【物理新知】“米”的足迹

伴随着交通的发展，国际间的贸易、文化、技术交流也随着发展起来，如果你用你的“尺”，我用我的“尺”，势必要相互折算，而不同国家的长度进位中又有不同的习惯，有的采用十进位，有的采用十二进位，这样算来算去很麻烦。这时人们就会想，如果各个国家都用同一标准尺该多好呀。于是人们就开始在不同国家的标准尺中开始挑选，最终选中了法国的标准尺——米。为什么要选择法国的标准尺呢？这是因为它采用的是十进位制，计算方便。其次它的标准是根据地球某一部分的圆弧长度来计算，很科学、很严密。

法国的标准尺是怎么来的呢？1790年，法国科学家鲍尔德、康道尔赛、拉普拉斯和孟奇等人组成特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位。为了制造出表征米的量值的基准器，在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下，于1792年到1799年，对法国敦克尔克至西班牙塞罗那之间的子午线长度作了测量。最后制造出长度单位“米”的基准器，并交给法国档案局保管，称为存档米原器。法国决定以存档米原器作为长度的法定单位。

1872年，26个国家队代表在法国拟定米公约，1875年法、德、英、俄等17个国家的代表在巴黎正式签署该公约，公认米制为国际通用的计量制度，并在巴黎近郊色弗莱成立国际计量局。

存档米原器并不是现在所讲的国际米原器。国际米原器是指在1889年第一届国际计量大会上通过的，根据存档米原器的长度，由瑞士SIP工厂制造的，经国际计量局鉴定的第6号米原器。当时一共制造了31根米原器，和存档米原器一一比较后，发现第6号在0℃时的长度最接近存档米原器的长度，于是被选作国际米原器，作为世界上最有权威的长度基准器保存在国际计量局。

国际米原器截面形状为X型，由铂（90%）、铱（10%）合金制成。规定在周围空气温度为0℃时，两端中间刻线的距离为1米。

随着科技的进步，对测量精度的要求越来越高，国际米原器的测量精度已不能满足计量学和其他精密测量的需要，人们又开始寻找新的测量标准。20世纪50年代，随着同位素光谱光源技术的发展，人们找到了以光波波长作为长度单位的自然标准。1960年第11届国际计量大会对米的定义更改为：不存在引起波长改变的干扰因素（如多普勒效应、压力效应）时，米的长度等于氪–86原子的能级之间跃迁的辐射（发出桔红色光）在真空中波长的1650763.73倍。

米的定义更改后，国际米原器仍按规定保存在国际计量局。由于激光技术的发展，人们发现饱和吸收稳定的激光具有很高的频率稳定度和复现性，同氪–86的波长相比，它们的波长更易复现，精度也能进一步提高。因此在1973年和1979年两次米定义咨询委员会会议上，又先后推荐了4种稳定激光的波长值，同氪–86的波长并列使用，具有同等的准确度。

1973年以来，人们精密测量了从红外波段至可见光波段的各种谱线的频率值，得到了非常精确的光在真空中的光速值，c=299792458m/s。于是，人们又决定把这个光速值取为定义值。1983年10月，第17届国际计量大会正式通过米的新定义：“米是1/299792458秒的时间间隔内，光在真空中行程的长度。”米的定义的修改使长度标准更精确和稳定。

由米的发展史可以看出，一个物理量单位的制定，不是一件简单的事情，中间会几经修改。随着物理学的发展，量度必定还会有争论和修改，但是越修改会越自然，越接近事物的真相。