国际单位的重新定义

**國際單位制基本單位的新定義**於 2019 年 5 月 20 日《公尺制公約》144 週年紀念之日生效。根據新定義，公斤、安培、克耳文及莫耳四個基本單位改為以固定物理常數的精確值的方式定義，這些常數分別為普朗克常數（_h_）、基本電荷（_e_）、波茲曼常數（_k_B）及亞佛加厥常數（_N_A）；秒、公尺和燭光此前已經以固定物理常數值的方式定義，它們的新定義在舊定義的基礎上作了修正。這些定義上的改變都以不變動基本單位的數值為前提，如此確保之前的各種測量數值可以繼續使用，不受影響。在過去幾十年內，科學家致力於研發精確測量物理常數的實驗方法，直到 2018 年，國際度量衡委員會（CIPM）終於認為實驗條件成熟，向國際度量衡大會提交了修改國際單位制定義的提案。:23 提案在 2018 年 11 月第 26 屆國際度量衡大會（CGPM）上一致通過。

此前，公制曾在 1960 年大幅改動，國際單位制（SI）正式面世。公尺的定義曾歷經根本性的變更：其原先定義為國際公尺原器的長度，後改為氪 - 86 某特定譜線的波長的倍數。此後，公尺的定義可以從測量自然現象而得，不再依賴於個人造物件。然而，公斤仍然定義為國際公斤原器的質量，是當時國際單位制中唯一仍受人造物件定義的單位。當時，國際單位制以七個基本單位為基礎，它們的十進制冪則用於定義其他所有單位。2019 年的新單位制則以七個物理常數為基礎，所有單位都能從這些物理常數直接定義。「基本單位」不再是一個必需的概念，但在新單位制中予以保留。

公制是國際單位制的前身，其設計初衷是，所有單位都應能從不變的自然現象中推導而得，但由於現實測量技術上的局限性，單位的實際定義只能依賴於人造物件。1799 年公制在法國面世時，科學家分別製造了國際公尺原器和國際公斤原器作定義之用。儘管這兩件原器的設計均以長期穩定不變為原則，這些原器及其複製品之間還是隨時間出現了細微的質量差異。科學進步必將超越這些原器所能提供的準確度，因此尋找新的定義取代它們成為了當務之急。另外，雖然一些單位是以自然現象定義，但這些現象不容易準確測量（如水的三相點曾用於定義克耳文）。2019 年的新定義對這類單位做了改動，並淘汰了人造原器，自此所有單位都以可以準確測量的物理常數來定義。

## 背景

在 1791 年至 1960 年間，國際單位制的基本結構經歷了約 170 年的發展。1960 年以後，隨著科技的日益進步，國際單位制的諸多缺陷也得到了一步步解決。

### 國際單位制的發展

法國革命早期，國民制憲議會的幾位領袖決定設立一套以邏輯和自然現象為基礎的新計量系統。公尺被定義為從北極至赤道距離的一千萬分之一，公斤則被定義為一立方公尺純水質量的千分之一。雖然這些定義意味著這些單位不再受強權一手掌握，但它們測量不易，使用不便。在現實使用上，分別以公尺原器（法語：mètre des Archives）和公斤原器（法語：kilogramme des Archives）作為這些單位的定義標準。

到 1875 年，歐洲和拉丁美洲社會已廣泛使用公制，二十個工業已開發國家簽署《公尺制公約》，設立了三個國際組織，負責保管國際公尺原器和國際公斤原器，並監督各國原器的比對和校準。這三個國際組織分別為：

* 國際度量衡大會（法語：Conférence générale des poids et mesures）：每四至六年舉辦一次，由各成員國代表組成，目的是討論與國際單位制推廣和改進有關的各項安排，以及對新的計量學測量數值進行審核。
* 國際度量衡委員會（法語：Comité international des poids et mesures）：由十八名國際度量衡大會選出、來自不同國家的科學家組成，每年在國際度量衡局召開會議，並對國際度量衡大會提出行政上和技術上的建議。國際度量衡委員會以下有若干附屬委員會，其中的單位顧問委員會負責向國際度量衡委員會提供和計量單位有關的建議。
* 國際度量衡局（法語：Bureau international des poids et mesures）：負責保管國際公斤原器，並定期將各國的公尺和公斤原器與國際公斤原器進行比較。國際度量衡局是國際度量衡大會和國際度量衡委員會的秘書處。

