The metre originated in the French Revolution
起源于法国大革命的 Metre，其定义历经多次变革
The metre originated in the French Revolution, but its definition has changed many times since
By Belinda Smith for Lab Notes
Tue 20 MayTuesday 20 MayTue 20 May 2025 at 3:01am
The current definition of the metre was adopted in 1983, but its history stretches back more than 200 years. (Getty Images: Olena Ruban)
abc.net.au/news/metre-treaty-anniversary-metric-system-measurement-metrology/105302024
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下次你在超市拿起一袋马铃薯，或是在加油站给汽车加油时，你应该感谢 150 年前签署的一项条约，它为我们奠定了日常生活中使用的公制系统。
在 1875 年 5 月 20 日，来自 17 个国家的代表聚集在巴黎的一个春日，签署了 Metre Convention，也被称为“米制公约”。
当时，各国、各州甚至各城市使用完全不同的距离和质量测量方法是很常见的，这阻碍了贸易，也阻碍了科学的进步。
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Why do we need to define a metre to such incredible precision? Find out on Lab Notes.
为了标准化和统一这些定义，米制公约建立了国际计量局 (International Bureau of Weights and Measures)，该机构最初定义了 metre 和 kilogram。
多年来，越来越多的国家签署了米制公约，包括澳大利亚在 1947 年 11 月。
还包括了一些其他的测量单位，形成了国际单位制 (International System of Units)，这是公制的基础。
但是，metre 的出现比以其命名的条约早了近 100 年。
它的故事始于法国大革命时期。
Metre 的历史
在 1700 年代后期，塑造法兰西共和国的革命者摆脱了与皇室和宗教相关的旧传统。
The Unity Festival in Revolution Square, as depicted by French artist Pierre-Antoine Démachy, was held on August 10, 1793 to promote the values of the French Republic. (Getty Images: Philippe Lissac)
这种重塑包括创建一个新的测量系统。
国家测量研究所 (National Measurement Institute) 的 CEO 兼首席计量学家 Bruce Warrington 说，这个系统将对所有人开放，并与自然的根本属性联系起来，“而不是来自国王的手臂长度，或者其他会随着时间而改变的东西”。
因此，当时的数学家和科学家们规定，metre 的长度——来自希腊语“metron”，意思是“一种测量”——等于从北极到赤道通过巴黎天文台的距离的千万分之一。
This line through Paris, called the Paris meridian, featured in Dan Brown's novel The Da Vinci Code. (Wikimedia Commons: US Government, CC0)
计算这个距离的任务落在了两位天文学家的肩上，经过七年的努力，他们在 1799 年向法国科学院提交了最终测量结果，并制作了一个铂金棒形式的“档案米尺 (Metre of the Archives)”。
（后来发现，天文学家的计算有点偏差，我们现在所知的 metre 比它应该有的长度短 0.2 毫米。）
档案米尺 (Metre of the Archives) 及其副本最终被大约 30 根由稳定的铂铱合金制成的米尺所取代。它们在 1890 年代后期被分发到世界各地，并在几十年内一直是“标准” metre。
National metre prototype 27 was sent to the US and received by President Benjamin Harrison on January 2, 1890. (Supplied: NIST Research Library & Museum)
但是，随着科学的进步，metre 的定义也发生了变化。
这种变化始于上个世纪初，当时科学家发现他们可以使用光来测量距离。
光以波的形式传播。如果你知道每个波之间的距离——称为波长，字面意思是波的长度——那么就可以使用光“作为非常精细的标尺”，Warrington 博士说。
1960 年，铂合金棒被淘汰，metre 的新定义被引入。
将电流通过装满氪气的灯泡，氪原子会发出光，包括一种红橙色波长。
Krypton-86 gas is odourless, colourless and exists in tiny quantities in the atmosphere. (Supplied: National Institute of Standards and Technology Digital Collections, Gaithersburg, MD 20899)
一个 metre 等于这种特定红橙色光波长的 1,650,763.73 倍。
与此同时，电子制造开始了，制造规模缩小到了令人难以置信的微小尺度。想想智能手机集成电路中的晶体管，它们只有几十亿分之一 metre 宽。
Warrington 博士说：“因此，你需要能够在该级别检查和控制制造质量的标尺。”这是氪灯 metre 定义无法做到的。
自 1960 年以来，在用原子钟精确测量时间方面取得了很大进展。它们的“滴答”是由原子在激光照射下发射辐射的振荡产生的。
它们每秒可以滴答数十亿次。这种将秒分解成越来越小片段的新能力，再加上一个普遍的物理常数——光速，重新定义了 metre。
这些原子钟每秒滴答 500 万亿次
Photo shows Lasers shining on a clock in a lab.
Using ytterbium instead of caesium, they could be used to help us learn more about dark matter and Earth's interior.
从 1983 年开始，一个 metre 被认为是光在真空中 1/299,792,458 秒内传播的距离（因为光每秒传播 299,792,458 metres）。
Warrington 博士说，这个包含时间和光速的新定义开辟了测量长度的新方法。
例如，科学家用它来精确测量地球到月球的距离。
Warrington 博士说：“阿波罗宇航员在月球表面留下了一种奇特的镜子，直到今天，你仍然可以用激光照射那个反射器，并计时让光往返月球。”
“你可以将此转化为对地球和月球之间距离的非常仔细的测量。”
这些测量结果表明，月球正以每年约 3.8 厘米的速度缓慢地远离地球。
Of the five reflecting panels on the Moon, two were delivered by Apollo 11 and 14 crews in 1969 and 1971, respectively. (Supplied: NASA)
公制系统的缓慢采用
即使 metre 和其他测量单位被重新定义，每个米制公约签署国也可以在他们自己的时间内采用公制系统。
澳大利亚在签署米制公约后花了 20 多年的时间才正式采用公制系统，当时在 1970 年通过了《公制转换法案 (Metric Conversion Act)》。
早期澳大利亚公制化广告。
其他国家采用公制的速度要慢得多。美国是米制公约的最初签署国之一。
今天，虽然美国日常生活中倾向于使用英制单位，但公制系统在法律上得到认可，并且是“其民用测量的核心”，Warrington 博士说。
“因此，它的质量和距离国家标准是 kilogram 和 metre，就像其他所有人一样。”
即使在今天的澳大利亚，你也不难发现英制单位，例如，男士裤子的腰围和电视屏幕尺寸。
Warrington 博士说，厨房仍然存在测量不一致的领域。
“作为一名专业的测量书呆子，我发现有点令人沮丧的是，澳大利亚的 tablespoon 是四个 teaspoons，而世界上几乎所有其他地方都是三个 teaspoons。
“这意味着如果你正在烹饪东西，那么你可能需要知道食谱来自澳大利亚还是来自其他地方，才能正确地使用 tablespoon。”
有关 metre 历史的更多信息，请查看 Lab Notes 的完整剧集 .
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