一千克等于多少公斤(一克等于多少公斤换算)

星际战争刚开始的时候，光粒子和双向箔片只能算常规武器，最可怕的终极手段就是给对手一次改变物理规律的攻击！通过篡改另一个宇宙的物理概念参数，使整个科学体系崩溃，达到一击必杀的效果。

星际战争示意图星际战争示意图

2018年11月16日，地球。在这一天之前，只有一个普通的人类可以赤手空拳完成上述终极蜕变定律的攻击，给人类的科学界造成了极度的混乱。

当然，我写的是科普而不是科幻。这是怎么回事？让我喝杯水，慢慢告诉你。

决定科学世界的七个基本物理量

在日常生活中，我们会接触到各种各样的“物理量”。不管你知不知道它们在物理学上被称为“物理量”，你都要和这些概念打交道。比如长度(距离)、质量、时间、温度、力、能量、功率等等。

物理量有几百个，每个物理量都有几个单位。为了更好地测量和计算，我们需要给出每个物理量的每个单位的准确定义。

科学的建立可以说离不开物理量和单位的定义。早在近百年前，各国科学家就意识到了这件事的重要性。他们一起制定了一个测量系统，称为“国际单位制”，用于精确地指定每个物理量及其单位。

在国际单位制中，最重要的成就是规定了七个基本物理量及其“主要单位”，并给出了这七个主要单位的标准定义。其他物理量可以通过这七个基本物理量来计算。简单来说，现代科学的逻辑自洽性和数学基础都来源于此。

这七个基本物理量及其主要单位分别是:时间单位秒(s)、长度单位米(m)、质量单位千克(kg)、电流强度单位安培(a)、热力学度-日开尔文(k)、物质数量单位摩尔(mol)和发光强度单位坎德拉(cd)。

一公斤定义的历史开端——一升冰水

人们最初定义这些物理量的单位大小时，采用的方法简单粗暴，甚至漏洞百出。

限于篇幅，我们先以主单位中的质量单位——千克为例，来谈谈人类科学进步的曲折历史。

“一公斤”原来的单位名称是坟，不是公斤。这个词的发音来自法语。这个名词可以追溯到更早的拉丁语，它指的是重力的意思。

793年，当时的物理学家将质量的国际主单位定义为冰融化时(0摄氏度)一立方分米水的质量——也就是现在一升冰水的质量。这个夏天回想起这个概念，让人觉得有点凉。

品质的定义人人享有，但坟墓这个词却一波三折。因为人们很快发现这个单位太大了，一致同意修改为“克”——千分之一的“坟”。然而，同样的人很快发现“一克”太小了。他们决定再次开始使用“坟墓”。但由于原来的名字不太好继续使用，他们只好把“Kg”重新命名为——Kg——“Kg”。

这就是千克是唯一带前缀的国际主要单位的原因。

从一升水到一块金属

799年，一千克被重新定义为一升水在4摄氏度时的质量——水在最高密度时的质量。虽然水在我们的日常生活中随处可见，但它不容易保存且有明显的蒸发，所以它显然不是作为质量标准的最合理的材料。

于是，有人做了一个纯铂圆柱体，质量等于水定义的一千克。这个白金圆筒被命名为“档案公斤”——档案公斤。

这一事件具有划时代的意义，它标志着“一公斤”不再与一定体积的水的质量有关。

差不多90年后的1889年，人们用铂铱合金做了一个圆锥体，而不是之前的“一公斤”。虽然新锥的硬度比以前的大，但和原来的锥基本相同。是人类科学史上定义的“一公斤”，官方称之为“国际公斤原型”。

一百多年前的那一天，人类历史上第一次真正解决了“一公斤”的定义。如果有同学问，一公斤是多少？我们可以把这个圆锥体拿出来，骄傲地说，它是宇宙中唯一一种质量为一千克的物质。因为是“一公斤”。

是不是有点——我就是我，不一样的烟火？

简单来说，“千克”也是唯一由指定物质定义的国际主要单位。

国际公斤原器的定义与困惑

自从“一公斤”诞生以来，科学家们一直把它保存在三个钟罩下。周围有六个“姐姐公斤”。这七个“一公斤”在一个温度控制严格的金库里。不同的人需要三把钥匙才能打开这个金库。保险箱存放在巴黎郊外国际计量局的地下室里。

所以真的有外星人对地球发动了攻击。他们只需要随便派一个普通的吃瓜人，突破安全防御，进入那个地下室，打开这个保险柜，就可以直接篡改“国际公斤原型”——破坏“一公斤”的物理单位量！他真的可以改变公斤的定义——一个人类赖以生存的定义——这么简单直接！

