1791年规定：1立方分米的纯水在4℃时的质量,并用铂铱合金制成原器,保存在巴黎,后称国际千克原器.1901年第3届国际计量大会规定：千克是质量(而非重量)的单位,等于国际千克原器的质量.千克用符号kg表示.千克力是工程技术中常用的计力单位,规定为国际千克原器在纬度45°的海平面上所受的重力.符号为kgf.

　　图片说明：纯硅28晶体

　　（图片来源：JosefZens,InstituteforCrystalGrowth）

　　众所周知,现今的“一千克”重量是以保存在法国巴黎的一块铂铱合金为基准的.不过,科学家注意到,经过大约100年,合金中的原子得失有可能引起大约0.1毫克的质量改变.所幸的是,随着一块世界上最纯的硅28晶体的诞生,研究人员向着重新定义一千克又迈进了一步.

　　改进重量标准的一种较为理想的方法就是制造一块晶体,使科学家能够精确确定其中的原子类型和数量.换句话说,就是将“一千克”重量与单个原子的质量联系起来,提高基准的精确度.不过,研究人员对于天然硅的尝试表明,利用质谱仪测定硅同位素的比例,引入的误差是较大的.

　　因此,德国柏林晶体生长研究所（InstituteofCrystalGrowthinBerlin）HelgeRiemann领导的小组开始致力于极纯硅晶体的研究.研究人员用了6个月的时间,将一块来自俄罗斯的纯度为99.994%的硅28原材料反复融化除杂,最终于5月23日得到了理想的纯硅28晶体,每1000万个硅28原子中仅含有一个其他原子.

　　这块重5千克的纯硅晶体即将被分割,并在明年制成两块1千克的球体.不过,科学家还需要几年的时间来进行同位素分析、X射线晶体堆积研究以及球体体积的测定,从而精确确定它们的质量.

　　如果一切进展顺利,新“一千克”标准的误差大约只有百分之几毫克.尽管新的硅28晶体仍会随着时间的推移而发生改变,但代表着“一千克”质量的硅28原子数目永远都是恒定且有意义的.

　　值得一提的是,纯晶体并不是科学家尝试的唯一方法.有些研究小组正在通过测定一定质量物体产生的引力和电磁场,来确定新的“一千克”标准.不过,大家努力的目标都是一样的,那就是要将“一千克”的误差减小到0.02毫克.