为什么要更新千克的定义

千克是国际单位制中的基本计量单位之一，它的定义对于科学研究、技术创新和工程实践都具有重要的意义。千克的重新定义可以提高测量准确性、推动科学技术进步，并且为未来的测量原理、方法和仪器的发展提供了新的机遇。以下是关于为什么要更新千克的定义的详细介绍。

1. 原有定义的限制性

千克此前的定义是根据一百多年前订做的某个圆柱形合金砝码的质量来确定的。因此，在过去的几十年里，千克的定义一直依赖于这个砝码，并且将其他物体的质量与多个标准砝码的质量等同起来。然而，由于制造工艺的限制，砝码的质量可能存在一定的误差，导致质量测量的不确定性增加。

2. 以基本物理常数定义计量单位的必要性

为了解决原有定义带来的限制性，新国际单位体系采用物理常数重新定义千克等基本单位，这样做有以下几个方面的必要性：

1) 保证全范围准确性：通过以基本物理常数作为定义基准，可以在全范围内保证质量单位的准确性，不再受制于特定实物的局限性。

2) 推动科学发现和技术创新：新的定义为科学家们提供了更准确的质量测量工具，有助于促进科学发现和技术创新的进一步发展。

3) 催生新的测量原理、方法和仪器：为了满足新定义的要求，科学家们需要开发出更高精度的测量方法和仪器，从而推动了测量技术的发展。

4) 实现国际统一：以基本物理常数定义计量单位可以实现国际上的统一标准，促进各国在科学研究和技术应用中的合作和交流。

3. 重新定义千克的方法

新定义由一个化学测量方法和一个物理测量方法组成。这两种方法都需要先借助现有的千克定义将自然常数固定为一个确定的值，再以此值定义千克。两种方法实际上起到的是确定自然常数的作用，只是所采用的实验手段和技术方法不同。

4. 以普朗克常数重新定义千克的原因

普朗克常数是量子力学中的一个重要常数，它与基本粒子的能量和频率之间的关系密切相关。国际度量衡委员会决定以普朗克常数重新定义千克，主要是考虑到实物容易存在误差的因素。通过以普朗克常数为基准重新定义千克，可以避免实物质量的变化和不确定性对质量单位的影响，从而提高质量测量的准确性和稳定性。

千克的重新定义达到了全范围准确性，为科学发现和技术创新提供了新的机遇，同时也是促进人类不断进步的基础性工具。通过以基本物理常数重新定义计量单位，可以推动科学技术的进步，为测量原理、方法和仪器的发展提供更广阔的空间。在新国际单位体系中，除了千克，摩尔、安培和开尔文等单位也采用了类似的重新定义方法，这些定义的核心目标都是为了牢固固定住基本物理常数，以提高测量的精确性和可靠性。