公制

公制

公制亦稱“米制”、“米突制”。1858年《中法通商章程》簽定後傳入中國的一種國際度量衡制度。創始於法國。1795年4月7日法國國會議決頒布米突制條例。1840年以後採用米突制的國家逐漸增多。1875年17個國家在巴黎簽訂了米突制公約,於1876年1月1日生效。清光緒三十四年 (1908年)清政府決定用米突制來確定營造尺和庫平兩的數值。1915年北洋政府《權度法》規定米突制與營造尺庫平制平行。1928年國民政府《權度標準方案》採用米突制為標準制,市用制為輔制。實際上在大多數地方和部門未貫徹實行。

發展原則

公制單位在早期有兩個重要的發展原則:

第一項是要十進位以便計算,就十進位而言,兩單位間的換算只要用十的倍數換算即可,可減少其複雜性。

第二項原則是要以一般人普遍可接受之基本單位,以邏輯演算導出其他的單位來,如長度為一般人最易接受之單位,體積單位相當於邊長的三次方,而邊長單位為長度,故體積單位是邊長的三次方。

公制歷史

歷史學家均承認里昂聖保羅大教堂的主教穆通是公制的創始人。穆通在1670年提出易理解的長度和重量的基本單位,以赤道所圍的地球圓周的一分弧長為基本單位,穆通又將基本單位再加以十等分,而又得更小之基本單位。另外,他又由具單位長的單擺得時間的基本單位。

一世紀之後,1790年法國奧頓主教塔列朗提出有關改革重量和測量方面知識的建議,主張根據每秒擺動一次的擺錘常定為基本單位,獲普遍支持。法國科學學會亦加入此一研究行列,並在同年10月27日和翌年3月19日提出研究報告,除建議采十進位制度外;建議採用地球表面的北極到南極距離的千萬分之一為單位長度,即為公尺,源於西臘文本為測量之意思。

法國科學學會除了未定義時間的基本單位外,質量,長度和體積均可由基單位加以導出。這些早期的研究成果幫助後人建立初步的長度標準。

1795年,法國建立了強制性的新單位,同年亦全國實施公制。繼法國後,在十九世紀半葉前,公制已被義大利,荷蘭及西班牙所使用。1880年左右,公制被17個國家列為官方制度,1867年,法國所舉辦的國際性商業展覽會更舉辦了一場有關貨幣,重量和測量系統的國際會議。這是第一次有正式會議在推廣公制的套用。

現代公制

現代公制包括有以下的基本單位:

長度單位:米(m)。一米(亦稱公尺)的定義為氪-86光譜的橘紅色光在真空中的165076373倍;

時間單位:秒(sec)。一秒定義為銫原子擺動9192631770次所經歷的時間;

質量單位:千克(kg)。一千克的標準是存在巴黎國際度量衡局內的一塊鉑銥合金,這是唯一以人工製品定義的基本單位;

溫度單位:開爾文(K)定義為水在三相點之溫度的1/273.16,溫度0K定義為絕對零度。

CGS制

在法國正式將公制單位套用於國內各項事物之測量後,英國科學促進會的標準委員會(BAAS)強調單位制的重要性。符合科學發展的各單位,皆可由最小的基本單位推得。當時最重要的成就就屬牛頓的力學,為配合其發展,促進會建議用公分,公克和秒為基本單位,而構成了公分-公克-秒制(CGS制),學會用公分代替公尺是因水在特溫下,一立方公分的水重為一公克。公尺的標準原型物存於巴黎,公斤亦屬於CGS制,且一公斤即為1000克,一公尺為100公分。

CGS制的產生乃是由已知的力學定律所導出的,如速度的CGS制單位是cm/s,加速度CGS制單位則為cm/s^2,力的CGS制單位為達因(dyne)等。其他的物理單位如動量,功,功率等的CGS制單位可用類似方法導出,後來又發展出MKS制。

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