1889 年第一屆國際度量衡大會正式採納 40 個公尺原器和 40 個公斤原器作為《公尺制公約》所規定的定義基準，原器均由英國莊信萬豐公司製造。國際度量衡大會隨機選出各一個作為國際原器，再保留幾個作為複製品，其餘的則分配到各個成員國作為國家原器。每隔 40 年左右，各國的原器須與國際原器校對。

《公尺制公約》在 1921 年修訂，規定國際度量衡大會除質量和長度外，亦須為其他計量單位設立標準定義。國際度量衡大會在 1946 年訂立了電流、光度的標準定義，後來再於 1948 年、1956 年和 1971 年分別訂立了溫度、時間和莫耳質量的標準。1948 年第九屆國際度量衡大會委派國際度量衡委員會為一種單一整合、能供遵守《公尺制公約》的世界各國使用的單位制提出建議。國際度量衡委員會在 1960 年第 11 屆大會上提交了這份建議書，大會正式通過議案，並將新的統一計量系統稱為國際單位制（法語：Système International d'Unités，簡稱 SI）。

### 重新定義的必要性

在 2019 年之前，國際單位制曾經經歷過多次重新定義。1960 年第 11 屆國際度量衡大會將公尺重新定義為氪 - 86 某一特定譜線波長的倍數，並淘汰先前的公尺原器。1967 年第 13 屆大會將秒重新定義為銫 - 133 原子在基態下的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射波動週期的倍數，取代原先基於地球自轉週期的定義。1983 年第 17 屆國際度量衡大會又再次重新定義公尺：先固定光速在公尺每秒單位下的準確數值，然後利用秒來定義公尺。

各個公斤原器從製成至今，質量都已有所變化。以國際公斤原器為準，它們每年的質量改變幅度在 2×10−8 公斤以下。沒有任何方法能判斷，究竟是這些複製品的質量有所提高，還是國際公斤原器本身質量有所降低。質量漂移的可能原因包括，原器吸收了汞蒸汽，或受到了碳化合物的污染。在 1999 年第 21 屆國際度量衡大會上，專家敦促各國研究出一種不以某件實物為基準的公斤定義方法。計量學家一共提出了多種依賴基礎物理常數的定義方法，其中的亞佛加厥計劃和基布爾秤（在 2016 年之前稱為瓦特秤）都能夠間接但精確地測重。

2007 年，測溫法顧問委員會向國際度量衡委員會提交了一份研究報告。報告指出，當時的克耳文定義並不能有效適用於 20 K 以下或 1300 K 以上的溫度。報告認為波茲曼常數比三相點更適合作為測溫的基礎，因為前者在更大的溫度範圍內仍然適用。

2007 年第 23 屆國際度量衡大會上，大會要求國際度量衡委員會研究如何利用物理常數來定義所有的計量單位，從而淘汰當時所用的人造原器。國際純粹與應用物理學聯合會（IUPAP）在翌年表示支持這一建議。2010 年 9 月，單位顧問委員會在英國雷丁召開會議，原則上通過了《國際單位制手冊》的修訂草案。單位顧問委員會在同年 10 月向國際度量衡委員會提交草案，但後者認為，第 23 屆大會所定下的條件還沒有被滿足，所以暫時不建議對國際單位制做任何修訂。在一年後召開的第 24 屆大會上，國際度量衡委員會提出決議，從原則上同意國際單位制的新定義，但新定義仍有待具體細節落實後才可生效。大會通過了此項決議，第 25 屆大會也從 2015 年提早至 2014 年召開。2014 年 11 月 20 日第 25 屆大會上，專家承認在必要條件上有所進展，但條件並未完全達到，因此這屆會議不會通過國際單位制的修訂議案。直到 2017 年，各常數測量方法的精確度終於能夠滿足大會定下的條件，國際單位制的修訂議案因此在 2018 年 11 月 13 至 16 日的第 26 屆國際度量衡大會上成功通過。

