长度单位的演变：从古代到现在

长度测量的单位古今中外各不相同，仅中国古代所使用过的长度单位有据可查的就有数十种之多。流传下来比较有影响的有里、步、丈、尺、寸等。国际单位制的长度单位“米”（meter，metre）起源于法国。1790年5月，主要由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位米，次年获法国国会批准。接着于1792～1799年，对法国的北部海滨城市敦刻尔克至西班牙的巴塞罗那进行子午线测量，并根据测量结果制成一根3.5 mm×25 mm矩形截面的铂杆（platinum metre bar），以此杆两端之间的距离定为1 m，交法国档案局保管，所以也称为档案米。这就是最早关于“米”的定义。

由于档案米的变形情况严重，于是，1872年放弃了“档案米”的米定义，而以铂铱合金（90%的铂和10%的铱）制造的米原器作为长度的单位。米原器是根据档案米的长度制造的，当时共制出了31只，截面近似呈X形，把档案米的长度以两条宽度为6～8μm的刻线刻在尺子的凹槽（中性面）上。1889年在第一次国际计量大会上，把经国际计量局鉴定的第6号米原器（31只米原器中在0℃时最接近档案米的长度的一只）选作国际米原器，并作为世界上最有权威的长度基准器保存在巴黎国际计量局的地下室中，其余的尺子作为副尺分发给与会各国。规定在周围空气温度为0℃时，米原器两端中间刻线之间的距离为1米。1927年第7届国际计量大会又对米定义做了严格的规定，除温度要求外，还提出了米原器须保存在101.325 kPa（标准大气压）下，并对其放置方法做出了具体规定。

但是使用米原器作为米的客观标准也存在很多缺点，如材料变形、测量精度不高（只能达0.1μm），很难满足计量学和其他精密测量的需要。另外，万一米原器损坏，复制将无所依据，特别是复制品很难保证与原器完全一致，给各国使用带来了困难。因此，采用自然量值作为长度单位基准器的设想越来越为人们所向往。20世纪50年代，随着测量同位素光谱光源的技术发展，人们发现了一种宽度很窄的同位素谱线——氪-86，加上干涉技术的成功，人们终于找到了一种不易毁坏的长度自然标准，即以光波波长作为长度单位的自然基准。

1960年10月，第11届国际计量大会确定了长度（m）、时间（s）、质量（kg）、温度（k）、电流（A）、光强（cd）、物质的量（mol）等七个基本单位的国际单位制（SI制），同时对米的定义做出如下更改：“米的长度等于氪-86原子的2p10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1 650 763.73倍”。这也是米的第二次命名。这一自然基准量性能稳定，没有变形，容易复现，具有很高的精度。从此，世界各国需要鉴定尺长时，再不必去到法国巴黎与米原器进行比对，而可以自行解决。我国于1963年也建立了氪-86同位素长度基准。米的定义更改后，国际米原器仍按原规定保存在法国巴黎国际计量局的地下室中。(www.xing528.com)

随着科学技术的进步，1967年的第13届国际计量大会规定了时间“秒”的新定义——铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。之后，人们对时间和光速的测定已达到了很高的精确度。1975年第15届国际计量大会决议，把真空中光速值定为c=（299 792.458±0.001）km/s。

因此，1983年10月在巴黎召开的第17届国际计量大会上又通过了米的新定义：“米是光在真空中1/299 792 458秒的时间间隔内所行进的路程长度”。这是国际上第三次定义米的长度含义。根据光的速度为299 792 458米/秒，也可看出米的定义与光速的关系。