Dikunci di dalam peti besi yang memerlukan tiga kunci untuk dibuka, di bandar Sèvres hanya ke barat daya Paris, terdapat kilogram. Sebenarnya, itu adalah Kilogram, Prototaip Antarabangsa Kilogram (IPK), kilogram yang mana semua kilogram lain mesti mengukur, Le Grand K. Ini silinder aloi platinum-iridium terletak di bawah tiga loceng kaca pelindung, dalam persekitaran suhu dan kelembapan yang terkawal, selamat bersama enam salinan rasmi, di ruang bawah tanah Sèvres.
"Sekiranya anda terpaksa menurunkannya, ia akan tetap satu kilogram, tetapi jisim seluruh dunia akan berubah, " kata Stephan Schlamminger, ahli fizik dengan Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan (NIST) di Gaithersburg, Maryland.
IPK hanya muncul dari peti besi setiap 40 tahun atau lebih, apabila jongkong berukuran golf, tepat satu kilogram mengikut definisi sejak tahun 1889, digunakan untuk mengkalibrasikan salinan yang dikongsi dengan negara-negara di seluruh dunia. Tetapi ada masalah. Dalam peti besi dengan IPK adalah enam témoin, atau "saksi" - salinan rasmi. Selama bertahun-tahun, seperti yang dibuktikan oleh peristiwa jarang ketika Le Grand K dan saksi-saksinya telah diukur, jisim IPK telah "hanyut."
Prototaip Antarabangsa Kilogram (IPK). (Gambar dari BIPM) Kebanyakan saksi kini berat sedikit lebih banyak - satu perkara mikrogram, atau satu juta gram daripada IPK (walaupun banyak salinannya lebih besar dimulakan). Anda boleh mengatakan bahawa IPK telah kehilangan jisim, hanya anda tidak boleh mengatakannya, kerana IPK tidak berubah dan seberat satu kilogram . Selain itu, ahli fizik juga tidak tahu sama ada IPK itu telah hilang secara besar-besaran atau mendapatkan massa dalam jangka masa panjang, hanya kerana perlahan-lahan hanyut disebabkan oleh jumlah bahan yang tidak dapat diagregatkan dari udara, atau disapu semasa menimbang, atau diletupkan pada permukaan keperakan IPK semasa salah satu mandi yang teliti.
Seperti yang anda boleh bayangkan, hanyut minit ini menyebabkan para saintis banyak sakit kepala - apatah lagi industri yang bergantung kepada pengukuran jisim kecil dan tepat, seperti syarikat farmaseutikal.
"Pada masa ini, kilogram ditakrifkan dari segi jisim sesuatu yang tertentu, " kata Ian Robinson dari National Physical Laboratory (NPL) di London Selatan. "Dan jika perkara itu dimusnahkan atau diubah atau apa pun, ia janggal."
Salah satu salinan platinum-iridium NIST dari IPK, K92, dengan massa kilogram keluli tahan karat di latar belakang. (Jennifer Lauren Lee / NIST) Nasib baik, ahli metrologi di dunia mempunyai penyelesaian: mentakrifkan semula kilogram dari segi pemalar yang semula jadi, sejagat. Kebanyakan unit dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI) telah ditentukan mengikut pemalar sejagat, seperti meter, yang secara rasmi panjang mengembara pada kelajuan cahaya dalam vakum dalam 1 / 299, 792, 458 kedua. Sudah tentu, definisi ini bergantung kepada yang kedua, yang ditakrifkan sebagai tempoh 9, 192, 631, 770 tempoh frekuensi tertentu radiasi elektromagnet (gelombang mikro dalam kes ini) yang menyebabkan elektron luar atom sesium-133 untuk peralihan (beralih dari kuantum pengukuran "berputar" ke "berputar, " atau sebaliknya.
