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2011年2月18日 星期五
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公斤縮水 百年法碼退役


http://paper.wenweipo.com   [2011-02-18]     我要評論
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 秦始皇統一了中國,也統一了度量衡標準,令國家有統一度量衡單位,令社會經濟穩定發展。統一、具公信力的量度單位,對人類文明發展相當重要,因為國際市場有同一的準則,才能公平進行貿易。今天,全球公認的「1公斤」,是2.2磅。可是,這權威標準或將被改寫。 ■文:所羅門 圖:資料圖片

 據英國《每日郵報》的報道,法國國際度量衡局「珍藏」百多年的國際重量標準人造金屬塊,即將退役。傳媒揭露,它的重量輕微下降了千分一毫克。亦即是,我們使用的「一公斤」,將會「縮水」。百多年來,人類貿易市場的公信力和穩定,會否受到史無前例的衝擊呢?

 目前,全球各地所使用的統一重量準則是來自1889年誕生的一塊長寬各4公分的鉑銥合金圓柱體。它被嚴密保安收藏在法國國際度量衡局(Bureau of Weight and Measures, BIPM)。在這122年以來,它只被取出來3次,分別用來校準世界各國使用的公斤原器。

一公斤 一鎚定音

 全球生產的秤磅是否準確,都以它為調較標準。這小東西被鎖在夾萬裡,並以3把極奇精密的鎖「把關」。百多年來,沒有人能動這人造金屬塊分毫。但最近有傳媒披露,科學家07年比較它和數十個複製品的差異時,重量神秘地輕微下降了千分一毫克。究竟,千分一毫克有多重呢?答案,就是相當於一粒小沙粒的重量。

 事件曝光後,有關當局找了全球舉足輕重的科學家、在倫敦皇家學會開會,考慮是否重新定義「一公斤」。專家表示,若事件發生在80年前,「神秘減磅」是沒有問題的。按當年技術,實驗室根本沒有一個磅能分辨出有關差異,更莫說民間市場的磅子能洞察其分別。可是,科技日新月異,隨著大學和工商界緊密合作,實驗室的量重技術很快便被推出市場,即是超級市場的磅子也是最先進的量重工具。很多人都能精準地量度出其絲毫差別。

跨世紀服役 歷史任務完

 「這小小的國際公斤退役原器,其實已在過往一世紀,履行了歷史性職責,表現也很不錯。」國際計量局物理學家斯托克表示,請求大家「原諒」這小東西的失誤,因為以當年的技術能製造它出來,已是十分難得。百多年來,它「不眠不休」地為人類公正地工作。

 「人類文明起源開始,已使用公證石調較重量標準。當然,在石器時代,要打造一塊公證石殊不容易。它是極度權威、無法質疑。但當進入鐵器時代,能破壞它的工具實在太多了。它的缺點,就是有機會遭受破壞。」而法國以外的科學家,也一直對這「小東西」不太信任。有美國科學家指,目前全球只有法國巴黎擁有這原器,有關研究和調查工作,很像被壟斷了似的。但法國傳媒卻表示,外國科學家質疑這原器的精準,卻是另有目的。

 原來,全球公認的「國際單位制」(International System of Units, SI)當中,人類最常使用的「七大公制」度量衡單位中,只剩公斤是以人工製實物定義。其他的六個單位,例如米(meter)、秒(second)、熱力學中的溫度單位凱爾文(kelvin)、計算物質質量的摩爾(mole),計算電流單位的安倍(ampere)以及量度發光強度的單位坎德拉(candela),通通早已改為非實體單位計算,令標準更穩定。以人工製實物定義重量,可說是十分落後。

新單位即將登場 

 國際度量衡局物理學家斯托克(Michael Stock)解釋說,目前國際公認的重量標準,是以「普朗克常數」(Planck constant)來定義。「目前,研究人員已緊急進行實驗,透過比較電力和機械力學,嘗試建立質量和『普朗克常數』的關係,從數理中找到新出路,即用物理數式計算標準重量。科學家指,以實體方式量重,根本已不合時宜。因為,所有實驗物質當暴露於空氣中,久經年日便會氧化。以今天的技術,很容易便會察覺它們正在「縮水」。

