在購(gòu)物時(shí)，我們經(jīng)常需要知道物體的“重”，生活中所指的“重”，大多時(shí)候是指物體的質(zhì)量，而不是重量。

古代質(zhì)量單位形式多樣，各國(guó)也各不相同。波斯用卡拉薩作質(zhì)量的單位，1卡拉薩約合0.834千克；古埃及用格德特，1格德特約合9.33克。我國(guó)秦代的度量衡制度中規(guī)定：

1石=4鈞　　1鈞=30斤　1斤=16兩

古代的1斤約合0.256千克。

在英制中質(zhì)量的單位有磅、盎司、打蘭、格令等，它們的關(guān)系是：

1磅=16盎司=265打蘭=7000格令

在國(guó)際單位制中，質(zhì)量的單位是千克。

國(guó)際千克原器

質(zhì)量的概念內(nèi)涵隨著科學(xué)的發(fā)展在不斷地變化與更新，而且在不同的領(lǐng)域，質(zhì)量的內(nèi)涵也略有差別。

早前，質(zhì)量的概念是由大科學(xué)家牛頓創(chuàng)造的。牛頓在他著名的牛頓第二定律中指出，物體受到的合外力與加速度成正比，其比例系數(shù)就是質(zhì)量。牛頓第二定律中的質(zhì)量更多地體現(xiàn)了物體的慣性屬性，稱(chēng)為慣性質(zhì)量。牛頓的萬(wàn)有引力定律更能代表牛頓在物理學(xué)上的貢獻(xiàn)，在萬(wàn)有引力定律中，引力大小與兩物體的質(zhì)量成正比，這種質(zhì)量體現(xiàn)了物體的引力特性，稱(chēng)為引力質(zhì)量。研究表明，不管是慣性質(zhì)量還是引力質(zhì)量，它們的本質(zhì)是相同的，是等效的。

我們?cè)谠u(píng)價(jià)秦始皇嬴政個(gè)人的歷史功績(jī)時(shí)，對(duì)他的褒揚(yáng)之處就有他的“書(shū)同文，車(chē)同軌，統(tǒng)一度量衡”，統(tǒng)一單位對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展太重要了。質(zhì)量單位的統(tǒng)一也是經(jīng)過(guò)了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，并且隨著科技水平的不斷發(fā)展也在不斷地進(jìn)步。

在國(guó)際單位制中，質(zhì)量單位千克是其中7個(gè)基本單位之一，也是最早定義的基本單位之一。起初，質(zhì)量單位千克是這樣規(guī)定的：在4℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1立方分米的純水的質(zhì)量為1千克。

但是，這種規(guī)定存在許多問(wèn)題：我們難以保證1立方分米純水在4℃的質(zhì)量是不變的，特別是在不同的大氣壓下，純度不同的水的質(zhì)量是不一樣的。而且這種規(guī)定首先要測(cè)量水的體積，而取水的體積時(shí)要用到長(zhǎng)度單位作為基本單位，作為基本單位，質(zhì)量單位不能依賴(lài)于長(zhǎng)度單位而定義。同樣，確定溫度4℃時(shí)，就有溫標(biāo)的問(wèn)題，因?yàn)椴煌橘|(zhì)的溫度計(jì)定義的4℃是略有差別的。當(dāng)然，從全世界的角度來(lái)看，各個(gè)國(guó)家都想以自己國(guó)家原有的質(zhì)量單位定義為標(biāo)準(zhǔn)，這樣就存在互不相讓、各自為政的現(xiàn)象。存在這么多問(wèn)題，又鑒于19世紀(jì)法國(guó)在科技上的地位，法國(guó)在1799年制作的鉑質(zhì)砝碼最終成為基準(zhǔn)，成為計(jì)量的權(quán)威。

1878年，國(guó)際計(jì)量局向倫敦的約翰遜·馬瑟公司訂購(gòu)了3個(gè)鉑銥合金圓柱體砝碼，并在巴黎進(jìn)行了拋光和質(zhì)量值的精密調(diào)準(zhǔn)。