Tetapi kilogram, unit baki terakhir yang ditakrifkan oleh artifak, telah menentang penekanan semula-sehingga sekarang. Pada 16 November, pada mesyuarat ke-26 Persidangan Umum mengenai Timbang dan Sukat, perwakilan dari 60 negara anggota akan berkumpul di Sèvres untuk mengundi untuk mentakrifkan semula kilogram mengikut pemalar Planck-nombor yang mengaitkan kekerapan gelombang cahaya kepada tenaga foton dalam gelombang itu. Dan menurut Richard Davis, ahli fizik dengan Biro Antarabangsa Timbang dan Sukatan (BIPM), "mereka menjangkakan majoriti besar."
(UPDATE: Pada 20 Mei 2019, perubahan kepada Sistem Unit Antarabangsa secara rasmi telah berkuatkuasa, termasuk definisi baru untuk kilogram, ampere, kelvin dan tahi lalat.)
Max Planck dan Albert Einstein
Pada tahun 1879, IPK dilancarkan oleh syarikat logam berharga Johnson Matthey di London, Max Planck yang berusia 20 tahun mempertahankan tesisnya Pada undang-undang termodinamik kedua, dan Albert Einstein dilahirkan. Walaupun kedua-dua saintis itu tidak tahu semasa menjalani kehidupan mereka, kerja kolektif mereka pada fizik asas graviti dan mekanik kuantum akan meletakkan asas untuk definisi kilogram abad ke-21.
Jadi apa yang berterusan Planck? "Pada tahap asas, sukar untuk mengatakan, " kata Davis.
Pemalar Planck adalah bilangan yang sangat kecil: 6.62607015 x 10 -34, tepat, seperti yang akan ditetapkan secara rasmi pada mesyuarat 16 November. Pada tahun 1900, Max Planck mengira nombor yang sesuai dengan model cahaya yang datang dari bintang-bintang, sepadan dengan tenaga dan suhu bintang kepada spektrum radiasi elektromagnetik (secara kolektif dikenali sebagai radiasi hitam). Pada masa itu, data eksperimen mencadangkan bahawa tenaga tidak bebas mengalir pada apa-apa nilai, tetapi terkandung dalam bundle atau quanta- dari mana mekanik kuantum mengambil namanya-dan Planck diperlukan untuk mengira nilai untuk berkas-berkas ini agar sesuai dengan model radiasi hitamnya.
Lima Hadiah Nobel, dari kiri ke kanan: Walther Nerst, Albert Einstein, Max Planck, Robert Millikan dan Max von Laue, berkumpul untuk majlis makan malam yang dianjurkan oleh von Laue pada tahun 1931. (Public Domain) Lima tahun kemudian, Albert Einstein menerbitkan teori relativiti khasnya, yang kemudiannya akan dinyatakan sebagai persamaan yang terkenal E = mc 2 (tenaga sama dengan masa jisim dengan kelajuan cahaya yang terkecil, epiphany bahawa tenaga pada asasnya terikat dalam semua perkara alam semesta). Beliau juga mengira nilai teori satu kuantum asas tenaga elektromagnetik-kini dikenali sebagai foton-yang menyebabkan hubungan Planck-Einstein, E = h v . Persamaan menyatakan bahawa tenaga foton (E) sama dengan Planck's constant (h) kali frekuensi radiasi elektromagnet ( v, iaitu simbol Yunani yang bukan "v").
"Anda tahu anda mempunyai tenaga foton, iaitu h v, tetapi anda juga tahu anda mempunyai tenaga jisim, iaitu mc 2 . [Jadi], E = h v = mc 2 . Di sana anda dapat melihat bagaimana anda boleh mendapatkan jisim dari h [Planck's constant], v [kekerapan gelombang] dan c [kelajuan cahaya], "kata David Newell, ahli fizik di NIST.
Tetapi ini bukan satu-satunya tempat yang berterusan Planck muncul. Bilangan diperlukan untuk menggambarkan kesan fotoelektrik yang sel solar adalah berdasarkan. Ia juga digunakan dalam model atom Niels Bohr, dan ia juga muncul dalam prinsip ketidakpastian Heisenberg.
