測量在科學、技術和日（rì）常（cháng）生活中無處不在（zài）。國（guó）際單（dān）位製（SI）是測量中（zhōng）通用的語言，是人類共同努力的結果和全（quán）球（qiú）普適的方法，是世界（jiè）計量體係（xì）的根基。如同（tóng）高樓大廈的地基一樣，測量的基礎堅實與否（fǒu），將直接（jiē）影響宏偉的測量“大廈”的穩（wěn）定與發展。SI的（de）產生和發展（zhǎn）極大增（zēng）強了人類社會進步的信心。

建立在7個基本單位，即秒（s）、米（mǐ）（m）、千克（kg）、安培（péi）（A）、開爾文（K）、摩爾（mol）和坎德拉（cd）之上的SI正麵臨著（zhe）重要的變革。2018年11月13日至16日，第26屆國際計量大（dà）會（CGPM）將（jiāng）在法國凡爾賽舉行，會（huì）上有可能通過對千克（kg）、安培（A）、開（kāi）爾文（K）、摩爾（mol）4個基本單位的重新定義（yì），新（xīn）的（de）SI預計將於2019年5月20日起正式實施。為了這一目標，國際計量組織（zhī）和各國國家（jiā）計量（liàng）院開展了有效的合作，曆經長期艱苦的（de）努力。2011和2014年的國際計量大會分別通過了以基本常（cháng）數（shù）來定義SI基本單位的決議。2017年10月第106屆國際計量委員（yuán）會（CIPM）會議上，委員們（men）一致認為，全（quán）麵實現SI量子化重新定義的條件已經基本具備，並決定向第26屆CGPM提交決議草案（àn），4個基（jī）本單（dān）位的重新定義工（gōng）作進入倒計時。具體而言，在重新修訂的SI中，千（qiān）克（kg）、安培（péi）（A）、開爾文（K）和摩爾（mol）這4個基（jī）本單位將全部采用基本物（wù）理常（cháng）數來定義，分別（bié）以普朗克常數（h）、基本電荷（e）、玻爾茲曼常數（shù）（k）和阿伏伽德羅常數（NA）的（de）固定數值來實現新的定義。此外，全部7個基本單位的（de）定（dìng）義還將統一采用常數公式的方式來表述，並分別製定mises en pratique來解釋每一個基本單位定義的實際複（fù）現方法。這一變革將使人類（lèi）拋棄目前唯一僅存的用（yòng）於定義千克（kg）的實物量具——國際千（qiān）克（kè）原器，標誌著（zhe）整個SI進入更簡潔、更基礎的常數（shù）定義時代。

SI是（shì）測量的基石，須經久穩定。很多領（lǐng）域的測量都始於實物原器，例（lì）如米尺，目前僅（jǐn）有國（guó）際千克原（yuán）器仍用於定義SI單（dān）位。擺脫對實物原器的依賴，代之以更基礎、更穩定的體係，這是人類200多年來的願望。2018年（nián）即將進行（háng）的SI重新定義，將實現這一目標。

測量涉及兩個重要的方麵，一是單位的定義（例如（rú）厘米），二是實際的測量方法（例如尺（chǐ）子）。如果可以將這兩個概念分開來，就能夠保持單（dān）位定義的穩定（dìng）而不斷（duàn）地改（gǎi）進複現的過程，從而不會給單位製本身帶來（lái）重大的影響。在此，基於（yú）基本物理常數的單位定義將（jiāng）發（fā）揮關鍵作用。由於基本物理（lǐ）常數（shù）的數值恒定不變，基於常數（shù）的（de）單位定（dìng）義就將保持穩定，但（dàn）隨著科技的進步，用來複現單位的程序將不斷得以改（gǎi）進和發展。例如，安培（A）的新定（dìng）義將基（jī）於電子的（de）基本電（diàn）荷，這是自然界中的一個基本常數。安培定義的複現過程可以是數通過導線的電子的個數，而（ér）每一個電（diàn）子的帶電量都精確地相同，均為基本電荷。因（yīn）此，隨著（zhe）電子計（jì）數（shù）能力的提高，複現安培定義的計量標準的準確度將不斷（duàn）得以提（tí）升，而定（dìng）義本身不（bú）會產生任何變化。

