一、质量是衡量万物的基础

质量是物理学中的一个基本量，是描述物体惯性和引力属性的核心参数。自古以来，质量计量就与贸易、工程、科学实验密切相关。然而，直到近代，质量单位才实现了真正意义上的国际统一。

二、质量单位的历史沿革

1. 古代的质量标准

各国和地区曾使用不同的质量单位，如中国的“斤两”、欧洲的“磅盎司”等。

质量标准多以实物为基础，如用特定体积的水、金属块作为参考。

2. 公制系统的诞生

1795年法国大革命后提出公制系统，“千克”被定义为1立方分米纯水在最大密度（4℃）时的质量。

1889年第一届国际计量大会正式采用铂铱合金制成的“国际千克原器（IPK）”作为质量基准。

三、千克原器的问题与挑战

1. 实物基准的局限性

IPK及其复制品在保存过程中出现质量漂移现象，导致各国标准之间产生差异。

长期依赖单一实物存在风险，一旦损坏或污染将无法恢复。

2. 对比其他基本单位的独立性

所有其他SI单位（如秒、米、安培等）均已基于自然常数定义，唯独千克仍依赖实物。

四、2019年千克重新定义

1. 普朗克常数法

新定义基于普朗克常数h = 6.62607015×10⁻³⁴ J·s。

利用瓦特天平（Kibble Balance）或X射线晶体密度法（XRCD）测量宏观质量与微观常数之间的关系。

2. 实施过程

世界各国实验室参与验证新方法的一致性。

2019年5月20日正式启用新定义，标志着质量计量进入量子时代。

五、质量计量的技术手段

1. 瓦特天平

通过比较电功率与机械功率，间接测量质量，精度可达十亿分之一。

2. X射线晶体密度法

测量硅球中原子数量和排列密度，从而计算出其总质量。

3. 标准砝码校准

各级实验室使用不同等级的标准砝码进行日常质量测量和校验。

六、质量计量的应用

1. 工业制造

精密零件加工、药物配比、食品包装等都依赖准确的质量计量。

2. 科研实验

化学分析、核反应、天体物理等领域的实验离不开高精度质量测量。

3. 法律与贸易

海关报关、贵金属交易、药品销售等涉及经济利益的场景必须保证质量计量的公正性。