量与物理量

我国古代以农业立国，粮食是最重要的食物。人们的生活、国家的赋税最主要的是粮食。商品交换、上缴赋税都需要对于粮食进行计量。

怎样来计量这些谷物的多少呢？最方便的方法便是测量他们的体积，体积与重量是相关的，知道了体积也就知道了重量，也就是多少。这就是汉字“量”。据《说文解字》说，它的下部是简略的重，上部是省略的曏表音。

《汉书·律历志》说：“量者，龠、合、升、斗、斛也，所以量多少也。”

龠、合、升、斗、斛，这就是汉代人所谓的五量，它们既是五种计量的工具（量具），又是五种计量单位。

由于量具最重要的用处是计量粮食，古人也用粮食的多少来定义量的计量单位。据说古人用可以装入1200粒中等大小的黍米的容量来定义单位“龠”。两龠为一合，十合为一升，十升为一斗，十斗为一斛。

人们所说度量衡中间的量，就是测量体积（度是测量长度，衡是测量重量）。

随着社会的发展，量就不光是指测量体积，而引申到对于世间万物及其各种性质的测量。这样，到了现在，可以测量的量就有了许许多多，难以穷尽。

要测量，就需要指定标准。在这个标准下，测量的结果就得到了数，即所谓数量。

这样，量就有了这样两种意思：测量和测量的结果。量字的读音也有了两个：在大多数情况下，表示测量的动作读作阳平声，liang2；同样，一般说来，表示测量的结果则读作去声，liang4。

当然，在多次测量以后，人们有了经验，往往不用“量具”去测量，而直接去估计测量的结果，这就是估量。比较聪明，肯动脑筋，有学识，知识面宽，能够把知识灵活应用，这样的人往往能够在他的工作范围中作比较准的估量。

能够利用现成的仪器作测量一般并不是难事，而利用最简单的办法得到比较准确的估量则往往是一个领域内的“大家”。

在现代社会，各行各业需要测量的量许许多多，而在自然科学和工程技术领域最常用的能够比较精确定义而且能够实际测量的量是物理量。

而许许多多需要测量的物理量可以由几个更为简单的量通过数学运算而得到。

比如，一块矩形土地的面积，可以通过测量它的长和宽的长度来推断，二者的乘积就是面积。

比如，一个物体运动的速度，就用在一定时间间隔中所处位置变化的长度即位移来表示，位移除以时间就是速度。

人们把几个似乎更为简单的物理量称为基本物理量。由这几个基本物理量通过运算而推导出的其他许许多多物理量称为导出物理量。

对于现代科学，人们发现，基本物理量只需要如下七个：长度、质量、时间、电流、温度、发光强度和物质的量。另外还有角度和立体角两个辅助量。

有了要测定的量，总需要指定测量的标准。只有标准确定了，才能够得到测量的数值。

这个道理，我国的古人就明白了。他们在当时所知道的“天下”统一度量衡，车同轨。实际上，世界各国都在自己管辖的范围内力图统一计量的各种标准。例如，上面所说的1200粒中等大小的黍米的容量来定义单位“龠”是我国古人的定义。又如，英国的古人用英王约翰（King John ，在位年份1199-1216年）的脚底长度来定义英尺。

随着资本主义在全世界的扩张以及全世界范围内物质和文化的交流，让世界各国计量标准的统一是一个很重要的问题。

1790年，法国科学院提出以地球子午线长度的四千万分之一定义长度米，1799年制成纯铂“米原器”。又把1立方分米纯水在最大密度(温度约为4摄氏度)时的质量，定为1千克。

1875年由法国、俄国、德国等17个国家在巴黎签署《米制公约》，旨在通过十进制米制单位统一国际计量。公约框架下设立国际计量局作为执行机构，负责维护米、千克等基准单位。

从清末到民国，我国也改革了原来的度量衡制度。当时称国际的米制为公制。1929年民国颁布了《度量衡法》，确立了以公制（米制）为标准制，市用制为辅制的双轨体系。标准制以公尺、公升、公斤为基本单位，市用制采用1市尺=1/3公尺、1市亩=6000平方市尺、1市斤（16两）=1/2公斤的换算规则。这个市制单位在民间沿用至今（只是在1959年规定把1两为1/16市斤改为1/10市斤）。

在物理学领域，人们过去多采用厘米克秒制（cgs制），即分别以厘米、克和秒为长度、质量和时间三个最重要物理量的计量单位，许多物理学公式也多在这个单位制下所撰写。

1960年，国际计量大会正式把米制命名为国际单位制（法语：Système International d'Unités）， 符号为SI。由于物理以及其他学科领域的公式多与单位有关，所以如今SI制下的公式也多与厘米克秒制下的公式略有差别。

SI制有7个基本物理量单位。长度：米（m）；质量：千克（kg）；时间：秒（s）；电量：安培（A）；热力学温度：开尔文（K）；物质的量：摩尔（mol）以及发光强度：坎德拉（cd）。

从2019年开始，这些基本物理量单位的定义全部都经由基本物理常数确定，这样做的好处是摆脱了对实物原器（如存放在巴黎的米原器、千克原器等）的依赖。这些单位的定义是：

长度：1米（m）是光在真空中在1/299792458秒的时间间隔内的行程。

质量：1千克（kg）是普朗克常量为6.62607015×10-34J·s时的质量。

这句话有一点绕，我们常常把Planck's constant‌称为普朗克常数，其实并不确切，应当翻译成普朗克常量。它是一个有单位的量。单位的大小不同，它的数值也不同。普朗克常量的单位是J·s即焦耳·秒，也就是kg·m2·s-1，即千克·平方米/秒，这样普朗克常量的数值大小与千克的大小有关。现在规定，如果质量是1千克，那么对应的普朗克常量就是6.62607015×10^-34 kg·m2·s-1。这样就用普朗克常量的数值来定义质量千克的大小。

时间：1秒（s）是铯-133原子基态两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770个周期的时间。

电流：1安培（A）是某点处1s内通过(1/1.602176634)×10^19个电子的电流，也就是每秒通过1库伦电荷的电流。

温度：1开尔文（K）是玻尔兹曼常数为1.380649×10^-23J/K时的热力学温度。这里的问题也与前面说过的普朗克常数相似。玻尔兹曼常量的单位是J/K，这样它的数值也与K的大小有关，现在规定，1K的温度能够使得玻尔兹曼常量的数值为1.380649×10^-23J/K。

物质的量：1摩尔（mol）是精确包含6.02214076×10^23个原子或分子等基本单元的系统的物质的量。

发光强度：1坎德拉（cd）是这样大小的发光强度：频率为540×1012赫的单色光源，发出的辐射强度为每球面度1/683瓦。

由这7个基本物理量能够导出面积、体积、频率、密度、速度、加速度、角速度、力、压强、动量、功、能量、热量、功率、热容、熵、比热容、电量、电势、电压、电动势、电阻、电容等等许许多多物理量，并可以分别定义它们的测量单位。

实际上，科学和工程技术的学科各式各样，为了便于各学科的测量和研究，各学科也往往同时使用更适应自己学科的单位。