这就是全球标准、各国对照的国际千克原器

长江日报融媒体6月10日讯（记者高萌）日前，放置在法国巴黎的国际千克原器近期备受关注，因为有消息称，这个有着128岁高龄的铂铱合金圆柱体将在2018年结束历史使命——明年初，包括“千克”（质量）、“开尔文”（温度）、“安培”（电流）、“摩尔”（物质的量）在内的4项国际单位将被重新定义。

平日里，老百姓买个菜都会涉及“斤两”的问题，“千克”这一国际单位的重大变革，会给人们生活带来什么影响？长江日报记者采访湖北省计量测试技术研究院力学计量技术研究所副所长、国家一级计量师何运部。他表示，科学技术的发展给质量测量带来“福利”，质量测量会变得更科学、更合理、更精确。

国际千克原器已有128岁

“目前7大国际单位制当中，质量单位‘千克’是唯一可以靠实物复现的。”何运部介绍，定义千克的是一块放在法国巴黎国际计量局保险箱里的标准砝码——在1889年国际计量大会上批准称为国际千克原器（IPK）。

保存在专用透明盒子内的“最高标准器”（1千克），内置有干燥塔。

“使用它时，在一个非常干净的空间，温度、湿度要求很高，是实验室里的实验室。”何运部说，相当于在一个大房间套着的小房间里测量，不足10平方米。为避免磨损和碰伤，使用过程中，计量师必须带上干净的手套，隔着绸布来拿它，“手一定不能直接沾到千克元器”。

1988年5月1日，中南国家计量测试中心成立，成为全国较早的大区级国家法定计量鉴定机构，当时就有了中南大区最高等级的E1等级砝码及标准装置。

“国家六大行政区各有一个副基准，与国家基准一样，也是不能随便乱动它的。中南地区的唯一一个就在我们这里。”何运部说，湖北省计量测试技术研究院的千克元器是经国家鉴定、批准的计量器具，通过与国家基准比对或校准来确定其量值，其地位仅次于国家基准。一旦国家基准出现损坏，副基准可以代替国家基准。

“我们每年都会拿去中国计量科学研究院校准。国内计量组织的千克元器校对标准是一年一次，通过天平校准，基准就是我国自己的‘IPK’。”何运部说，到了一定时候，每个国家还会拿着“自家”的质量单位基准器去国际度量衡大会上比对，一般3—5年是一个校准周期，以保障各国质量量值与国际等效一致。比对完后，我国会把比对好的标准带回来，逐级传递到国内计量部门。

由于未来的质量单位将在真空中实现，而日常生活的质量工作标准——砝码仍是在空气中使用的，这给质量量值的传递方式带来了一系列问题——除了需要将保存在真空中的质量标准传递到空气中外，还必须对环境参数进行测量和实时修正。

探秘湖北存放标准砝码的实验室

次级标准砝码，即精准度略差的一套标准砝码

次级标准砝码。数字代表不同的质量级别。

次级标准砝码

克级标准砝码

保存在透明盒子内的毫克级标准砝码（非磁性小不锈钢丝）

实验室里不同量程的质量比较器

实验室里不同量程的质量比较器

实验室里不同量程的质量比较器

解读

千克由长度单位演化而来

古代质量单位和长度单位的情况相似，也有多种多样的形式。例如：在波斯用卡**作质量的单位，约合0.834千克；埃及用格德特，约合9.33克；我国秦代度量衡制度中规定：1石＝4钧，1钧＝30斤，1斤＝16两，与现代国际单位制比较，1斤约合0.256千克；英制中以磅、盎司、打兰、格令作单位：1磅＝16盎司＝265打兰＝7000格令。不列颠帝国曾用纯铂制成磅原器，它是高约1.35英寸、直径1.15英寸的纯铂圆柱体。

最初的千克质量单位是由18世纪末法国采用的长度单位米推导出来的——1立方分米纯水在最大密度(温度约为4摄氏度)时的质量，就定为1千克。1799年法国在制作铂质米原器的同时，也制成了铂质千克基准，保存在巴黎档案局。

然而后来科学家发现，这个基准并不准确地等于1立方分米最大密度纯水的质量，而是等于1.000028立方分米水的质量。于是在1875年米制公约会议之后，用含90%铂、10%铱的合金制成3个千克原器。经与巴黎档案局保存的铂质千克原器比对，选定其中之一作为国际千克原器。

这个国际千克原器用三层玻璃罩好，最外一层玻璃罩里抽成半真空，以防空气和杂质进入。随后又**了40个铂铱合金圆柱体，经过与国际千克原器校准后，分发给各会员国作为国家基准。

在第二次世界大战前，拥有国际千克**件曾是一个国家的无上荣耀。历史上德国通过统一获得了4个**件，而没收国际千克**件也是对战败国的惩罚之一。

跟米原器一样，千克原器也要进行周期性的检定，以确保质量基准的稳定可靠。但是在最近的一次检查中，相关人员发现国际千克原器减轻了大约50毫克，没有人能说出它的重量减轻的原因。国际质量和测量局的物理学家里查德·戴维斯说，“我们尚未找出任何合理的原因，还不能确定究竟是标准砝码的材料质量变轻了，还是国家现行的通用砝码变重了。”

【编辑：王戎飞】