科学家提出可以用引力场定义国际单位制中的基本单位，如千克、米和秒等。从2019年开始，国际单位制中的基本单位，如千克、米和秒等，迎来了定义方式的革命性变化。这些单位不再依赖某个具体的物体，比如一个用来表示1千克的实物或自然现象，而是完全基于永恒不变的自然界基本常数，它描述的是能量与频率之间的关系。以千克为例，旧的千克定义曾经基于一个存放在法国的铂铱合金圆柱体“国际千克原器”，新的千克用普朗克常数h来定义，这个常数描述的是物质在量子层面的行为。通过基本常数和基布尔天平，千克将质量与电量联系起来，因此，千克的定义现在为：通过普朗克常数h的数值为6.62607015×10 的−34J\cdotps（焦耳·秒）。 德国不莱梅大学物理学教授克劳斯·莱默扎尔和德国自然计量研究所的科学家塞巴斯蒂安·乌尔布里希博士提出，引力也可以用来定义千克等国际基本单位，原因是引力场对质量的作用就像电磁场对电荷的作用。研究人员提出了"引力约瑟夫森效应"和"引力量子霍尔效应"的概念，将测量学的辅助效应从电磁场转移到引力场。引力约瑟夫森效应是把两个超导体放在有引力作用的地方，它们之间的电流会表现出周期性变化。而当一个物体处在引力场中时，某些特殊的量子粒子可能会像电流在量子霍尔效应中那样，沿着某个特定的路径移动，形成量子计量三角。将两个效应结合起来，量子计量三角不仅可以精确应用于计量学，并可用于研究普朗克常数与基本粒子质量的关系。 技术力量认为，用引力场效应来进行国际单位的计量是一种极具创造力的尝试。如果引力场可以像电磁场那样被用于精确测量和定义单位，能够使计量学迈向新的阶段，尤其是是在极端条件下，比如黑洞附近或宇宙早期的环境，引力计量可能具有独特的优势。不过，与电磁场相比，引力场的作用非常微弱，这导致精确测量难度极高。如何实现引力约瑟夫森效应或引力量子霍尔效应还是一个难题。要实现这些量子引力效应，可能需要在极端低温、极高引力梯度的环境下进行，这对实验设备和技术提出了很高要求。不过，随着量子技术和测量精度的不断提高，科学家可能在不久的将来通过新型量子传感器或高精度引力仪器验证这些效应。如果成功，这将为计量学开辟新的领域，并对基础物理学产生深远影响。 信息来源：