"Ia seperti berkata, baik, bagaimana dengan Pi?" Kata Davis. "Apa Pi? Nah, itu adalah lilitan bulatan yang dibahagi dengan diameter lingkaran. Tetapi kemudian Pi muncul di mana-mana dalam matematik. Di seluruh tempat itu. "
Penyambung utama Planck kepada kilogram adalah unitnya, joule-second, atau J · s. Pemalar mendapat unit unik ini kerana tenaga diukur dalam joules dan kekerapan diukur dalam Hertz (Hz), atau kitaran sesaat. Joule adalah sama dengan kilogram yang didarabkan dengan kuadrat yang dibahagikan dengan detik kuadrat (kg · m 2 / s 2 ), jadi dengan pengukuran dan pengiraan yang bijak, satu boleh sampai pada kilogram.
Tetapi sebelum anda dapat meyakinkan dunia untuk menukar definisi unit jisim piawai, ukuran anda lebih baik menjadi yang terbaik yang pernah diambil dalam sejarah sains. Dan sebagai Newell meletakkannya, "mengukur sesuatu yang mutlak sial keras."
Ukur untuk Ukur
Kami sering mengambil kesempatan bahawa kedua adalah satu saat, atau satu meter meter. Tetapi bagi majoriti sejarah manusia, ukuran masa, panjang dan jisim itu agak sewenang-wenangnya, ditakrifkan mengikut keinginan adat atau penguasa tempatan. Salah satu dekrit pertama bahawa pengukuran kebangsaan mesti diseragamkan datang dari Magna Carta pada tahun 1215, yang menyatakan:
"Jadilah satu ukuran untuk wain di seluruh kerajaan kita, dan satu ukuran untuk ale, dan satu ukuran untuk jagung, iaitu" suku London "; dan satu lebar untuk kain sama ada dicelup, russet atau halberget, iaitu dua rongga dalam selvedge. Biarkan ia sama dengan berat seperti langkah-langkah. "
Tetapi setelah Pencerahan, apabila para saintis mula melenyapkan kekangan fizikal alam semesta, menjadi jelas bahawa ukuran standard yang bervariasi menyampaikan halangan yang mengerikan kepada kemajuan spesies. Para saintis merebak di seluruh dunia pada abad ke-18 dan ke-19, mengukur segalanya dari bentuk bumi yang tepat ke jarak ke matahari-dan setiap kali sebuah lachter Jerman (kira-kira dua meter, bergantung kepada rantau) harus dibandingkan dengan bahasa Inggeris halaman (yang juga bervariasi untuk kebanyakan kewujudannya), ketidakpastian dan salah faham berlimpah.
Salinan piawaian meter pertama, dimeteraikan pada asas bangunan di 36 rue de Vaugirard, Paris. (Ken Eckert / Wikimedia Commons CC 4.0) Orang Perancis akhirnya mempunyai revolusi-bukan hanya politik, tetapi juga langkah-langkah. Menjelang abad ke 18, Kerajaan Perancis dianggarkan mempunyai beberapa suku juta unit yang berbeza-beza, menjadikannya mustahil untuk menjejaki mereka semua. Dihasrat oleh Dewan Konstituen Nasional, yang dibentuk pada awal Revolusi Perancis, Akademi Sains Perancis ditubuhkan untuk membentuk satu unit baru panjang yang akan menjadi ukuran rasmi bagi negara: meter yang ditakrifkan sebagai satu sepuluh juta jarak dari Kutub Utara ke Khatulistiwa.
Ekspedisi kaji selidik yang diketuai oleh ahli matematik dan ahli astronomi Perancis, Jean Baptiste Joseph Delambre dan Pierre Méchain mengesahkan jarak sebahagian daripada panjang itu, dari Dunkirk ke Barcelona, untuk mengira meter baru. Pengukuran kaji selidik telah disiapkan pada tahun 1798, dan piawaian baru tidak lama lagi diterima pakai di Perancis.