利用自然界中不變的常數來定義測量（liàng）單（dān）位，將有望實現從極小量到極大量全範圍的（de）準確測量。在諸如質量和溫度等（děng）領域，原子（或量子）尺度的測量將與宏觀層麵的測量直接關聯起來，而過去這種關聯隻能通過間接的方（fāng）法來實現，準確度也更低。這是SI變革帶來的重要影響之（zhī）一（yī）。

重新定義SI的目標是使我們的係統永不過時。SI單位是我們所測量的各個量的基礎，我們希望能夠確保這些基礎在未來永不（bú）坍塌。通常，係統在承（chéng）受（shòu）無法預見的壓力時可能發生坍塌。對測量係統來說（shuō），壓力來自於越來越高的準確度需求，或者是對（duì）單位初始定義時從未考慮過的極限值的測量要求。國際計量界已經對SI的（de）重新（xīn）定義開展了曆時幾十年的密集研究，通（tōng）過（guò）大量（liàng）實驗來驗證基本（běn）物理常數與測（cè）量體係之間的關係。試想一下，承受著現代交通壓力的橋梁（liáng），在建造之時從未預見到如此繁重的負荷。當你在稱量大於1千克的（de）物體時，你可（kě）以不斷地增加（jiā）千克砝碼，由於（yú）這種操作的複現性保證，你（nǐ）可以不斷地擴大量程。而當你稱量小於1千克的物體時，你就需要劃分千克砝碼。當其（qí）越分越小時，你將越來越難以保證這種操（cāo）作的（de）準確性。想象一下，將一個巧（qiǎo）克力棒分成20份（fèn），然後繼續分下去直至2000份，你很（hěn）容易（yì）理解其中的問題。目前的實際情況是，工業界對於微（wēi）克甚（shèn）至是納克的測量已然非常感興趣，例如在醫藥行業，微小量的稱量對於保證藥物精確含（hán）量起著關鍵的作用（yòng）。因此，我們的目標是保證整個稱量範圍（wéi）中測量準確（què）度都保持在相（xiàng）同（tóng）的水平（píng）。在溫度測（cè）量（liàng）中，采用當前標準進行極限值測量所帶來的困難更大（dà）。當前溫度的定義是基於水三相點（diǎn）的特定值，即水三相點熱（rè）力學溫度被定義為1/273.16 K。當（dāng）在與水三相點很不同的（de）溫度（dù）點進行測（cè）量（liàng）時（想像一下，金屬加工的溫度通常大（dà）於1500 °C），要精確（què）地確定這一點究竟比處在三相點的水熱多少，是非常非常困難的。為了（le）建立全球範圍可靠的溫（wēn）度測量，目前的做法是采用多種不同方法的“配方書”來與水三相點進行比較。但在重新定義開爾文（K）之後，溫度測量將不再需（xū）要與水三相（xiàng）點關（guān）聯起（qǐ）來（lái），用戶可以根據不同的測量需求，采用任（rèn）何適用的基準測量方法。雖然眼下重新定義還不會帶來太大的改變，但它打開了未來眾多可能（néng）的（de）技術改進的大門。作為（wéi）測量基石的守護者，我們應確保測（cè）量（liàng）永不過時，確保（bǎo）對未來（lái）幾十年的信心。

SI變革將標誌著人類向前邁出重要的（de）曆史性（xìng）的一步。正如米（m）和秒（s）的量子化定義使GPS導航（háng）成為可能，此次SI重新定義帶來的更多、更準確的（de）測量能力，勢必（bì）會（huì）引發很多新技術的產生和發展。回顧過（guò）去100年的（de）發展曆程，我們對未來更加充滿信心。當原子鍾問世使時間測量變（biàn）得更（gèng）加準確時，計（jì）算機行業尚處在繈（qiǎng）褓之中，數字（zì）革命未見（jiàn）蹤影。毫無疑問，高準確的計時是整個計算機（jī）行業發展的基礎，沒有它，互聯網、移動電話（huà）和其他技術將無從談起。迄今（jīn）為止，包括GPS在內的衛星導航定位係（xì）統的準確（què）度仍受限於（yú）我（wǒ）們向其時（shí）間標準傳遞量值的能力，有待於世界範圍計量工作者（zhě）們共同努力以進一步（bù）提升其水平。準確的（de）溫度測量將使得我們可以更準確地識別（bié）和可靠地測量相當長時間內（nèi）發生的非常微小（xiǎo）的溫度變化，這一點在氣候變化研究和預測中（zhōng）具有非常迫切的需求。提高非（fēi）常微小的（de）質量的測量能力將有效支撐（chēng）製藥行業發展，隨著更多定製藥品的出現和使用（yòng），藥品劑量的更準確測定變得尤為重要。新SI的來臨，讓我們更有信心應對（duì）未來的測量挑（tiāo）戰和需求。

