之前我们谈论到人们使用长度单位的混乱
那么
到底怎么解决呢?
混乱的局面最终是靠法国人终结的。
1790年,法国已经经历了启蒙运动的理性主义思潮,此前依靠人体部位或常见物定义的计量单位已经不能满足时代的需要了。
于是法国科学院建议以地球作为标准物重新定义基本长度单位,以通过巴黎的子午线四分弧长的一千万分之一定义新的长度单位米。
说起来轻巧,可实际测量却并不容易。
法国人花了整整7年的时间才量出了穿过敦刻尔克到巴塞罗那那条子午线的弧长。
并且用铂制作了一根标准米尺作为标准参照物,称作米原器。而这时候英国人甚至还没有给出英尺的标准长度。
初代铂制米原器
基本长度单位米诞生之后,很多单位也以它为基础重新定义了标准。
首先是以十进制为基础导出了很多一套长度单位,包括我们熟悉的厘米、分米、千米。
再以长度单位定义质量单位千克,即是一立方分米(一升)的纯水在4摄氏度时的质量。
1875年多国签署“米制公约”
法国人提出的这种方便和合理的计量单位系统很快得到了欧洲各国的积极采用。
那时候英国国力强盛,很多国家不得不采用英制单位来进行生产制造。
但英制单位的换算麻烦,商家经常会以换算为借口偷工减料,类似现在把1000MB当做1GB。
米制单位系统基本都采用十进制换算,计算方便的同时也更加精确,自然很快得到了推广。
19世纪中期的普鲁士工厂
然而,当米制单位系统推广开来时,我们的科学对单位的精度有了更高的要求。
法国人制作且沿用了近一个世纪的米原器很难满足时代的需要。
在1875年各国签署了“米制公约”之后,又制造了一批精度更高的铂依合金米原器,共31支。
新制作的米原器以及千克原器
第一届国际计量对米给出的定义是:0摄氏度时,铂依合金米原器两端刻线记号间的距离。
然而,因为刻度线本身宽度的影响,这个米原器的精度实际上只能达到0.1微米,显然算不上精准。
于是有科学家提出可以用单色光的波长来测量米原器,并用其波长的若干倍来表示米的长度。
这种方法显然比以人造物为基准要更加可靠和稳定,只是受限于当时的技术,只被当做米原器的旁证。
之后米的定义又经过了几次定义的修改,最终确定为用宇宙通用的光速来定义米。
一米等于光在真空中299792458分之一秒内所经过的路径长度。
看起来国际单位制的推广与普及似乎终结千百年来的单位混乱,但其实混乱才刚刚开始。
1983年,加拿大航空143号班机因为燃料检测棒出了问题,但又苦于没有这种新机型的零件更换。
于是机长建议先应急用手工计算燃料用量,完成航班飞行再进行维修。
然而当时加拿大仍然在使用英制单位,并与公制单位混用。
原本要要加大概2万千克的燃油,结果在换算成体积的时候工作人员把它当成2万磅来计算,结果只加了不到一半的油量。
后果当然是飞机在空中飞了一半航程就没油了,离最近的机场又还有百余公里,根本不可能飞得到。
幸好机长想起附近还有一个废弃的基米尼空军基地,他曾经在那里训练过,可以紧急迫降。
然而,因为飞机高度太高速度过快,直接降落会出现危险,于是有丰富滑翔机驾驶经验的机长决定先滑翔降低高度再降落。
可当飞机高度降低,机长却发现这个空军基地已经改建成了赛车场,看场面像是刚刚比赛完,观众都没有散席。
万幸,在前起落架没有放下的情况下,机长还是成功迫降在这个空军基地,保住了所有人的生命。
这一因单位混乱引起的事故也打破当时民航滑翔飞行的世界纪录,史称“基米尼滑翔机”。
而作为第一批在“米制公约”上签字的国家,美国同样没有能够将国际单位制彻底推广。
在英国人自己都已经抛弃了英制单位的情况下,美国却依旧我行我素地以自由包容一切。
美国人的计量单位最早沿袭自英国,但独立之后他们又逐渐发展出了一套自己的独特(奇葩)计量单位系统。
美国车的速度表外圈单位是英里每小时,内圈则是千米每小时
他们修改了英制的一些单位,虽然叫起来名称是一样的,可是数值大小却和原本的英制不再通用了。
比如美国人的盎司就堪称混乱王中王。
英国人最早用盎司来作为酒的容量计量单位,1盎司等于28.41毫升。
而传到美国之后,盎司被改成了29.57毫升。
除此之外,美国的盎司还被当做重量单位,用于重量较小物品的计量。
这还没完,作为重量单位的盎司还分成多种,常见的有常衡盎司、金衡盎司、药衡盎司。
这三种盎司的标准都不一样,所以在美国,一盎司棉花和一盎司纯金真的不一样重。
感受被混乱支配的恐惧吧
美国英制公制混用的问题更是害得NASA损失惨重。
NASA的火星气候探测者号斥资超过3亿美元,花了一年时间才从地球飞到火星。
最后却因为控制小组的成员混淆了公制单位和英制单位,直接导致探测器坠毁,3亿美元打了水漂。
火星气候探测者号上的飞行系统软件使用公制单位牛顿计算推进器动力,而地面人员输入的方向校正量和推进器参数则使用英制单位磅。
你可能会觉得奇怪,磅是重量单位,而牛顿是力的单位,应该不能换算吧。
但美国就是这么神奇,磅同样也是力的单位。
类似的单位换算问题已经被科学工作者诟病了多年,很多来自使用公制单位国家的留学生更是叫苦连天。
但对于这种混乱,美国的保守主义者认为应该保留原有的历史习惯。
在崇尚自由的美国,公民既然有追求开放的自由,也应该有守旧固封的自由。
追求自由并非在哪都是合乎情理的,至少在计量单位制度这里,它不是。