Meter datang untuk mewakili unit asas ukuran, menentukan liter (1, 000 kubik sentimeter) dan juga kilogram (jisim satu liter air). Menjelang tahun 1875, dunia sudah bersedia untuk mengamalkan sistem metrik dan Konvensyen Meter pada tahun itu menyaksikan wakil dari 17 buah negara menandatangani Perjanjian Meter, mewujudkan Biro Antarabangsa Timbang dan Sukat dan menyediakan piawaian jisim dan panjang baru untuk menjadi diletakkan dalam aloi platinum-iridium, mentakrifkan meter dan kilogram untuk dunia.
Tetapi sebagai gelombang saintis abad ke-20 seperti Planck dan Einstein mula mencucuk dan menggerakkan struktur fizik Newtonian, menemui undang-undang baru di antara kelebihan kosmos dan asas-asas atom, sistem pengukur yang perlu diperbaharui sewajarnya . Pada tahun 1960, Sistem Antarabangsa Unit (SI) telah diterbitkan, dan negara-negara di seluruh dunia telah menubuhkan institusi metrologi untuk terus memperbaiki definisi rasmi tujuh unit asas kami: meter (panjang), kilogram (jisim), kedua ), ampere (arus elektrik), kelvin (suhu), tahi lalat (jumlah bahan) dan candela (kilauan).
Satu bidang Avogadro atom silicon-28 tulen. Dengan mengukur isipadu sfera dan isipadu atom silikon-28 tunggal, ahli meteorologi dapat mengukur jisim atom tunggal dalam lingkungan, menyediakan kaedah untuk mengira bilangan atom dalam tahi lalat, yang dipanggil nombor Avogadro, yang boleh digunakan untuk mengira pemalar Planck. (Gambar dari BIPM) Dari unit asas ini, semua unit lain boleh dikira. Velocity diukur dalam meter per saat yang boleh ditukar kepada mph dan kelajuan lain; voltan diukur dari segi am semasa dan rintangan dalam ohm; dan definisi halaman kini berkadar dengan 0.9144 meter.
Hari ini, seperti pada abad ke-18, perkara menyempurnakan pengukuran tersebut adalah di barisan hadapan keupayaan saintifik. Walaupun penjelmaan semula kilogram tidak mungkin mengubah kehidupan harian anda, kesan muktamad bagi menentukan sistem pengukuran yang lebih tepat seringkali meluas dan mendalam.
Ambil, contohnya, yang kedua. Sejak tahun 1967, definisi yang kedua telah berdasarkan kepada frekuensi laser gelombang mikro, dan tanpa ketepatan ini, teknologi GPS tidak mungkin. Setiap satelit GPS membawa jam atom, yang kritikal untuk membetulkan fakta bahawa masa berlalu tanpa pengukuran tetapi lebih cepat lebih rendah pada satelit kita kerana mereka mengorbit Bumi pada kelajuan tinggi-kesan yang diramalkan oleh teori relativiti Einstein. Tanpa takrif baru, kami tidak dapat membetulkan pecahan kecil sekejap ini, dan ketika mereka berkembang, pengukuran GPS akan melayang lebih jauh dan lebih jauh dari padang, menjadikan semuanya dari Google Maps menjadi amunisi yang dipandu GPS hanyalah fiksyen sains.
Hubungan antara GPS kedua dan GPS mendedahkan asas yang mendasari metrologi dan sains: memajukan penyelidikan memerlukan dan membolehkan standard ukuran baru, dan langkah-langkah baru yang dimilikinya pula membolehkan penyelidikan yang lebih maju. Di mana kitaran ini akhirnya akan mengambil spesies kita tidak diketahui, tetapi selepas kematian bar meter dan pengabaian kedua seperti yang ditakrifkan oleh sebahagian kecil daripada satu hari, satu perkara adalah jelas: IPK adalah bersebelahan dengan guillotine.
