法国，塞夫尔*——我最喜欢千克的地方在于它的实在感，它由闪亮的铂铱合金构成的坚 solid、雕塑般的形态。我指的是不仅是任何一个千克，而是居住在这里的那个典范——也就是1879年创造的、作为官方质量标准的国际千克原器，或称IPK。它是一个光滑的合金圆柱体，高仅一英寸半，直径也仅一英寸半。尽管身材矮小，但IPK的密度必然很高；它的重量为2.2046磅。如果你去拿起它，你可能会觉得有人为了开玩笑把它粘在了桌子上。即使你知道会是什么样的，它紧凑的重量仍然会让你感到震惊。
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当然，他们不会让你去拿它。他们甚至不会让你靠近它。如果你碰了它——如果你只是朝它呼了一口气——你就会改变它的质量，那样我们该怎么办？这就是为什么IPK要过着如此受保护的生活。它被保存在国际计量局（BIPM）位于圣克卢公园飞地的安全房间里，在一个温度和湿度控制的金库中，置于三重钟罩之下。如此保护之下，它主宰着全世界的测量。每一堆豆子，每一块煤炭，每一毫克药物——总之，任何可以称重物质的任何数量——都必须与这个物体进行比对。IPK本身就是国际单位制（International System of Units）对质量的定义。通过复杂的传播协议，千克的本质从IPK转移到世界各地标准实验室的对应物，再从那里转移到工业和科学研究中心，最终出现在杂货店、邮局和家家户户的浴室里。尽管我前来拜访IPK，但我甚至连瞥一眼这个东西的机会都没有。我也看不到它的六个官方复制品之一，因为它们与原型一起被严密保管。我只能满足于复制品——满足于填充理查德·戴维斯（Richard Davis）的超净实验室的工作标准，他是一位在巴黎的美国物理学家，在过去15年里一直担任BIPM质量部门的主管。戴维斯戴着手套，穿着工作服，外套是他的便服，脚上套着蓝色的纸靴套，头上戴着网帽。在他周围，各种形状和材质的千克砝码放在彩色盘子上，盖着玻璃钟罩，就像 assortment of fine cheeses。它们是从其他国家运来的，与IPK进行比较。“那个属于爱尔兰，”戴维斯说，他指着一个放在红色盘子上的不锈钢千克砝码。成员国——《米制公约》的签署国——向BIPM缴纳会费，用于支付对其国家参考标准的定期检查费用。根据BIPM谨慎的重复比较称量制度，校准一个千克至少需要四天。理论上，来访的千克可以在一周后回家，但它们通常会在实验室待上几个月，以适应新环境的热稳定，经过BIPM方法清洗，并通过反复试验证明自己是值得尊敬的质量大使。然而，考虑到每一次测量都存在微小的不确定性，在这些国家标准离开时附带一份校准证书，说明它们与IPK的比较结果以及精确的校正因子，这些重复是必不可少的。在往返巴黎的途中，来访的千克们都鄙视普通的交通方式。来自马里兰州盖瑟斯堡美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology）质量与力学部门的负责人泽娜·贾布尔（Zeina Jabbour）最近将美国的两个千克砝码带到这里进行校准。她自己随身携带了一个用特制箱子装着的、几乎被手铐绑在手腕上的相机包，并将另一个托付给了一位乘不同航班的同事。（“这样，万一其中一个人出了什么事。”）她的航班在戴高乐机场着陆后不久，她就直接打车去了市中心的BIPM，直接与戴维斯进行了交接。*数据线错误地显示为“Sèvres Cedex, France”。返回更正后的数据线。戴维斯在用一对称为“起重器”的宽口镊子拿起千克砝码之前，会用一支细尖的刷子 flick off 疑似的灰尘颗粒。（“我妻子是画家。”）他通过对刷毛进行脱脂处理，并用塑料覆盖其金属套筒，对艺术家的刷子进行了修改，以便于他的目的，“这样如果你不小心碰到了千克砝码，你就不会刮伤它。”在一个精确到小数点后10位的平衡器上，一个刮痕就会被计入。戴维斯在一个密封的腔室里，用三个也由不锈钢制成的BIPM工作标准来测试爱尔兰的千克砝码。他不会称量铂铱标准品，因为不锈钢砝码的密度只有其三分之一，因此体积是其三倍，会排开更多的空气。“你必须进行空气浮力校正，这几乎相当于十分之一克，”他解释道。“这太大了。”虽然戴维斯是IPK的官方守护者，但他自己也很少见到原始的prototype，因为它过于珍贵且易受损坏，无法持续使用。在其一个多世纪的生命中，IPK只出现过三次用于“活动”任务，最近一次是在1988-1992年，当时它参与了对《米制公约》所有51个成员国千克原器的正式验证。然而，在那次活动中，IPK本身却被发现存在缺陷。尽管有所有的保护措施和精密的程序，它却神秘地发生了变化。没人能说清楚IPK是变轻了（也许是由于其内部最初困住的气体逐渐逸出），还是大多数原器变重了（可能由于积累了大气污染物）。在一百年的时间里，这种差异大约是30微克——即千克的300亿分之一。（想象一下，1000万美元的硬币堆中少了30美分。）这种令人担忧的不稳定性正在推动全球重新定义千克的努力，以便质量不必依赖于存储在保险库中的某种人造物品的安全或稳定性。事实上，不仅仅是质量在摇摆不定，因为千克还与其他三个国际单位制（SI）的base units相关联，即安培、摩尔和坎德拉。几个更多的量——包括密度、力和压力——又从千克推导出来。其他19世纪的测量制品很早就被淘汰了，转而采用自然界的基本常数。例如，在1983年，描述米长度的铂铱棒被一个新的基准所取代：一米现在被定义为光在真空中在1/299,792,458秒内传播的距离（一秒是铯-133原子在其基态的两个超精细能级之间振荡9,192,631,770次所需的时间）。这些数字无法让普通人真正了解所涉及的数量，但对于计量学家——专攻测量学的人——来说，这些基于物理学的等价物具有永久性和可重复性的优势。一种正在争夺取代IPK的不变量是普朗克常数，它可以通过一种称为瓦特平衡的实验装置来确定。或者，研究人员可能成功地用阿伏伽德罗数（它与单个原子的不变质量相关）来表示质量，前提是他们能够计算出硅-28晶体中的原子数量。但是，这些复杂且昂贵的尝试都不太可能在原定于2011年举行的下一次国际计量大会之前产生新的标准。目前，国际千克原器仍然屹立在计量学的最后前沿。