这个时候世界会发生什么直接的变化？我很奇怪为什么没有《速度与激情》或者《碟中谍》系列，把这个脑洞动作写进剧情。显然是不科学的！——其实现实并没有那么夸张，或者说导游在科学方面的脑洞还没能达到这么大的程度。

现实中，我们高枕无忧吗？事实不容乐观。

在制作原件的同时，人们还制作了40个一模一样的复制品。虽然这些复制品不可能与原作一模一样，但复制品的质量与原作非常相似。人们记录了这些偏差。这些副本作为公斤的标准被送往世界各国。

1948年，各“一公斤”统一。人们重新测量了这些“千克原型”的质量，一个严重的问题出现了！

虽然所有的气缸都是由相同的合金制成，并保持在几乎相同的其他条件下，但它们的质量差异变大了。“国际KG原型机”的质量与其同等条件下保存的6个“姐妹缸”并不相符！四十个其他副本，他们的质量变得更大；最大的差别甚至是50毫克——几乎是一个指纹的质量。

可以推断，一定有某种变化改变了圆柱体的质量。真正的原因是什么，科学家还不知道。我们唯一可以确定的是，即使是地球上最稳定的铂铱合金，制成的圆柱体质量也不是一成不变的。

这是一件很糟糕的事情

这是一个严重的问题，至少比学生想象的要严重得多。

虽然没有人偷偷潜入和篡改原设备，但原设备本身正在改变自己！我们甚至不知道为什么。

地球科学界不能接受有一个不断改变自己的单位。同时，问题不仅仅是质量单位。要知道，国际七大主要单位中，有四个单位是靠“一公斤”的质量！他们是摩尔、安培和坎德拉；更不用说从牛顿、焦耳、伏特和瓦特推导出来的单位了。如果连基本单位都在变，人体实验数据如何保持准确统一？

有没有其他国家或地区，人类可以幸免于这种定义混乱的灾难性后果？在缅甸或者美国，他们使用的主要质量单位是磅！虽然“磅”并不依赖于一个具体的物体——标准原型的“磅”并不存在；但是一斤的定义是整0.45359237 kg！“一斤”是瞎的，“一斤”也脱不了干系。

人类的科学之路真的被这个“主单位”的不确定性锁住了吗？

量子理论和相对论拯救科学界

一直以来，都有同学在质疑量子力学和相对论，尤其是爱因斯坦的发现，有没有实际应用。

在这里我会给出一个明确的答案——正是通过量子论和相对论，伟大的爱因斯坦再次从某个角度拯救了物理学。

其实操作起来很简单。我们只需要把主单位的定义从具体的对象层面上解放出来，用一个物理常数来代替。

质量单位为千克(kg)，对应于普朗克常数为6.62607015×10^-34J s(焦耳s)时的质量单位。

爱因斯坦指出，光子的能量只与它的频率有关，频率等于H，其中V是光子的频率，H是普朗克常数。所以普朗克常数的单位是“焦耳s”，即kg * m 2/s，我们规定普朗克常数正好等于6.62607015×10^-34J s，然后利用m和s同时重新定义，就可以得到kg的确切定义。

长度的单位米，基于19世纪末麦克斯韦的电磁学理论，以及爱因斯坦的狭义相对论的光速基本不变性，以光速为常数，对长度给出了更为精确的定义:“米是光在1/299792458秒的时间间隔内，在真理空中行进的长度”。

时间的单位秒是量子理论的发展，使人们认识到量子化能级的存在。物质能态的跃迁会辐射出特定频率的光子。“秒”有一个精确的定义:“铯-133原子基态两个超精细能级跃迁的辐射周期持续时间为9192631770次”。

通过在true 空中定义光速，定义了“米”；通过定义普朗克常数，定义了“千克”。

这是本质的科学定义，是符合自然规律的定义。我们的物理量终于可以摆脱物质层面，站在自然规律的层面了。

这是每个学生都应该感到自豪的事情。

结语

在结束这篇课文之前，同学们不知道有没有注意到，还有一个问题值得我们思考，就是时间的主要单位——秒。

时间的主要单位——秒，直到今天，我们仍然没有办法用基本的物理定律或常数来定义它。根据广义相对论，时间的流逝受到引力场的影响，可以改变空和时间之间的时间。时间的节奏不确定。目前，我们根据铯原子钟振荡的每个周期的时间来测量时间长度相等的性质。周期运动定义的这个时间真的能反映时间的本质吗？

那么，时间的本质是什么？这仍然是一个没有明确答案的问题。

同学们，你们认为时间是真实的吗，它的本质是什么？欢迎留言讨论。

我是猫先生。我只写让人看了开心的科普。你值得关注。