度量衡的由来，人类为了找到一个合适的度量衡单位，也是费尽周折

俗话说：没有规矩，不成方圆。当我们使用着熟悉的测量单位，如米、秒、公斤等时，我们可能不会想到人类为了找到合适的测量单位而经历了多少困难。

“米”的由来

长期以来，人们一直希望找到一个可靠的、不变的尺度，作为测量距离的统一标准。起初，以人体为标准。从3000多年前古埃及写的纸莎草中，发现了以人前臂为长度单位的人前臂像，称为“腕尺”。

八世纪末，罗马帝国的查理曼大帝把他的脚定为一英尺长。

公元9世纪，撒克逊王朝的亨利一世规定，他的手臂向前平伸，从鼻尖到指尖的距离定为1码。

据说，大禹治水时，他用身长作为长度标准来衡量治水工程。唐太宗李世民认为，他的两步，即左右脚各走一步，称为步，每步五尺，三百步一里。

后来又规定，人的手指当中一节应该是1英寸。

到了18世纪，人们开始觉得用人体作为长度标准有许多缺点。他们渴望找到一个固定长度的测量单位，最终想到地球。

国际单位制长度单位“米”起源于法国。1790年5月，一个由法国科学家组成的特别委员会提出，长度的基本单位应为穿过巴黎的地球子午线总长度的四分之一，该单位应以古希腊语中的“metron”一词命名，后来演变成“meter”中文叫“米”。

为了制作一个标准的“一米”模型，法国天文学家花了7年时间在1799年制作了一个横截面为X形的铂杆。他们把铂杆两端的距离定为1米，这是最早定义的米，被称为“档案米”，它被保存在法国档案馆。

由于“档案米”精度不高、且存在变形现象，后来对一米的定义进行了修改。

1960年，修订后的定义是：“一米的长度等于氪86原子2p10和5d1跃迁真空中辐射波长的1650763.73倍。”，第17届国际计量大会通过了一个新的米定义：“在1/299792458秒的时间间隔内，光在真空中的传播长度。”该标准一直沿用至今。

“秒”的由来

人类在很早的时候就注意到太阳和月亮的起落可以用来记录时间。在中国，远古时代就有了用太阳阴影计时的日晷。在欧洲，日晷发明于公元前1000年左右。

在古罗马曾发生了一件有趣的事。公元前263年，瓦莱里奥·梅萨拉领事从卡塔尼亚取回一个日晷，放在罗马的城市广场上。他没想到日晷的指针稍微有点倾斜。结果可想而知，一个世纪以来，古罗马人生活在一个错误的时代。

日晷在古时已经使用了很长一段时间，但是它不是很精确，而且在晚上和多云的天气里也不方便使用了。因此，早期漏罐计应运而生。后来，由于钟表系统的使用，机械表开始存在，并且变得越来越严格和准确。

到了16世纪，德国比特海伦发明了怀表。

后来，由于伽利略对钟摆的研究，时钟在17世纪再次得到改进。1642年，荷兰人克里斯蒂·安海根尼斯根据钟摆原理发明了一种每天误差只有一分钟的钟。

今天的石英表是相当精确的：大约每3亿年他们只会有一秒的误差。

苏美尔人是人类历史上第一个按照时间间隔划分时间的人。他们创造了许多惊人的东西，包括最早的城市文明。他们把一天分成24小时，把一小时分成60分钟。他们还把一年分成12个月，一个月分成30天。

在人类所观察到的自然现象中，天空中出现的现象最为明显和规律，所以很自然时间的量度以地球自转的周期作为基准。（即所谓的太阳日）1秒=1/86400平均太阳日。但是，由于地球自转的不均匀和不稳定，1960年国际计量会议确认，时间基准改为以地球绕太阳自转为基础，即第二个时间基准定义为1900年地球绕太阳自转所需时间的1/31556925.9747。这些数据具有如此高的精度，因为其结果是通过几年的天文观测获得的。

然而，根据这个定义，很难对“秒”本身进行直接比较。正好在这期间，时间和频率的测量技术得到了极大的发展。1967年，第十三届国际计量会议重新定义了时间单位：“秒是铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。”

科学家打算重新定义“千克”

重量的测量是在长度测量标准出现后开始的，测量单位相当复杂。例如，春秋战国时期有石、斤、两、铢、镒、钧等多个单位，秦、楚、魏等国的换算标准也不尽相同。其中，赵国1铢相当于0.65克，在秦国相当于0.69克。

现在国际标准的质量单位是千克，它是指在4℃时，纯水在一个边长为10厘米的立方体中的质量。原kg铂铱合金模型现在保存在巴黎。它是一个高39毫米，直径39毫米的圆柱体。据描述，这个圆筒于1879年被送到法国塞维利亚的国际度量衡委员会。经过抛光和修改后，1889年，它被采纳为千克的国际标准。

跟米原器一样，千克原器也要进行周期性的定检，以确保质量标准的稳定性和可靠性。铂铱合金千克原器具有较好的性能稳定性，但物理重量基准随环境影响变化较大，且污染物、粉尘、水分和清洁度会引起不确定性变化。但问题是，把这样一个基本量用金属定义好像是不太可靠的，因为金属的质量会随着时间的推移而逐渐变化。根据研究，铂金圆柱体的质量已经悄然下降了50微克（大约相当于一粒沙子的重量）。

千克是最后一个由人造物质而不是基本物理性质定义的重要标准。科学家们曾聚集在皇家学会讨论如何为“千克”找到一个新的基准。经过讨论，专家们认为，千克应该与量子力学中普朗克常数的基本量度有关。通过一种称为“能量平衡”的方法，科学家们可以将物体的质量与移动物体所需的电子能量进行匹配，从而得到最精确的结果。鉴于以上原因，质量千克将或许会被重新给予定义，至少有两个重新定义千克的其他提议正在讨论中。其中包括：1.用纯硅原子球体取代铂金和铱混合圆柱体；2.利用已知的“瓦特天平”装置，并利用电磁能定义千克。

克拉的由来

计量单位的发展趋势是由混乱走向统一。许多单位已逐步更换，但一些最早的单位至今仍在使用。现在钻石的质量单位克拉就是一个例子。

克拉是从欧洲地中海沿岸的角豆树的种子进化而来的一种度量单位。这棵树开红色的花，然后长豆荚。在缺乏精确称重仪器的时代，人们相信每粒角豆树种子的质量是一样的。所以钻石商人用这些种子作为砝码来称量钻石。种子的质量是1克拉。后来，克拉成为钻石和一些珍贵或微妙物质的计量单位。到1907年，国际公认的1克拉的质量是200毫克。