Baki Kibble
Keseimbangan NIST-4 Kibble, dikendalikan oleh Institut Standard dan Teknologi Kebangsaan. Tidak seperti baki Kibble yang terdahulu, NIST-4 menggunakan roda keseimbangan yang beroperasi seperti kapi dan bukannya rasuk. Baki diukur Planck tetap dalam ketidakpastian 13 bahagian per bilion. (Jennifer Lauren Lee / NIST) Ahli fizikal telah diketahui selama beberapa dekad bahawa kilogram boleh ditakrifkan dari segi pemalar Planck, tetapi tidak sampai baru-baru ini metrologi cukup mencukupi untuk mengukur bilangan dengan ketepatan sedemikian sehingga dunia akan menerima definisi baru. Menjelang 2005, sekumpulan saintis dari NIST, NPL dan BIPM, yang Newell memanggil "geng lima, " mula menolak isu itu. Kertas mereka mengenai perkara itu berjudul, Redefinition kilogram: keputusan yang masa telah datang .
"Saya menganggapnya sebagai tonggak penting, " kata Newell. "Ia sangat provokatif - ia mengganggu orang."
Salah satu teknologi utama untuk mengukur pemalar Planck yang dikenal pasti di dalam kertas adalah keseimbangan watt, yang pertama kali dikonseptualisasikan oleh Bryan Kibble di NPL pada tahun 1975. (Selepas kematiannya pada tahun 2016, keseimbangan watt telah dinamakan semula keseimbangan Kibble dalam kehormatan Bryan Kibble.)
Keseimbangan Kibble adalah, pada tahap asas, evolusi teknologi yang bermula lebih dari 4, 000 tahun: skala imbangan. Tetapi bukannya menimbang objek terhadap yang lain untuk membandingkan kedua, keseimbangan Kibble membolehkan ahli fizik untuk menimbang massa terhadap jumlah daya elektromagnetik yang diperlukan untuk menahannya.
"Imbangan ini berfungsi dengan melewati arus melalui gegelung dalam medan magnet yang kuat, dan itu menghasilkan daya, dan anda boleh menggunakan kekuatan itu untuk mengimbangi berat jisim, " kata Ian Robinson dari NPL, yang bekerja dengan Bryan Kibble pada baki watt pertama dari 1976 dan seterusnya.
Baki beroperasi dalam dua mod. Mod pertama, seberat atau berkuat kuasa, mengimbangi jisim terhadap daya elektromagnet yang sama. Mod kedua, halaju atau mod penentukuran, menggunakan motor untuk menggerakkan gegelung antara magnet dan jisimnya tidak seimbang, menghasilkan voltan elektrik yang memberi anda kekuatan medan magnet yang dinyatakan sebagai ukuran daya elektrik. Hasilnya, daya jisim dalam mod berat adalah sama dengan daya elektrik yang dihasilkan dalam mod halaju.
Daya elektrik kemudiannya dapat dikira sebagai fungsi ucapan berterusan Planck terhadap karya dua ahli fizik yang memenangi Nobel, Brian Josephson dan Klaus von Klitzing. Pada tahun 1962, Josephson menyifatkan kesan elektrikal kuantum yang berkaitan dengan voltan, dan von Klitzing mendedahkan kesan rintangan kuantum pada tahun 1980. Kedua-dua penemuan itu memungkinkan untuk mengira kuasa elektrik keseimbangan Kibble dari segi pengukuran kuantum (menggunakan pemalar Planck), yang seterusnya, sama dengan jisim kilogram.
Sebagai tambahan kepada keseimbangan Kibble, kertas "geng lima" membincangkan cara lain untuk mengira pemalar Planck-dengan menggilap sfera atom silicon-28 yang hampir murni, benda-benda bulat paling sempurna yang pernah dicipta oleh manusia. Jumlah dan jisim atom tunggal dalam sfera dapat diukur, yang membolehkan para ahli metrologi dan ahli kimia untuk menyempurnakan pemalar Avogadro (bilangan entiti adalah satu tahi lalat), dan dari jumlah Avogadro, seseorang dapat mengira Planck melalui persamaan yang sudah diketahui.
"Anda memerlukan dua cara untuk melakukan ini supaya anda mendapat keyakinan bahawa tidak ada masalah tersembunyi dalam satu kaedah, " kata Robinson.