## 新定義

1983 年，公尺的定義改為以固定光速的準確數值為基礎推算而得。建立在這一原則上，單位顧問委員會和國際度量衡局提倡固定以下四個常數的準確數值，從而得出基本單位的定義：

* 普朗克常數（h）固定為 6.62607015×10−34 焦耳・秒（J⋅s）；
* 基本電荷（e）固定為 1.602176634×10−19 庫侖（C）；
* 波茲曼常數（k）固定為 1.380649×10−23 焦耳每克耳文（J⋅K−1）；
* 亞佛加厥常數（_N_A）固定為 6.02214076×1023 個每莫耳（mol−1）。

2006 年版《國際單位制手冊》就已有描述這幾個常數，但在此版本中後三個常數被定義為「由實驗所得的常數」，而不是「定義所用的常數」。

以下常數的數值則應繼續保持不變：

* 光速（_c_）固定為 299792458 公尺每秒（m⋅s−1）；
* 銫 - 133 原子在基態下的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射頻率（Δ_ν_Cs）固定為 9192631770 赫茲（Hz）；
* 頻率為 540×1012 Hz 的單色輻射的發光效率（_K_cd）固定為 683 流明每瓦特（lm⋅W−1）。

根據第 9 版《國際單位制手冊》，將以上七項定義中的導出單位（焦耳、庫侖、赫茲、流明及瓦特）以基本單位（秒、公尺、公斤、安培、克耳文、莫耳、燭光）重新表示，如下。以下 sr 表示立弳，是一個無因次單位。

* Δ_ν_Cs = Δ_ν_(133Cs)hfs = 9192631770 s−1
* _c_ = 299792458 m⋅s−1
* _h_ = 6.62607015×10−34 kg⋅m2⋅s−1
* _e_ = 1.602176634×10−19 A⋅s
* _k_ = 1.380649×10−23 kg⋅m2⋅K−1⋅s−2
* _N_A = 6.02214076×1023 mol−1
* _K_cd = 683 cd⋅sr⋅s3⋅kg−1⋅m−2

在新定義下，國際公斤原器被正式淘汰。公斤、安培和克耳文的定義完全改變，莫耳的定義也有所修訂。這些改變會影響到基本單位的定義，但不會影響導出單位的表達形式。

## 對基本單位定義的影響

根據單位顧問委員會的提案，所有基本單位的定義都有所修改或重寫，定義的主要對象從基本單位轉移到物理常數的值。以基本單位為定義對象，也就是取該單位的某個現實範例作為其定義標準，例如英格蘭國王愛德華二世在 1324 年把三顆大麥粒之長定義為一英寸，以及自 1889 年起以國際公斤原器的質量作為一公斤的定義。相對之下，以物理常數的值作為定義對象，也就是先把一些自然界物理常數固定成某個特定的數值，再指定基本單位與這些常數之間的關係，例如在 1983 年，光速被固定為每秒 299792458 公尺，由於已經有了秒的定義，所以一公尺的確切長度就可以推算得出。下文為每個基本單位分別列出 2019 年以前的定義及 2019 年生效的新定義。

### 秒

秒的定義沒有重大改變，只是其重點從單位本身轉移至物理常數的固定值。

* **舊定義：**一秒等於銫 - 133 原子在基態下的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的 9192631770 個週期的時間。
* **2019 年定義：**秒，符號為 s，國際單位制時間單位。其定義是，將銫 - 133 原子不受擾動的基態超精細能級躍遷頻率 Δ_ν_Cs 的值固定為 9192631770 赫茲，赫茲等於 s−1。

