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## 计量学中的发展简史 

计量学的发展具有悠久的历史，大体分为三个阶段。

### 原始阶段 

以经验和权力为主，大多利用人、动物或自然物作为计量标准。如中国古代的布手知尺、掬手为升、十发为程、黄钟律管等。相传在大禹治水时，就使用准绳、规和矩等计量器具；公元前221年，秦始皇统一中国后颁布诏书，建立全国统一的度量衡制度，其中度制和量制的大部分采用了十进制，并实行定期计量器具的法制管理。古埃及的尺度是以人的胳膊肘到指尖的距离为依据的，称为腕尺（约46厘米）。英国的码是亨利一世将其手臂向前平伸，从鼻尖到指尖的距离（1码=0.9144米）；英尺长度是查理曼大帝的脚长（1英尺=0.3038米）；英寸是英王埃德加的手拇指关节的长度（1英寸=25.4毫米）；英亩是两牛同轭，一日翻耕土地的面积（1英亩=4.05×103平方米）。

### 经典阶段 

以宏观现象与人工实物为科学基础的阶段。标志是1875年签订的《米制公约》。它打破了皇权和王权对单位定义的垄断，在科学原理的基础上确立了国际计量局和各国国家计量院在单位量值建立上的权威。通过普适的符合科学原理的定义建立被世界认可的统一的计量单位制。如据地球子午线1/4长度的10000000分之一建立了铂铱合金制的米原器，根据1立方分米水在规定温度下的质量建立了铂铱合金制的千克原器，根据地球绕太阳公转周期确定了时间（历书时）单位秒等，它们构成基于自然的米制，并成为国际单位制的基础。但是这类宏观实物基准随着时间的推移或地点的变动，其量值不可避免地受物理或化学性能缓慢变化的影响而发生漂移，从而影响复现、保存，并限制了准确度的提高。如国际千克原器在1889～1989年的100年间与其他千克原器比较，在质量一致性上发生了约0.05毫克的变化。

### 现代阶段 

以量子理论为基础，由宏观实物基准过渡到微观量子基准。从经典理论来看，物质世界在做连续、渐进的宏观运动；而在微观量子体系中，事物的发展是不连续的、跳跃的，也是量子化的。如原子的能级非常稳定，跃迁时辐射信号的周期自然也非常稳定，跃迁所对应的量值也是固定不变的。国际正式确立的量子基准有长度单位米基准、时间单位秒基准、电压单位伏特基准和电阻单位欧姆基准。1960年，第11届国际计量大会正式批准废除铂铱米原器，将米定义到86Kr原子特定能级跃迁所对应的辐射的波长上。1967年，第13届国际计量大会通过了基于铯原子跃迁的秒定义。1983年，第17届国际计量大会将米定义为光在真空中299792458分之一秒的时间间隔内所经路径的长度。该定义隐含了真空光速值c=299792458米/秒，这是一个没有误差的定义值，长度事实上变成了时间（频率）的导出量。1990年1月1日，国际上统一启用了基于国际推荐的约瑟夫森效应常数（KJ-90）和冯克里青常数（RK-90）的量子电压基准和量子电阻基准代表的欧姆和伏特。时间、长度及电学量单位计量量子化的成功，催生了其他计量单位的重新定义。国际计量委员会于2005年提议，将其余几个基本单位全部定义在常数上，从而改变基本单位自有定义以来，依赖于实物的历史。2018年11月16日，第26届国际计量大会通过了关于修订国际单位制的决议。国际单位制七个基本单位中的四个，开尔文、千克、摩尔和安培分别由普朗克常数、基本电荷、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常量来定义；自此，七个基本单位全部实现了基于定义常数（包括基本物理常数和自然界其他常数）的定义，并于2019年5月20日起正式实施。从计量发展史看，计量是在古代各国独立地产生，并作为民族文化和社会制度的一部分而继承和发展的，因而直到19世纪，各国使用的计量单位及其进位制度、计量器具和管理措施等差异甚大。相应地计量学长期停留在记述各种计量单位及其换算关系的阶段上；计量管理工作则停留在各国、各地区各自为政的状态。随着工业和国际贸易，特别是物理学等实验科学的迅速发展，需要测量的量已从传统的度量衡增至上百个。18～19世纪，欧美科学家开始创建以科学实验为基础、可在国际上通用的计量单位制。1875年《米制公约》的签订，标志着各国计量制度开始趋向统一，1955年签订《国际法制计量组织公约》和1960年第11届国际计量大会（CGPM）通过国际单位制，标志着各国计量制度基本统一和计量学的基本成熟。2018年11月，通过国际单位制基本单位量子化定义，标志着量子化计量时代的开启。
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