Papan putih di NIST menerangkan bagaimana keseimbangan Kibble dapat menyamai ukuran mekanikal (berat jilid kilogram) dengan ukuran elektrik (daya arus elektrik yang diperlukan untuk memegang kilogram, dinyatakan sebagai fungsi pemalar Planck). (Jay Bennett) Untuk mentafsir semula kilogram, perubahan yang akan dilaksanakan pada 20 Mei 2019, Persidangan Umum mengenai Berat dan Langkah memerlukan sekurang-kurangnya tiga eksperimen untuk mengira pemalar Planck kepada ketidakpastian tidak lebih daripada 50 bahagian per bilion, salah satu daripada yang mesti mengira nilai itu dalam ketidakpastian 20 bahagian per bilion. Usaha silikon antarabangsa telah menjadi cukup tepat untuk mencapai ketidakpastian hanya 10 bahagian per bilion, dan empat ukuran keseimbangan Kibble juga menghasilkan nilai dalam ketidakpastian yang diperlukan.
Dan sebagai hasil dari semua langkah ini, lebih banyak daripada kilogram akan berubah.
Sistem Unit Antarabangsa Baru
Lebih daripada mentakrifkan kilogram, mesyuarat ke-26 Persidangan Umum mengenai Timbang dan Sukat (CGPM) menetapkan nilai tetap untuk pemalar Planck, dan sebagai hasilnya, memberlakukan transformasi terbesar Unit Sistem Antarabangsa sejak penubuhannya pada tahun 1960 Sebelum ini, pemalar Planck diukur secara berterusan, rata-rata dengan pengukuran lain di seluruh dunia, dan senarai nilai-nilai baru dihantar ke institusi penyelidikan setiap beberapa tahun.
"Tidak seorang pun akan mengukur pemalar Planck sebaik sahaja [undi] ini telah berlalu, kerana nilainya akan ditakrifkan, " kata Davis.
Di samping pemalar Planck, pemalar Avogadro akan ditetapkan pada nilai tetap, seperti yang akan dikenakan caj asas ( e, caj satu proton), dan titik tiga air (suhu di mana air boleh wujud sebagai pepejal, cecair atau gas, ditakrifkan sebagai 273.16 darjah Kelvin, atau 0.01 darjah C).
Dengan menetapkan pemalar Planck sebagai nilai mutlak, para saintis berpaling dari pengukuran mekanikal konvensional dan mengamalkan pengukuran ukuran kuantum elektrik untuk menentukan unit asas kami. Apabila pemalar ditakrifkan, ia boleh digunakan untuk mengira pelbagai jisim dari peringkat atom ke kosmik, meninggalkan keperluan untuk skala IPK ke bahagian kecil yang boleh diukur, atau sehingga ramai yang besar.
"Sekiranya anda mempunyai artifak, anda hanya menambat skala anda pada satu ketika, " kata Schlamminger. "Dan pemalar asas tidak peduli dengan skala."
Ian Robinson dengan keseimbangan Mark II Kibble. Dibina oleh Makmal Fizikal Kebangsaan (NPL) di UK, Mark II kemudiannya diperoleh oleh Majlis Penyelidikan Kebangsaan (NRC) Kanada, di mana ia digunakan untuk mengukur nilai tetap Planck dalam ketidakpastian 9 bahagian per bilion. (Gambar ihsan NPL) Nilai baru untuk pemalar Planck juga mengubah definisi unit elektrik kami, seperti takrif 1948 ampere. Fizik telah lama menggunakan kesan Josephson dan von Klitzing untuk mengira nilai-nilai elektrik dengan ketepatan, tetapi pengukuran ini tidak boleh menjadi sebahagian daripada SI sehingga salah satu daripada pembolehubah mereka-pemalar Planck-adalah nilai tetap.
"Ia sentiasa memarut saya bahawa jika saya mahu mendapatkan SI volt saya atau SI ohm saya, saya terpaksa melalui kilogram. Saya terpaksa melalui unit mekanikal untuk mendapatkan unit elektrik saya, "kata Newell. "Ia kelihatan sangat abad ke-19, dan ia berlaku."
Sekarang, unit elektrik akan digunakan untuk mendapatkan kilogram.