 多年前,已有科學家嘗試使用「普朗克常數」,取代國際公斤原器定義公斤。「普朗克常數」其實是一個物理常數,簡單來說就是以數字描述量子大小,非常精細。可是,科學家還須進行多次實驗,才能確定能否以數字替代原器。有科學家透露,不擔心普羅大眾對「普朗克常數」缺乏信心,只是原器太過深入民心。原器已使用多年,陪伴人類文明發展。但有文化學者解說,社會需要精準科技外,更重要是重新建立公義的精神和信任。即是,如何從原器實物中,把公義公正「提煉」出來。

 消息透露,新計算方法將於2015年的國際計量大會正式面世。國際公斤原器,將成為歷史,從法國國際度量衡局的夾萬,掉到博物館的展覽桌上。

制定單位 文化角力

 究竟那千分一毫克究竟到了哪裡去?研究人員指,現階段亦未能解釋這謎團,因為仍未有足夠證據指那是由於氧化、腐蝕,還是其他人為因素。有消息指,當地警方對此事密切關注,懷疑事件是國際犯罪組織的陰謀,企圖搗亂國際貿易市場。原器於1879年製成,當年費盡全國精巧工匠,經歷最仔細的調校,符合18世紀法國大革命時代最普及的標則。不斷調校10年,才被正式採納成國際標準。有人懷疑,有神秘特工乘3次取出來調校各國原器時,靜靜做了手腳。可是,調查暫時仍未有眉目。

 重量單位其實有著豐富文化和歷史意義。歐洲各國其實都有各自原始的重量單位。1965年,才正式立例轉換成十進制國際單位。每當一個地方轉用單位,可能要花上數十年時間,因為當社會要改變普遍使用多年的單位,所有量器、單據和交易方式也受到影響。最重要的,是要給時間國民調整改變自己的思維。英國人一直相信自己的英制單位是最完善。縱使1995年,完成所有單位制度的轉換,但骨子裡也要保留一些「英式」定義,例如英國的路標仍舊保留英里單位。不知是約定俗成難以改變,還是心中要鬥氣。縱使英制「處處失利」,但國際航空管制上卻使用英制。很有趣,要求最精準的飛行高度,卻一律以英尺為單位。

 單位制度的發展也與當時的社會結構有關。人類最古老文明之一的「美索不達米亞」,便發展出最早期較整全的重量單位。是十進制和六十進制的「混合體」。由於當時交通落後,各地區人類少有接觸,並未出現統一的大訴求。後來的古希臘,都沿用了類似的單位,有些地方更使用至18世紀。

 至於羅馬帝國,由於國力強大,各地交通便利,統一單位的需求便大大增加。由於當時社會以農業生產為主,發展單位便針對農產品交易。當時的長度單位,1英寸相當3顆大麥的總長度。重量方面,1磅便等於一顆從麥穗的中間抽取大麥重量的7,000倍。由於農業產品體積龐大,故此交易時標準較粗略,不太計較些微差異。有文化研究指,這也和當時人類的心境有關。農民在大自然中生活,自然較居住狹窄城市的商人較心胸廣闊,不會錙銖必計。

薪火相傳 勿忘本

 十進制登國際舞台前,英制單位一度風靡歐洲。透過殖民計劃,把它帶到遍遠的地方。今天,仍用英制的地少之有少,據說也只有緬甸。在香港,老一輩市民也愛用「磅」、「安士」、「呎」和「吋」。購買布匹、紙張和電線時,便愛用「碼」。所以,過去的單位雖然已失去了應用性,但卻成為大家的文化回憶。

 今天,十進制普及全球,概念其實是來自人類的十根手指頭。有學者認為,人類能普及使用十進制,只是絕大部分人類生來就有10根手指頭。古代世界獨立開發有文字記數體系中,除巴比倫文明的楔形數字為60進制、瑪雅數字為20進制外,幾乎全部用十進制。此外,北京周口店一萬多年前的山頂洞人遺址的出土骨管,一些長圓形亦可能代表「十」,山頂洞人骨管符號也可能和十進制有關。

 故此,服務了人類百多年的重量原器退役在即,大家也不要急著把它掉進垃圾筒,因為今天的「新品」,也只不過在它的基礎上發展出來。沒有老的,又怎會出新的呢?

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