏加德羅常數(shù)正好可以用來(lái)重新定義質(zhì)量單位千克。他們的提議引起了《美國(guó)科學(xué)家》雜志編者的注意，他們要希爾和福克斯寫了一篇更長(zhǎng)的文章發(fā)表在2007年3月號(hào)雜志上。到目前為止，已經(jīng)有5人給他們寫信，其中包括美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)術(shù)語(yǔ)、術(shù)語(yǔ)學(xué)和標(biāo)志委員會(huì)主席保羅·卡羅爾的來(lái)信。卡羅爾認(rèn)可了這項(xiàng)提議，指出新定義應(yīng)該用這個(gè)數(shù)字除去12。因此阿伏加德羅常數(shù)的新提議讓上述數(shù)字變成了8444.6886萬(wàn)(立方)，仍然處于可接受的數(shù)值范圍內(nèi)。

　　2007年9月，?？怂乖诿绹?guó)有線新聞網(wǎng)上看到一篇美聯(lián)社的文章，這篇文章描寫了國(guó)際千克原器質(zhì)量減輕了。雖然美聯(lián)社表示，減輕的質(zhì)量總共不超過(guò)“一個(gè)指紋的質(zhì)量”，但是?？怂?fàn)庌q說(shuō)，對(duì)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于十億分之一秒來(lái)計(jì)算時(shí)間和遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于微毫米的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算距離的世界來(lái)說(shuō)，這個(gè)減輕的數(shù)值會(huì)產(chǎn)生巨大影響。因此?？怂购拖柦o《物理學(xué)檔案》提交了另一篇論文，提出重新將克定義為一摩爾碳-12質(zhì)量的十二分之一。長(zhǎng)期以來(lái)人們一直將一摩爾物質(zhì)所含的分子數(shù)定義為阿伏加德羅常數(shù)。現(xiàn)在他們希望人們能對(duì)他們的想法產(chǎn)生更濃厚的興趣，以便在2011年的國(guó)際度量委員會(huì)會(huì)議獲得順利通過(guò)。

　　其他定義標(biāo)準(zhǔn)千克新方法也在討論中

　　目前，至少有兩個(gè)重新定義千克的其他提議正在討論中。它們包括用純硅原子球體取代鉑金和銥混合圓柱體；利用已知的“瓦特天平”裝置，并利用電磁能定義千克。每種方法都是在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。但是兩種方法并沒有福克斯和希爾提出的方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。希爾說(shuō)：“利用完美的數(shù)字立方定義這些常數(shù)，產(chǎn)生的重要意義與定義秒和光速的整數(shù)一樣。千克的純數(shù)學(xué)定義從實(shí)驗(yàn)方法上來(lái)說(shuō)是不正確的。隨后研究人員會(huì)利用任何可能的實(shí)驗(yàn)方法得出他們希望的近似精確的質(zhì)量?！?/P>

　　千克是最后一個(gè)通過(guò)人造物質(zhì)，而不是基本物理屬性定義的重要標(biāo)準(zhǔn)。例如，1983年，代表一米的距離被定義成光在兩億九千九百七十九萬(wàn)兩千四百五十八分之一秒內(nèi)行駛的距離，從而取代了兩個(gè)點(diǎn)之間的距離的定義法。福克斯說(shuō)：“我們懷疑現(xiàn)在存在一些有關(guān)這個(gè)問題的討論。我們希望科學(xué)家和理科教師，以及其他人考慮這個(gè)問題，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為它們擁有重要的影響力。公眾討論在確定如何定義世界上的一個(gè)基本物理常數(shù)時(shí)，起著非常重要的作用。這個(gè)問題對(duì)世界未來(lái)的科技發(fā)展非常重要！當(dāng)你制定物理和化學(xué)的度量單位，精確度越高越好，這些標(biāo)準(zhǔn)定義的精確度確實(shí)有限。缺少精確的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)讓你在陳述結(jié)果時(shí)出現(xiàn)一些矛盾。擁有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的標(biāo)準(zhǔn)可以消除上述種種問題?！?/P>