"Orang bercakap tentang, oh itu pembentukan semula kilogram, tetapi saya fikir ini benar-benar merindui satu perkara penting, " kata Schlamminger. "Kami akan kembali ke unit SI ini."
Untuk Semua Orang, Untuk Semua Masa
Terdapat lebih daripada setengah lusin kibble balances di seluruh dunia, dan banyak negara dari Amerika Selatan ke Asia sedang membina mereka sendiri-kerana sekali para saintis mempunyai satu, mereka mempunyai alat untuk mengakses kilogram dan banyak unit asas dan langkah-langkah lain yang ditakrifkan oleh sifat. Tidak lagi kilogram akan terbatas pada peti besi, di mana beberapa mempunyai keistimewaan yang pernah mengaksesnya, dan setiap orang sangat takut untuk menyentuhnya bahawa ia tidak digunakan tetapi sekali setiap setengah abad.
"Ini bermakna sekarang, apa yang boleh kita lakukan ialah menyebarkan cara menentukan massa di seluruh dunia, " kata Robinson.
Bagi para saintis yang kerja perubahan ini mempengaruhi, Sistem Unit Antarabangsa yang baru tidak ada masa untuk bersejarah.
"Saya masih agak risau bahawa ini adalah satu mimpi, dan esok saya bangun, dan itu tidak benar, " kata Schlamminger. "Saya fikir ini sedang menamatkan arka yang orang mula berfikir sebelum Revolusi Perancis, dan idea itu mempunyai pengukuran untuk semua masa untuk semua orang."
Stephan Schlamminger menjelaskan keseimbangan Kibble dengan model Lego yang bekerja di Institut Kebangsaan dan Teknologi Kebangsaan (NIST) di Gaithersburg, Maryland. (Jay Bennett) "Ini telah menjadi salah satu kemuncak dalam hidup saya, " kata Klaus von Klitzing dari Institut Max Planck, yang mana pemalarnya sendiri akan disusun sebagai nilai tetap akibat SI baru. "Ini sangat menarik. Kami mempunyai penyatuan unit-unit kuantum ... dengan unit-unit SI yang baru, dan karenanya ini adalah keadaan yang luar biasa. "
Perubahan sedemikian untuk nilai-nilai asas kita untuk menggambarkan alam semesta tidak sering berlaku, dan sukar untuk membayangkan apabila seseorang akan berlaku lagi. Meter itu telah ditakrifkan semula pada tahun 1960 dan sekali lagi pada tahun 1984.
Yang kedua telah ditakrifkan semula pada tahun 1967. "Sekarang ini adalah perubahan yang revolusioner, " kata Davis. "Orang-orang selama-lamanya telah memberitahu masa dengan putaran Bumi, dan tiba-tiba kami berubah menjadi getaran dalam atom sesium."
Sama ada pembentukan semula kedua adalah perubahan yang lebih mendasar kepada pemahaman manusia daripada pembentukan semula kilogram tidak boleh dikatakan, tetapi, seperti yang kedua, kilogram yang ditakrifkan semula pastinya merupakan detik yang ketara dalam kemajuan spesies kita.
"Menghapuskan artifak terakhir ... itu perkara yang bersejarah, " kata Davis. "Piawaian pengukuran telah berdasarkan artifak-artifak ini, sesungguhnya, kerana ada yang tahu. Penggalian masa-masa neolitik menunjukkan standard-standard panjang, jisim piawai-iaitu kepingan-kepingan kecil atau batu atau sesuatu. Dan begitulah cara orang melakukannya selama beribu tahun, dan ini adalah yang terakhir. "
SI akan berubah lagi, walaupun pada dasarnya sebagai masalah untuk mengurangkan ketidakpastian yang sudah tak terbatas, atau beralih ke gelombang cahaya yang berbeda atau ukuran kimia yang selalu lebih tepat. Pada masa akan datang, kami mungkin menambah unit ke SI untuk nilai yang belum kami fikirkan. Tetapi kita tidak boleh lagi melakukan apa yang kita lakukan sekarang, untuk meninggalkan pemahaman nenek moyang kita, dan memeluk sistem pengukuran baru.