SI重新定義，是全球計量界的大事。國（guó）際計量（liàng）組織和各國國家計（jì）量院都應充分利用這一重要（yào）契機，開展廣泛而深入的宣傳與推廣活動。活動的目的，一方麵是（shì）充分說明SI變革的內容和意義，及其對量值溯源方式可能帶來的影響等技術後（hòu）果。自200多年前“米製”問世以來，人類就期盼著（zhe）建（jiàn）立一個全球統一（yī）並可隨時隨地實現的測量（liàng）基礎體係，隨著新SI的到來，這（zhè）一願望將得以實現。與（yǔ）此同時，新SI還將支撐科技（jì）進步（bù）對測量準確度不斷提升的需（xū）求的滿足。另一方麵，通過宣傳SI重新定義，傳播計量（liàng）基礎知識，可以使大眾了解SI，增強社會的（de）計（jì）量意識。SI雖應用廣泛，社會各界對其重要作用卻鮮有真正（zhèng）的認識，急需加（jiā）強計量宣傳，使大眾更好地認識到測量與計量在日常生活以及在經濟（jì）、社會和科（kē）技（jì）發展中扮演的重要角色。

SI重新定義推廣活動的目標群體可以分為以下四類，感興趣的話題各不相（xiàng）同，在實際活動的設計中應充分考慮其（qí）針對性和適用性（xìng）。

1.決策者：指政府、學術（shù）界、工業界等的關鍵人物，他（tā）們對於國家政策和學術意見的形成具有重要影（yǐng）響力。他們所關心的話題包括（kuò）：新SI如何造福人民健康和促進國家富強；新SI如何引發新技（jì）術發展和支（zhī）撐（chēng）創新；新SI在貿易和全球化中的作用等。

2.教育工作者：科（kē）學（xué）技術（shù）類的教育工作者需要（yào）一定程度（dù）地了解SI重新定（dìng）義所帶來的變化，以便能（néng）夠向學生們，甚至是中學生，傳遞這些訊（xùn）息。針對教育工作者的推廣活動的內容可包括：計量體係的介紹；計量體係背後的基本物理（lǐ）學知識；SI重新定義（yì）帶來的變化和自然的法則；統一（yī）的測（cè）量理論等（děng）。

3.對科（kē）學感興趣的公眾（zhòng）群體：有相（xiàng）當一部分（fèn）具有科學知識的大眾群體會對SI感興趣，他們往往是通（tōng）過大眾媒體獲取相關的信息。因此，應確保有關媒體能夠獲得有關（guān）新SI適當的信息。針對媒體（tǐ）的宣傳內容可包括：SI如（rú）何與我們的（de）生活息（xī）息相關；SI重新定義是一項（xiàng）世界性的工程；SI重新定義是未來創新的跳板；SI重新定義是量子物理學應用的結果；新SI不再（zài）依（yī）賴實物原器等。

4.SI的用戶：各（gè）國國家計量院都有直接服務（wù）的用戶（hù），以及（jí）通過地方計量機構或校準、檢測實驗室間接服務的大量的（de）用戶群體，針對用戶的推廣活動的內容可包括：當前（qián）體係的穩定性（xìng）和延續性（xìng）；新SI帶來的更高的穩（wěn）定性和準確性；變革引發的新技術和更多的發展機會等。