1887年10月15日，國(guó)際計(jì)量委員會(huì)正式?jīng)Q定，將上述3個(gè)鉑依合金圓柱體砝碼中的一個(gè)的質(zhì)量定義為1千克，這項(xiàng)決定于1889年9月26日獲得了第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)的批準(zhǔn)。被規(guī)定的那個(gè)鉑銥合金圓柱體砝碼就是國(guó)際千克原器，以后的國(guó)際千克原器復(fù)制器就按照此原器的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制作。國(guó)際千克原器復(fù)制時(shí)規(guī)定，鉑銥合金中銥的含量為10%，合金密度為21.558 g/cm3，高度與直徑都是39 mm。第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)后，國(guó)際計(jì)量局將40個(gè)調(diào)準(zhǔn)過(guò)的基準(zhǔn)型鉑銥合金砝碼中的34個(gè)分發(fā)給各個(gè)米制公約成員國(guó)。1929年至1974年間，又制作了23個(gè)千克砝碼。1965年，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院獲得了一個(gè)。

國(guó)際千克原器保存在國(guó)際計(jì)量局，為了防止空氣和雜質(zhì)干擾，它被放在用三層玻璃罩罩住的專(zhuān)用器皿內(nèi)。但即便如此，千克原器的質(zhì)量也在逐年發(fā)生變化，近120年來(lái)，質(zhì)量變小了50微克，科學(xué)家也找不出其中原因。

以國(guó)際千克原器的方法來(lái)定義質(zhì)量單位，穩(wěn)定性不夠。鑒于國(guó)際千克原器實(shí)物易受環(huán)境的影響而發(fā)生變化，特別是在未來(lái)漫長(zhǎng)的歲月中，這種變化是不可忽略的，對(duì)現(xiàn)實(shí)影響巨大。尋找一種更好的方法來(lái)重新定義質(zhì)量的單位，這是非常迫切的。但是，對(duì)單位重新定義不能是隨意的，定義至少要比原有的定義更好，這體現(xiàn)在以下七個(gè)特征：一是新老定義之間保持連續(xù)性；二是新定義應(yīng)比老定義的測(cè)量不確定程度更??；三是新定義應(yīng)具有更高的穩(wěn)定性；四是新定義應(yīng)與其他基本單位具有相關(guān)性和一致性；五是原則上保證在任何時(shí)候和地點(diǎn)都能復(fù)現(xiàn)這個(gè)定義；六是新定義的依據(jù)應(yīng)該是可接受的物理學(xué)定律；七是新定義的概念清晰，易被理解。

目前，計(jì)量專(zhuān)家對(duì)千克的定義主要有兩種方式：一是從量子力學(xué)的角度去定義，采用普朗克常數(shù)h，通過(guò)瓦特天平的測(cè)量來(lái)間接導(dǎo)出質(zhì)量單位千克的定義；二是用原子的質(zhì)量，通過(guò)測(cè)量阿伏伽德羅常數(shù)NA來(lái)直接導(dǎo)出質(zhì)量單位千克的定義。

從經(jīng)典物理學(xué)的角度來(lái)看，質(zhì)量是描述宏觀物體的一個(gè)物理量，屬于牛頓力學(xué)的范疇?；谠淤|(zhì)量的定義具有明顯的符合質(zhì)量是“物體所含物質(zhì)多少”的直觀含義，因此，上述第二種定義是可被直接接受的。但是，由于量子力學(xué)的發(fā)展，利用普朗克常數(shù)來(lái)間接定義千克，也是可行的，并得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

以普朗克常數(shù)來(lái)間接定義千克，表述為：千克是一個(gè)質(zhì)量單位；其量值為固定的普朗克常數(shù)的數(shù)值，它精確地等于6.626×10-34，單位是J·S。

宏觀的質(zhì)量與量子力學(xué)的普朗克常數(shù)之間不可能直接相聯(lián)系，而是通過(guò)瓦特天平來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者之間的聯(lián)系，這種聯(lián)系由宏觀電學(xué)量子效應(yīng)（即約瑟夫森效應(yīng)和量子霍爾效應(yīng)）所提供。

目前，各國(guó)科學(xué)家有用瓦特天平測(cè)量普朗克常數(shù)的，也有用質(zhì)子旋磁比法和硅原子計(jì)數(shù)法來(lái)間接測(cè)量普朗克常數(shù)的，相比較而言，用瓦特天平測(cè)量的結(jié)果不確定度更小。