内容提要

为什么英制单位的换算这么奇怪？为什么中国古人的身高在不同朝代似乎不一样？中国古代为什么有两种“亿”？为什么质量的基本单位是“千克”而不是“克”？为什么圆周率的平方和重力加速度的值这么接近？为什么没有一个叫“爱因斯坦”的单位？为什么美国不用公制单位？为什么中国的市制单位和公制单位这么容易换算？为什么要对国际单位制进行重新定义？

本书将从历史、科学、趣味知识与工具书等多个方面，对“计量单位”这一看似无比熟悉、实际上却蕴含着无数奥秘的话题，做一个全面的介绍。书中会讲述计量单位的“前世今生”，剖析与每个人的生活息息相关的米、千克、秒背后的故事，也会把上面这些问题的答案一一道来。

通过本书，你不仅能了解人类从度量自己的身体到度量整个宇宙的计量单位进化史，也能了解许多课堂上学不到的科学“冷知识”，你会对这些从小到大使用了无数次的单位产生全新的认识。书中还提供了丰富的图表和详尽的附录，让你在阅读之余，还能在需要时查询与各式各样的单位有关的信息和资料。

前言

我们为什么谈论“单位”

2018年11月16日，在法国巴黎的第26届国际计量大会上，与会代表通过投票，一致通过了国际单位制的重新定义方案。2019年5月20日起，新的定义方案正式生效。而保存在巴黎国际计量局的国际千克原器（俗称“大K”），在这一天正式完成了其历史使命。

这个新闻在当时的科学界引起了非常大的反响，但它对平民大众的生活会有什么影响呢？除了我们的中学、大学课本得修改，很难说它会对我们的日常生活产生什么直接的影响。毕竟谁在厨房里做菜时，会思考“一摩尔”的食盐应该怎样定义呢？

其实我们不妨换一个角度来看这个问题。“单位”对于我们每个人来说，已经是习以为常的东西，我们从小到大都在理所当然地使用它，我们甚至能根据生活经验判断出一个“一米八”的人究竟是多高，“一公里”的路程大概有多远，“三十摄氏度”的天气会有多热，等等。我们从来不需要去思考“米”“公里”“摄氏度”是怎么来的，我们只是按从小到大的习惯不停地使用它们而已。我们会在物理课上见到“小球质量500克”，也会在超市里看到“每500克××元”的标价，我们只是在自然而然地使用“克”而已。

不过，在上大学的时候，我第一次碰到了不那么“自然”的单位，这种“不自然”甚至到了使我怀疑人生的程度。为什么呢？当时在学习一门工科专业课，我们用到了一本美国原版的教材，打开那本书时，映入眼帘的却是一个个怪异的符号——你肯定猜到了，那本书使用了一大堆ft、lb、℉、gallon等英制单位，于是我们得不停地从课本附录里查换算表，在计算器里敲入一个个莫名其妙的数字，还要不停提防中间哪一步换算错了。

我记得那个时候印象最深的，是课本上的“lbmol”这个单位，当时大概用了半个学期才弄懂这“磅摩尔”到底是什么东西——它表示如果CO2的相对分子质量是44，一个“磅摩尔”CO

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的质量就是44磅，但这时阿伏伽德罗常数就不是6.02×10

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了。

后来我才了解到，当今的美国主要使用的并不是我们过去学过的那些单位，过去在电子辞典中无意间翻到的“单位换算”功能里冒出的那一大堆闻所未闻的东西，就是美国人现在主要使用的单位。但为什么美国的这些单位如此怪异？我还记得那时我看到的有人对美国单位制的吐槽——

为什么1 mile=5280 foot？大概是因为制定这个单位的人被一头骡子（mule）踢了5280脚，结果还被踢糊涂了，把骡子记成了“mile”。

后来我到美国读研究生，却发现这里的实际情况与我所想的并不一样。我曾以为在美国上课、写作业需要不停地换算单位，兴许还要背摄氏度与华氏度换算规则、英制重力加速度或气体常数之类的公式或数字，可实际上，我一点也没被这些奇怪的换算困扰——因为用到的大多是公制，即便偶尔有英制，换算也就是一两步。