為幫（bāng）助和協調各國國（guó）家計（jì）量院和有關國際組織開展以SI重新定義為主題的計量推廣工作，國際計量委員會(CIPM)於2015年成立（lì）了“新SI推廣工作組” （TGSI）。工作組成員包括（kuò）BIPM以及墨西哥、巴西（xī）、韓（hán）國、法（fǎ）國、中國、美國（guó）、日（rì）本、南非、英國、德國、俄羅斯等國家計量院（yuàn）和國際電磁計量谘詢委員會（CCEM）、國（guó）際質量及相關（guān）量計量谘詢委員會（CCM）、國際溫度計量谘詢委員會（CCT）、國際化學和生物計量谘詢委員會（CCQM）和國際單（dān）位製谘詢委員會(CCU)的代表，並邀（yāo）請國（guó）際（jì）實驗室認可合作組織(ILAC)、國際（jì）標準化組織(ISO)、國際法製計量組織(OIML)、國際電工委員會（huì）(IEC)和國際照明委員會(CIE)派員擔任（rèn）觀察員。TGSI主席由CIPM副主席、CCU主席、德國PTB院（yuàn）長約（yuē）阿希姆•烏爾（ěr）裏奇教授（Joachim Ullrich）擔任，秘（mì）書（shū）是BIPM的艾斯塔法尼（ní）亞•德•米蘭達博（bó）士（Estefanía de Mirandés）。

TGSI每年召開一次會議，討論確定各種有效的（de）新SI推廣工具，並分享至BIPM的門（mén）戶網站，供各國選擇使用。TGSI鼓勵各國（guó）國家計量院結合（hé）自身實際，組織開展（zhǎn）麵向各類不同目標群體的SI推廣活動。TGSI建（jiàn）議各國在SI推廣活動中，使（shǐ）用通用術語（yǔ）介紹SI，充分利用現有資源或創建（jiàn）自身資源，並（bìng）借助工（gōng）作組（zǔ）平台互通有無，鼓勵（lì）不同國家之間尋求聯合交流和推廣的機會。

作為分享推廣信息、擬定公用文件的平台，TGSI製定（dìng）了很多宣傳材料供各（gè）國（guó）國家（jiā）計量院和國際組織使用，包括SI標識圖、闡述SI使用的品（pǐn）牌書（Brand Book）等。使用（yòng）全球統一的標識與分享關（guān）鍵（jiàn）信息的（de）做法，既保證了不同國家和不同機構推廣（guǎng）SI活（huó）動的一致性，又將大大提升SI及計量的國際（jì）形象。

TGSI開發了（le）如圖1所示3種不同格式的SI平麵設（shè）計，其中，7個SI基本單位分別以可見光譜中的7種不（bú）同（tóng）顏色逐一（yī）呈現。所有格式和顏色的設計圖均（jun1）可（kě）從www.bipm.org/en/si-download-area/下載。各國計（jì）量（liàng）院和國際組織的宣傳材料都應使用該設計，這樣既突破了不同語言（yán）之間的交流障礙，也使得各國新SI推廣活動共同（tóng）構成整個世（shì）界的新SI宣傳史。

圖1 新SI標識圖

五、各國（guó）新SI推廣活動

從2018年5月20日“世界計量日”開（kāi）始，世界各（gè）國的新SI宣傳大幕已紛紛拉開，並（bìng）將（jiāng）持續一（yī）年（nián），直至2019年5月20日，新SI預計將正式全麵實施。

在TGSI的指導下，BIPM和各國（guó）計量院將開展（zhǎn）形（xíng）式多樣的（de）活動，包括：各（gè）國計量院設立開（kāi）放日，介（jiè）紹（shào）SI的複現和保（bǎo）存（cún）；在各類國際國內（nèi）重要會議上發表關於SI重新定義的演講；在博物館和科（kē）技（jì）活動中舉辦關於SI重新定義（yì）的展覽；在國內（nèi）外重要期（qī）刊雜誌上發表關於SI重新定義的（de）文章；利用社交媒體開展宣傳活動（dòng）；舉辦與SI相關的知識競賽；拍攝與SI相關的電（diàn）影（yǐng）或電視節目等。

