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信息来源:逸夫计量博物馆 发布日期:2026-01-09
摄氏度
我们每日用于感知冷暖
监测健康的尺度
很少有人知道这个看似简单的单位
在2018年经历了一场静默却深刻的“范式革命”
它的定义,从依赖某种水的特定状态
永久锚定于一个宇宙常数
更值得骄傲的是
而在这场革命里
中国从曾经的“旁观者”
一步步走到舞台中央
提供了关键实验数据
成为深度参与国际温度单位规则的核心贡献者

一、百年温度计量史:从 “经验摸索” 到 “标准固化”

早期温度计量完全依赖 “经验判断”,缺乏统一计量标准。17 世纪,伽利略基于空气热胀冷缩原理制作出简陋 “温度计”,却无规范刻度与标准;18世纪,华伦海特与摄尔修斯分别提出温标,受玻璃管材质、测量环境等因素影响,同一杯水用不同仪器计量,读数误差能达好几度,温度计量的准确与一致性难以保障。
20世纪,国际计量界达成共识:温度单位定义,必须脱离 “实物依赖”,锚定宇宙中恒定不变的“物理常数”才能实现全球温度计量的统一与精准。1967年,国际计量大会(CGPM)首次确立“开尔文”(热力学温度计量单位,与摄氏度差值为 273.15)的计量定义 —— 以“水的三相点温度的 1/273.16”为计量基准。这一定义虽在一定程度上提升了统一性,却仍受水的三相点易受同位等因素影响,计量精准度受限。更关键的是,当时中国计量技术仍处于起步阶段,在国际温度计量标准制定中毫无话语权,只能 “被动采用” 他国确立的计量标准,完全处于“跟跑者” 的尴尬地位。
国际温度计量标准的革新契机
源于对“量子化霍尔效应” 的深入研究
而中国科研团队
正是抓住这一契机实现突破的核心力量
二、破局时刻:中国以核心数据拿下 “决定权”

2018 年,第26届国际计量大会迎来了历史性的时刻:决定将开尔文等 7七个基本国际单位全部改由物理常数定义。新定义中,开尔文彻底脱离了对水的三相点的依赖,转而基于玻尔兹曼常数(描述分子热运动的物理常数,计量数值固定为 1.380649×10⁻²³ J/K),这一变革让温度计量的稳定性与精准度实现质的飞跃。
而这一定义得以成立的前提,正是中国计量科学研究院(NIM)团队的硬核攻关。新的温度计量定义要落地,必须具备能精准复现玻尔兹曼常数的精准计量实验能力 ——“声速法” ,它便是复现玻尔兹曼常数的核心计量技术之一。2017年,中国计量科学院团队采用“声速法”开展玻尔兹曼常数计量实验,最终测量结果的不确定度(衡量计量数据精准度的核心指标)降低至 3.4×10⁻⁶。这一数据被国际计量委员会采纳,成为最终确定常数值、从而定义全新开尔文的六个核心实验数据之一。

如今,这场国际温度计量定义的革新
已通过精准的计量技术
渗透到我们生活的方方面面
三、温度计量新定义:从“实验室”走进“生活里”

开尔文新定义于2019年5月20日正式生效,看似遥远的计量变革,实则渗透到生活方方面面。比如医疗领域的体温监测、工业生产的温度控制、气象观测的气温记录,都依赖精准的温度计量。新定义让温度计量摆脱实物基准的限制,能在更宽温度范围、更复杂环境下实现超高精度测量,为高端制造、生物医药等领域的发展筑牢计量基础。
从国际温度计量领域被轻视的“追随者”到掌握计量决定权的 “参与者”,中国在温度计量领域的逆袭,不仅是一串物理常数计量定义的改写,更是中国计量科技实力不断提升的有力见证 —— 毕竟,当我们能精准定义“温度计量基准”时,也意味着我们能以更精准的计量技术,更好地掌控未来发展的“精度”。
当你再看温度计上的数字时
或许你会多一份感慨
这简单的度数背后
藏着中国科学
从学习、并跑到贡献智慧的崭新篇章