秒和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 s = 9192631770/Δ_ν_Cs

### 公尺

公尺的定義沒有重大改變，只是表達的語言更為嚴謹。

* **舊定義：**光在 1/299792458 秒內在真空中行進的距離。
* **2019 年定義：**公尺，符號為 m，國際單位制長度單位。其定義是，將真空中的光速 c 的值固定為每秒 299792458 公尺，秒是以銫頻率 Δ_ν_Cs 來定義的。

公尺和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 m = 9192631770/299792458_c_/Δ_ν_Cs

### 公斤

公斤的定義有根本性的改變。舊定義依賴於人造國際公斤原器，新定義則是用普朗克常數得出某特定頻率的單個光子的能量，再用質能等價原理得出該光子能量所等同的質量。

* **舊定義：**公斤是質量單位。一公斤等於國際公斤原器的質量。
* **2019 年定義：**公斤，符號為 kg，國際單位制質量單位。其定義是，將普朗克常數 h 的值固定為 6.62607015×10−34 J⋅s，J・s 等於 kg⋅m2⋅s−1，其中的公尺和秒是以 c 和 Δ_ν_Cs 來定義的。

以上的新定義還可以這樣等價地表達：一公斤等於和頻率總和為 1.356392489652×1050 赫茲的一組光子具有相同能量的物體的靜止質量。

公斤和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 kg = (299792458)2/(6.62607015×10−34)(9192631770)_h_Δ_ν_Cs/_c_2

一些推導單位和各常數之間的關係如下：

　
: 1 J⋅s = _h_/6.62607015×10−34

　
: 1 J = _h_Δ_ν_Cs/(6.62607015×10−34)(9192631770)

　
: 1 W = _h_(Δ_ν_Cs)2/(6.62607015×10−34)(9192631770)2

　
: 1 N = 299792458/(6.62607015×10−34)(9192631770)2_h_(Δ_ν_Cs)2/_c_

### 安培

安培的定義有根本性的改變。舊定義在現實中不容易應用，新定義則易明易用。

* **舊定義：**在真空中相距一公尺的兩根橫截面為圓形、粗度可忽略不計的無限長平行直導線，各通上相等的恆定電流，當兩根導線之間每公尺長度所受力為 2×10−7 牛頓時，各導線上的電流定義為一安培。
* **2019 年定義：**安培，符號為 A，國際單位制電流單位。其定義是，將基本電荷 e 的值定義為 1.602176634×10−19 庫侖，庫侖等於 A⋅s，其中的秒是以 Δ_ν_Cs 定義的。

安培和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 A = _e_Δ_ν_Cs/(1.602176634×10−19)(9192631770).

以上的新定義等同於把一庫侖定義為基本電荷的倍數：

　
: 1 C = _e_/1.602176634×10−19

舊定義提到了力的單位，而力的因次是 MLT−2，因此必須先定義公斤、公尺和秒之後，才能定義安培。在舊定義下，真空磁導率（_μ_0）的準確值固定為 4_π_×10−7 H⋅m−1。由於光速（_c_）的準確值也是固定的，所以根據以下公式

　
: $c^{2}={\frac {1}{\mu _{0}\varepsilon _{0}}}$ ，

　
: $Z_{0}={\sqrt {\frac {\mu _{0}}{\varepsilon _{0}}}}$

真空電容率（_ε_0）和自由空間阻抗（_Z_0）都有固定的準確值。

在新定義下，安培的定義不再提到公斤和公尺，但仍然依賴於秒的定義。另外，真空磁導率、真空電容率和自由空間阻抗的數值不再是固定的，而是會隨實驗改變，並帶有不確定度。例如，真空磁導率的相對不確定度與精細結構常數 _α_ 相同。根據 CODATA 2018，_α_ 的標準相對不確定度為 1.5×10−10。