以下簡要介紹BIPM和幾（jǐ）個主要國家計量院正在或即將開展的（de）部分新SI推廣活（huó）動。

1.國際計（jì）量局（BIPM）

·發布2018年世界計量日的資源網站；

·在BIPM官網上設置TGSI網頁，提供SI標識圖及其他各類信息（xī）供下載；

·2018年11月13日至16日第26屆（jiè）國際計量大會期間，BIPM成（chéng）員國代（dài）表（biǎo）將對SI重新定義進行表決。為記錄（lù）人類計量（liàng）史上具有劃時代意義的一刻，BIPM將於2018年11月15日以現場網絡直播的方式組織大型報告會，內容包（bāo）括：CCU、CCEM、CCT和CCM關於SI基本單位重新定義的工作報告；2-3名諾貝爾獎獲獎者做關（guān）於SI發展與未來的科學演講；對SI重新定（dìng）義的決議的現場表決等。

2.英國國家（jiā）物理研究院（NPL）

•演講：在全（quán）英65所大學舉辦關於SI重新定義的巡回演講（jiǎng）；

•路演：在全英範圍開展與SI有關的路演活動（dòng），每月2次，參與人（rén）數預（yù）期達3萬人（rén）；

•信息傳（chuán）遞： 製作技術手冊，附在NPL核發的每一份校準（zhǔn）證書之後分發給用戶，確保所有用戶知（zhī）曉（xiǎo）SI基本單位定義的變化。另外，還將與英國皇家認可委員會（UKAS）等機構一（yī）起，力爭將SI變化的信息傳遞給英國量值溯源體係中涉及的所有用戶； 

•教學：麵向學校關鍵年齡層的學生（如：8～10歲，11～14歲，15～16歲以及17～19歲），傳播與其年齡相匹配的計量知識和SI常識，預期將涉及全英24 000所（suǒ）學校；

•計量故事講述：詳細敘述英國對SI演變及計（jì）量發展做出的貢獻，培養民族自豪感；

•公關活動：鼓勵新聞（wén）界更多地關注（zhù）計（jì）量及SI重新定義（yì），確保（bǎo）英國主要媒體，包括（kuò）紙媒、網絡及廣播，都進行相關報道；

•SI大使：推薦大批的“SI大使”來傳播SI的故事，NPL超過80%的員工（gōng）都將參與（yǔ）到這項活動中。

3.德國聯邦物理技術研究院（PTB）

•編（biān）寫SI宣（xuān）傳手冊，介紹新（xīn）的SI，包括提出新SI的想法，已經開展的科學實驗，千克定義麵臨的問題，SI重（chóng）新定義，學校中的新SI，科學（xué）中的新SI，技術中的（de）新SI以及（jí）公眾生活中的新SI等；

•出版PTB-Mitteilungen雜誌專刊，介紹新SI的相關實（shí）驗。

4.美國國家標（biāo）準與技術研究院（NIST）

·拍攝長篇紀錄片“最後的實物原器（qì）”（The Last Artifact），介紹千克重新定義的演變，片長60到90分鍾，經費50萬美元（yuán），擬向全世界公（gōng）映，預計首次上映時間為2019年年初；

·拍攝視頻（pín）短片：BIPM和NIST將共同拍攝關於新SI的社交媒體短視（shì）頻，長約3分（fèn）鍾；另外，NIST還將製作（zuò）題為“SI超級英雄冒險之旅（lǚ）”的動畫（huà）片；

·製作教學課程：製作麵向高中生或大學生的關於新SI的科教材料，以及開發麵向（xiàng）高中生的新SI手機或遊戲客戶端。

5.中國計量科學研（yán）究（jiū）院

已經製定了新SI推廣活動的計劃，並著手開展一係列的活動，主要（yào）包括（kuò）：

·拍攝係列短片（piàn）和動畫（huà）片，介紹SI變革的（de）意義（yì）和挑戰；

·編寫科普手冊和讀物，介（jiè）紹新的SI，預期（qī）將於2018年底完成；

·組織“SI進校園”活動，向高等院校師生介紹（shào）SI重新定義的（de）情況，以（yǐ）及對科技、經濟和社會產生的影響；

·在昌平（píng）院（yuàn）區製作SI重新定義專題展覽（lǎn），長期對外開放。

在世界各國計量工作者的共同努力下，SI重新定義已進入倒計時，形式各異的新SI推廣活動層（céng）出不窮，作為一門曆史悠久的關於測量（liàng）的科學，計量正加快步伐邁進量子化的新時代！

參考文獻：

1、Bureau International des Poids et Mesures, Future Revision of the SI – Brand Book, V2, April 2018