有很多事情,我們都是習(xí)以為常了,往往好像沒有必要深究事物本來的面目。我們都在自己熟悉的環(huán)境下生活,也是很好的。今天就寫一個(gè)大家都習(xí)以為常的事情。1米是怎么規(guī)定的?誰說了算?
我們肯定接觸過其他長度單位_厘米、毫米、納米。還有一些長度單位,我們會在特別地方接觸到,成語中有說「道高一尺,魔高一丈」,例如你在買電視的時(shí)候,想買大一點(diǎn)的屏幕,就會想買200寸的大電視。我國傳統(tǒng)的長度單位就有里、丈、尺、寸、尋、仞、扶、咫、跬、步、常、矢、筵、幾、軌、雉、毫、厘、分,等等。
今天,我們就討論長度的國際基本單位「米」,有沒有想過1米,憑什么就是這么長呢?誰規(guī)定的呢?
上圖是從維基百科中看到的資料。圖中我們看到關(guān)于1米有多長的演化。在1798年的時(shí)候,我們的1米是Delambre and Méchain測量的地球子午線(地球表面連接南極和北極的半圓?。┑囊话氲囊磺f分之一。之后,人類根據(jù)上述測量的結(jié)果,做出了「米原器」。這個(gè)由鉑和銥做成的尺子的長度就是1m,如下圖所示(來源與百度百科和維基百科)。
1889年的第一屆國際計(jì)量大會確定“米原器”為國際長度基準(zhǔn),她規(guī)定1米就是米原器在0攝氏度時(shí)兩端的兩條刻線間的距離。米原器的精度可以達(dá)到0.1 微米,也就是千萬分之一米,可以說夠精確的了??墒窃?960年召開的第11屆國際計(jì)量大會上,各國代表一致通過決議,廢除了米原器對米的定義,理由是她既不方便,也不準(zhǔn)確。
維特根斯坦曾說_「世界上有一樣?xùn)|西,我們既不能說她是一米長,也不能說她不是一米長,這種東西就是巴黎的米原尺.」
這句話充滿了哲學(xué)意味。米原尺,你說她就是一米,但是凡事都有誤差,雖然已經(jīng)精確到千萬分之一米,但還是有比她更加接近1米的東西存在。你說她不是一米又不行,因?yàn)槿澜缍颊J(rèn)為這就是一米的長度。
后面我們找到了「光」作為標(biāo)準(zhǔn)物來定義1米的長度。
新的“米”的標(biāo)準(zhǔn),她就是氪86同位素?zé)粼谝?guī)定條件下發(fā)出的橙黃色光在真空中的波長。用光當(dāng)尺既方便又準(zhǔn)確,用氪86當(dāng)尺,精確度可以達(dá)到 0.001微米,大約相當(dāng)于一根頭發(fā)直徑的十萬分之一。
之前我們使用米原器作為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,可能有時(shí)都會想我現(xiàn)在手中的尺子是不是就跟米原器一模一樣呢?然而,我們有不能去巴黎跟米原尺比對一下?,F(xiàn)在有了光作為標(biāo)準(zhǔn),世界各地都制造氪燈,在規(guī)定的條件下得到1米的長度。
再后來激光出現(xiàn)了,我們可以測出光的速度,用下圖的裝置測出光速。1983年10月,聯(lián)合國度量組織在巴黎舉行會議,規(guī)定了新的“米”的定義,即把光在真空中299792458 分之一秒所走的距離定為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)米。這個(gè)1米的定義一直使用到現(xiàn)在。
其實(shí)1米的定義,可以展示出人類對世界認(rèn)知的發(fā)展歷程。
其實(shí)不知道有沒有覺得為什么要用「光速」作為標(biāo)準(zhǔn)呢?我覺得可能跟一個(gè)原理有關(guān)「光速不變原理」_真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。光速不變原理是愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的基本出發(fā)點(diǎn)之一。
當(dāng)然,這是另外一個(gè)故事了哈!