一些推導單位和各常數之間的關係如下：

　
: 1 V = 1.602176634×10−19/(6.62607015×10−34)(9192631770)_h_Δ_ν_Cs/_e_

　
: 1 Wb = 1.602176634×10−19/6.62607015×10−34_h_/_e_

　
: 1 Ω = (1.602176634×10−19)2/6.62607015×10−34_h_/_e_2

### 克耳文

克耳文的定義有根本性的改變，不再用水的三相點，而是固定波茲曼常數的準確值。

* **舊定義：**克耳文，熱力學溫度單位，等於水的三相點熱力學溫度的 1/273.16。
* **2019 年定義：**克耳文，符號為 K，國際單位制熱力學溫度單位。其定義是，將波茲曼常數的值 k 固定為 1.380649×10−23 J·K−1，J·K−1 等於 kg⋅m2⋅s−2⋅K−1，其中的公斤、公尺和秒是以 h、c 和 Δ_ν_Cs 定義的。

克耳文和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 K = 1.380649×10−23/(6.62607015×10−34)(9192631770)_h_Δ_ν_Cs/_k_

### 莫耳

莫耳的舊定義依賴於公斤的定義，新定義則不再提到公斤，而是直接固定一莫耳物質所含的粒子數目。

* **舊定義：**一莫耳物質所含的基礎單元數量相等於 0.012 公斤碳 - 12 所含的原子數量。當使用莫耳時，必須指定基礎單元是原子、分子、離子、電子還是其他粒子或粒子集體。
* **2019 年新定義：**:22 莫耳，符號為 mol，國際單位制物質量單位。一莫耳所含的基礎單元數量等於 6.02214076×1023 個。此數字稱為亞佛加厥數，是亞佛加厥常數 _N_A 以 mol−1 單位表達時的固定值。

莫耳和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 mol = 6.02214076×1023/_N_A.

新定義意味著，12C 原子質量、原子質量單位（又稱道爾頓）、公斤及亞佛加厥常數之間的關係不再成立。以下兩句陳述之中，有一句必須改變：

* 一顆 12C 原子的質量等於 12 道爾頓；
* 與一道爾頓質量相同的克數等於亞佛加厥常數，即 1 g/Da = 1 mol ⋅ _N_A。

根據第 9 版《國際單位制手冊》，第一句仍然成立，也就是第二句不再成立。莫耳質量和相對原子質量之比（又稱莫耳質量常數）曾經是 1 g/mol，但在新定義下不再是這個數值，但仍然極為相近。《國際單位制手冊》附錄 2 寫道：「碳 - 12 的莫耳質量 _M_(12C) 等於 0.012 kg⋅mol−1，其相對不確定度與 _N_A_h_ 的相對不確定度相同，在此決議通過時為 4.5×10−10。數值在未來將通過實驗測量而得。」這句話沒有提到道爾頓，而且和以上兩句陳述都不矛盾。

### 燭光

燭光的定義沒有重大改變，只是它所依賴的公斤、公尺和秒有所改變。

* **舊定義：**頻率為 5.4×1014 Hz 的單色光源在特定方向輻射強度為 1/683 W/sr 時的發光強度。
* **2019 年定義：**燭光，符號為 cd，國際單位制中某特定方向發光強度的單位。其定義是，將頻率為 540×1012 Hz 的單色輻射的發光效能 _K_cd 固定為 683 lm⋅W−1，lm⋅W−1 等於 cd⋅sr⋅W−1，即 cd⋅sr⋅kg−1⋅m−2⋅s3，其中的公斤、公尺和秒是以 h、c 和 Δ_ν_Cs 定義的。

燭光和定義所用常數之關係如下：

　
: 1 cd = 1/683(6.62607015×10−34)(9192631770)2_K_cd_h_(Δ_ν_Cs)2/sr

## 可重現度

國際單位制的七個基本單位均以固定數值的常數定義，其中六個為自然界物理常數，一個為表達個數的常數。定義所用到的常數共有七個，但除了秒和莫耳以外，其他基本單位與常數之間並沒有一對一的關係，而是需要多個常數相互結合而得。

