國際單位制中的千克，現(xiàn)在仍利用特定的原器來定義。然而，這塊國際千克原器卻由于某種未知的原因，逐漸出現(xiàn)了質(zhì)量減少的現(xiàn)象。當(dāng)這個物理學(xué)常量無法作為精確的基本衡量單位時，科學(xué)家們就開始著手研究，如何用數(shù)學(xué)常數(shù)形式對它進行重新定義。

　　事實上，對千克的定義能夠追溯到法國大革命時期，科學(xué)家們將一個鉑銥合金的圓柱體作為1千克的標(biāo)準(zhǔn)重量，也就是我們所謂的國際千克原器（IPK）。

　　按照國際計量局(BIPM)的定義，“千克是質(zhì)量的單位，1千克就是國際千克原器的質(zhì)量”。國際千克原器有高爾夫球大小，直徑3.9厘米，由90％的鉑和10％的銥構(gòu)成，現(xiàn)在被保存在法國塞夫勒市的國際計量局中。

　　這塊國際千克原器上個世紀(jì)質(zhì)量減少了0.0001克。有人認(rèn)為是微量的金屬逐漸被腐蝕，也有人猜測或許是由于圓柱體在鑄造時鎖定在內(nèi)部的氣體消失的原因。人們甚至更擔(dān)心國際千克原器會被盜或被損壞。0.0001克只相當(dāng)于一個塵埃粒子的質(zhì)量，但意味著官方質(zhì)量定義不再準(zhǔn)確，這促使科學(xué)家們決定找到定義千克的更精確的方法。

　　計量學(xué)家決定在普朗克常數(shù)的基礎(chǔ)上定義千克。普朗克常數(shù)在量子物理中表示量子的大小，作為數(shù)學(xué)常量，普朗克常數(shù)與光在真空中傳播的速度一樣可靠。然而科學(xué)家們需要先想出一種方法來評估另一種常數(shù)——阿伏伽德羅常數(shù)。阿伏伽德羅常數(shù)表示1摩爾物質(zhì)中所含的分子數(shù)或原子數(shù)，與許多重要的物理常數(shù)相關(guān)，它對重新定義千克的概念有著重大的意義。

　　今年早些時候，來自意大利國家計量科學(xué)研究院的Giovanni Mana和其他研究人員測得了新的阿伏伽德羅常數(shù)。他們采取的測量方法是計數(shù)1千克重的高純硅-28球體中有多少個原子。當(dāng)硅結(jié)晶時，它會形成規(guī)律的晶格結(jié)構(gòu)，每個基本的晶胞中含有8個硅原子。如果能分別得知硅晶體總的體積，以及每一個硅原子所占的體積，就可以計算出其中硅原子的數(shù)量。他們的研究成果發(fā)表在《物理與化學(xué)參考數(shù)據(jù)期刊》上。

　　這一評估結(jié)果能夠用于量化普朗克常數(shù)，并且?guī)椭麄円约償?shù)學(xué)常量的形式重新定義千克。科學(xué)家預(yù)計將于2018年發(fā)布重新定義的千克概念。Mana博士表示：“在對千克進行重新定義之前，我們必須保證新的定義與原來的完全一致，在世界最小精度誤差之內(nèi)。否則當(dāng)我們將千克定義轉(zhuǎn)換成新的定義之后，科學(xué)界、企業(yè)以及工商業(yè)團體都將不得不改變現(xiàn)存人工制品的質(zhì)量數(shù)據(jù)?！?/p>

　　研究人員認(rèn)為，對于阿伏伽德羅常數(shù)進行更準(zhǔn)確的定義，加強了對普朗克常數(shù)的定義，最終給千克這一質(zhì)量單位一個更堅實的數(shù)學(xué)定義。

　　千克是七個基本單位之一，另外六個基本單位是長度單位米、時間單位秒、電流單位安培、溫度單位開爾文、化學(xué)量單位摩爾和光強單位堪培拉。與其他六個基本單位相比，千克是唯一一個基于物理對象而非物理常數(shù)定義的國際標(biāo)準(zhǔn)單位。物理學(xué)家認(rèn)為，用物理常數(shù)重新定義千克可將電氣測量的精度提高50倍。