「公斤」是公制國家日常生活中每天都會用到的度量衡單位，但「1公斤」究竟有多重，又是如何測量得出，卻鮮少有人留意。逾百年來，全球都以1顆如高爾夫球般大小的鉑銥合金砝碼，作為通用的1公斤質量標準。但隨時間推移，這顆「鉑銥公斤原器」的本體受濕度、灰塵等因素影響，使質量出現細微變化，無法進行精確的測量。經過多年討論，國際度量衡大會將於16日投票表決，改以物理常數「普朗克常數」重新定義公斤的單位標準，公斤原器也將功成身退。
國際公斤原器「大K」比黃金還珍貴
在又被暱稱為「大K」（Grand K）的國際公斤原器（IPK）出現之前，法國曾以1公升水溫攝氏4度純水的質量，作為1公斤的標準單位。但是水的密度會因為溫度跟壓力、時間等出現變化，因此國際度量衡大會（CGPM）在1889年通過，將以90%鉑和10％銥打造而成、高度和直徑均為39.17公釐的鉑銥合金圓柱體，定義為1公斤的質量基本單位，並且沿用至今。
為了國際貿易等層面的標準化需求，全球各地的1公斤重量單位，也都是以國際公斤原器為準，各國必須向國際度量衡局（BIPM）購買複製品，並定期送回進行比對，以確保國內質量符合通用標準。台灣也於1995年購置編號第78號的公斤原器，存放於新竹工研院的「國家度量衡標準實驗室」內，並且每10年都會「回娘家」1次進行校正。
國際公斤原器本尊和6個原始複製品被嚴密存放在巴黎近郊賽弗爾（Sèvres）的國際度量衡局總部，放置在需要3副置於不同地點的鑰匙才能打開的保險箱裡，再以3層真空玻璃罩與外界隔絕，只有在各國原器複製品需要校準等極少數的時刻，才會將原件小心翼翼地取出。
公斤是目前僅存唯一以「實體物」定義的單位
在國際單位制（SI）的7個基本單位（時間、質量、長度、絕對溫度、電流、光度、物質量）中，公斤是目前僅存唯一以實體物定義的單位，其餘單位則在經由多次修正後，皆由自然現象所定義。例如，公尺在1960年以前，也是由一根「國際公尺原器」金屬棒表示長度，但現今則將1公尺長度定義為光在「1299,792,458之1秒內於真空中行進的距離」。
即使維安等級堪比稀世珍寶，國際公斤原器的質量仍會隨著灰塵、濕氣以及清潔時沾染的油污，出現非常細微、約1億分之5公斤（略等於1根睫毛）的重量變化。也就是說，理應維持質量不變的公斤原器，百年來的「體重」一直在悄悄變動中。儘管這樣的變化對日常生活並無太大影響，但在失之毫釐、差之千里的科學、工業等領域，公斤原器已不符需求，單位定義的變革勢在必行。
What would we do without accurate units of measurement? On Nov 16, four units will be redefined: the #kilogram, the #ampere, the #kelvin, and the #mole. Weigh cool, right? https://t.co/KQE6h39pX1 #NRCMetrology #SIredefinition #Metrology #Measurement #Kibble pic.twitter.com/1W8avPlwXr
— NRC Canada (@NRC_CNRC) 2018年11月9日
國際度量衡局局長米爾頓（Martin J.T. Milton）接受《美聯社》（AP）採訪時表示：「這是一個值得慶祝的時刻，自國際度量衡局於1875年設立以來，其餘的單位標準都已經過取代與修正，公斤是剩下的最後一個。」米爾頓認為，公斤可謂是「和平的偉大成果」，因為「在這個領域中，世界上所有國家都因同樣的目標聚集在一起。」
新的公斤定義？請以「普朗克常數」計算
由專家組成的國際度量衡委員會（CIPM）建議，將目前國際單位制中由科學家假設的數值去除，全部改由自然界的基礎常數定義，讓全世界測量系統更加精確與穩定可靠。根據此項建議，質量的定義標準修正後，將由物理常數「普朗克常數」（Planck constant，h）的計算取而代之。
「普朗克常數」是量子力學最重要的物理常數，界定能量與頻率的關係，由長度（公尺）、質量（公斤）與時間（秒）決定，既然公尺與秒都已經以光速來定義，因此從「普朗克常數」可以反推出「公斤」的定義。至於「普朗克常數」本身的值，則是由美國「國家標準與技術研究院」（NIST）以「基布爾秤」（Kibble balance）測量，目前的值是「6.626069934(89)×10−34 J⋅s」，精確度達10億分之13（13 ppb）。
除了質量 這些單位定義也要改
在未來，各國無需須再將公斤原器送回法國校正，科學家也有能力用數學計算出精確的公斤數，不用仰賴原器進行測量。米爾頓說，這樣的改變可以應用在計算、製藥、氣候變遷研究及其他需要精密測量的科學領域。根據科學法則，自然常數不會變動，「我們不需要再假設這個物體（公斤原器）是永恆不變的。」英國國家物理實驗室（NPL）的研究員羅賓森（Ian Robinson）表示，重新定義公斤對於全球測量領域甚至整個科學界都是一大邁進，也有助於未來的持續創新：「我們正在為往後的科學和工業奠定更穩固的基礎。」
第26屆國際度量衡大會（CGPM）近日於巴黎凡爾賽宮召開（Versailles），各國代表將於16日正式表決單位定義修正案，除了公斤之外，電流單位安培將以基本電荷（e）定義、溫度單位克耳文將以波玆曼常數（kB）定義、物量單位莫耳將以亞佛加厥常數（NA）定義。一旦通過修正，新定義於2019年5月20日「世界度量衡日」當天生效。