科學家在設計新國際單位制的時候，可選擇做定義標準的物理常數不止六個。例如，只要長度和時間單位確定後，萬有引力常數 _G_ 從因次分析的角度來說也可以用做質量單位的定義標準。不過事實上 _G_ 的測量不確定度約為 10−5，意味著公斤定義的最高可重現度約為 10−5。相比之下，國際公斤原器質量的測量可重現度為 1.2 × 10−8。新定義選用物理常數的條件是，常數的測量不確定度必須很低，而且測量方法必須盡可能獨立於其他所用常數。在正式定義以外，國際度量衡局還研發了一套可供實現定義的實用方法，但這些實用測量方法並不屬於正式定義的一部分。

## 採納過程

國際度量衡委員會的不少工作，都是由附屬其下的不同顧問委員會所負責。其中，單位顧問委員會負責提出單位重新定義的方案，其他顧問委員會則對方案提出建議。在接受單位顧問委員會的方案之前，必須先滿足以下條件：

* 在公斤的重新定義方面，須進行三個測量普朗克常數的不同實驗，每個實驗的 95% 相對不確定度均在 5×10−8 以內，其中一個實驗須比 2×10−8 更加準確。這些實驗須包括基布爾秤和亞佛加厥計劃，兩者結果必須一致。
* 在克耳文的重新定義方面，分別用聲氣測溫法和介電常數氣體測溫法測量波茲曼常數，相對不確定度均在 10−6 以內，實驗結果須經其他實驗證實。

2011 年 3 月，國際亞佛加厥協調小組達到了 3.0×10−8 的不確定度，而美國國家標準技術研究所則達到了 3.6×10−8 的不確定度。2012 年 9 月 1 日，歐洲國家計量學研究所聯會正式啟動項目，目的是把基布爾秤和亞佛加厥計劃之間的相對差從 (17±5)×10−8 降低至 2×10−8 以內。2013 年 3 月，重新定義後的國際單位制被稱為「新 SI」，但有科學家認為，由於新制用到了原子尺度上的量子現象，因此應更準確地稱為「量子 SI」。

CODATA 於 2016 年發佈了直至 2014 年底所測得的基本物理常數之建議值。所有測量皆符合國際度量衡大會的條件，重新定義的時機終於成熟，只待 2018 年末的下一屆國際度量衡大會。2017 年 10 月 20 日，國際度量衡委員會第 106 次會議正式採納了國際單位制修正草案，並呈交至第 26 屆國際度量衡大會投票決議。同日，:22CODATA 基礎常數任務組發表了 2017 版常數測量值，不但列出了四個即將用於定義國際單位制的常數的不確定度，還列出了新制下他們所建議的固定精確值。2018 年 11 月 16 日，國際度量衡大會一致通過提案，國際單位制新定義於 2019 年 5 月 20 日正式生效。

## 顧慮

2010 年，澳洲聯邦科學與工業研究組織科學家馬庫斯・福斯特（Marcus Foster）發表了一篇評判國際單位制的論文。論文提到了國際單位制的一些基本問題，如 Ω 等符號輸入不便，單位制所用的計量學概念缺乏嚴謹的數學表述，等等。他還認為，新制所保留的燭光和莫耳並非真正的基本單位。

### 以單位還是常數為定義對象

有科學家對以常數為對象的單位定義方法提出質疑，認為如果不以某個實例來直接定義單位，會有不理想的後果。在新定義下，要得出一公斤質量，無法再直接測量國際公斤原器，而是必須先測量普朗克常數 _h_，然後運用狹義相對論和量子力學原理進行換算。相反，安培的新定義卻比舊定義更接近於「某個實例」。先前的定義提到帶電流的平行直導線之間的力，但量子尺度和古典宏觀尺度下的電磁交互作用並不相同，所以有科學家認為，用宏觀現象來定義在量子尺度上所用的計量單位，有失妥當。

### 質量與亞佛加厥常數

自從科學家在 2005 年發現國際公斤原器和各個國家公斤原器之間出現了質量偏差，科學界就開始討論公斤應該如何定義的問題。脫穎而出的定義方法共有兩個。第一，通過固定亞佛加厥數，經亞佛加厥計劃測量單個矽 - 28 原子的質量，從而直接定義公斤。第二，利用基布爾秤精確地測量普朗克常數，通過推算定義公斤。有科學家批評，新單位制選擇了第二種定義方法，斷開了原先莫耳、公斤、道爾頓和亞佛加厥常數（_N_A）之間的緊密關係。另外有不少學者認為，莫耳並不是一個真正的計量單位，而只不過是個比例因子。

第 8 版《國際單位制手冊》把道爾頓定義為單個 12C 原子的質量，並以道爾頓和公斤來定義亞佛加厥常數。沿用新定義的第 9 版《手冊》則固定亞佛加厥常數的值，並保留道爾頓的定義，但道爾頓和公斤之間的關係就必須斷開。

1993 年，國際純化學和應用化學聯合會（IUPAC）認可道爾頓為等同於原子質量單位的單位，國際度量衡大會也接著在《國際單位制手冊》中收錄了道爾頓。公斤和莫耳的新定義生效後，第 9 版《手冊》仍然將道爾頓視為和原子質量單位相等的單位，兩者皆等於單個碳 - 12 原子質量的 1/12，此定義完全獨立於公斤的定義。美國艾克朗大學科學家布萊恩・倫納德（Brian Leonard）曾在 2012 年提出，道爾頓（Da）應該用以下公式定義：_N_A = (g/Da) mol−1，而原子質量單位（_m_u）則應繼續等於碳 - 12 原子質量，也就是道爾頓不再等同於原子質量單位，兩者的相對差約為 10−10。

### 溫度

不同溫度範圍須用到不同的測溫方法：室溫附近的溫度可以用溫度計中液體的熱脹冷縮測得，更高的溫度則往往通過黑體輻射的顏色推算。沃伊切赫・T・黑拉（Wojciech T. Chyla）在《波蘭物理學會期刊》上發表論文，從哲學的角度審視國際單位制的結構，認為溫度並不是一個真正的基本單位，而只是一組粒子的平均熱能。論文指出，不少理論物理論文都將溫度（或其倒數）寫作 Θ 或 _β_：

　
: $\Theta =kT;\ \ \ \beta ={1 \over kT}$ ，

其中 _k_ 是波茲曼常數。不過黑拉也承認，溫度在宏觀世界裡還是起到了基本單位的作用，是熱力學中不可或缺的概念。

在測溫法顧問委員會於 1990 年所公佈的實用測溫方法中，要測出極低和極高的溫度，都須先測量其對應的能量，然後用波茲曼常數進行換算。

### 發光強度

福斯特認為，以燭光（cd）為單位的發光強度並不是一個物理量，而是光生物學中和人類視覺有關的量，因此燭光不應該被視為基本單位。1979 年，科學界轉為用光通量（Φ）來定義各種光度學單位，取代了先前使用的發光強度（I）。但在此之前，就有不少科學家質疑光度學是否真的需要一個特別的基本單位。此外，科學界已經公認，流明（lm）是比燭光更為基礎的單位。然而為了國際單位制的連貫性，新制仍保留了燭光這一基本單位。

## 參見

* 國際單位制
* 物理常數
* 國際單位制基本單位
* 國際單位制可並用單位

## 備註

## 參考資料

## 延伸閱讀

* International Bureau of Weights and Measures, SI Brochure: The International System of Units (SI) (PDF) 9th, 2019-05-20 [2020-05-21], ISBN978-92-822-2272-0, （原始內容存檔 (PDF) 於 2020-05-19）
* International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Input data for the special CODATA-2017 adjustment. Metrologia Updated. 2017-08-10 [2017-08-14]. （原始內容存檔於 2018-10-05）.

## 外部連結

* 國際度量衡局有關國際單位制新定義的網頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）、常見問題網頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）