稻米的历史
米是国际单位制中的长度单位，也是七个基本单位之一。1983定义为光在真空中传播1/299792458秒的距离。(17国际计量大会第1号决议)
由于我们事先已经将光速的精确值定义为299，792，458米每秒，米的这个定义使得它的长度只取决于一秒的持续时间。现在，光在真空中两点之间传播的时间长短不再影响光速，而是决定了两点之间的距离！
1，大米的历史:
17的80年代，法国度量衡一塌糊涂，几十个单位，每个单位都有几十个甚至上百个地方标准。没有哪个国家因为经济工业化和计量体系发展不平衡而出现这么多问题。早在法国大革命之前，政治家们就呼吁改革度量衡。而且按照当时流行的卢梭精神，单位在某种程度上应该是“自然”的。
2、第二摆:
让·皮卡德，奥劳斯·R？Mer和其他天文学家曾经要求将长度的单位定义为摆动周期为一秒的钟摆的长度(钟摆的一个周期是它向上摆动和回落到原始位置的时间)。当时已经知道同一个摆在不同的地方会有不同的摆动周期，所以这样的定义需要为标准摆指定一个具体的地方。
1790年，时任奥顿主教的塔列朗向国家委员会提交了一份关于法国度量衡现状的报告。在这份报告中，他建议将巴黎纬度-北纬45度的第二摆的长度作为新的长度单位。他还建议巴黎的法国科学院和伦敦的皇家科学院联合定义一个新的单位。国家委员会，以及后来的路易十六，都支持这个提议，但后来被放弃了。
17世纪90年代末，法国科学院将这个问题委托给了历史上最杰出的科学委员会。该委员会由拉格朗日、拉普拉斯、博尔达、加斯帕尔·蒙日、孔多塞等组成。在科学委员会1791于09年3月19日提交给科学院的报告中，他们建议放弃第二摆，重新定义一个新的单位:赤道与极点之间海平面距离的十分之一为一米。
3、地球子午线:
从计量学的角度来说，以地球子午线的长度作为长度标准是没有意义的。因为任何两次经度测量的偏差都会大大超过单位要求的精度。此外，这个定义与航海中的海洋或天文学中的长度单位等应用没有特别的关系。但是，这种将基本单位定义为地球大小的一部分的思想，符合启蒙运动所倡导的单位的自然性，就像现在一些消费者要求食品只应含有天然成分一样。当然，采用这个定义还有其他原因。
18世纪的子午测量工程，和我们今天的太空计划或者大型粒子加速器一样庞大。他们以此挑战当时科技的极限，检验新理论的预言——牛顿的追随者认为地球不是正球体。这类项目的优秀与民族自豪感有关，至少自然哲学家是这么认为的。博尔达作为委员会成员，制作了精度极高的表盘，以满足测量中角度精度的需要。(他的表盘是用一个新的单位“等级”来划分的，而不是通常的学位，他还开玩笑说这个新单位是巴比伦的。)
全国委员会于3月26日1791采纳了这一建议，并开始准备调查。在测量结果出来之前，用“临时饭”代替一直被诟病的“脚”。
4、子午线测量:
显然，在那个时候，测量从北极到赤道的整个90度经线长度是不可能的，因为没有人去过北极。但是，如果子午线上有代表性的一段长度可以测出，其余的自然可以计算出来。测量的两个端点应该在海平面上，并且靠近从极点到赤道的子午线的中间。地球上正好有这样一个合格的位置，从敦刻尔克到巴塞罗那，跨越了北极到赤道子午线距离的1/10。这个距离几乎全在法国，法国人并没有忽视这个优势，就连托马斯·杰斐逊这样不带偏见的观察家也这么认为。
调查的任务交给了P. F. A .梅查恩和J. B. J .德朗布尔。1792年夏天，德朗布尔从敦刻尔克海滨开始了他的南方之旅，梅钦也从地中海开始了他的北方之旅。他们将在巴黎以南300公里的罗德兹见面。梅恰恩的部分较短，但难度较大，因为要翻越分隔法国和西班牙的比利牛斯山脉。9月，法兰西第一共和国成立。
法国大革命正如火如荼。仅仅几个月，它就与英国、澳大利亚、普鲁士、荷兰和西班牙开战。路易十六被斩首，巴黎的暴徒屠杀各行各业的人。恐怖行为随处可见。在这种氛围下，测量员被有计划地逮捕。你知道，他们测量杆上的旗帜是白色的——保皇党的颜色。而且，他们来自巴黎，自称只是在测量敦刻尔克和巴塞罗那之间的距离。这个理由听起来太假了，没有一个间谍会在战争中使用它。
一旦德朗布尔被抓，他被迫在以共和党方式上战场的志愿者面前为自己辩护。他的三角学讲座未能打动军队，但他被一名官员从保护性拘留中救出，并最终在国民议会的命令下获释。
1793年8月8日，国民议会解散了科学院这个非共和国机构。但是国家安全委员会也决心废除封建的测量制度，他们需要学者的帮助来实现这个目标。因此，它说服国民议会建立一个新的独立的临时委员会，由科学院的原有成员组成。拉瓦锡于11月被捕，科学委员会要求将其释放。作为回应，国家安全委员会驱逐了科学委员会的五名成员，德朗布尔是其中之一。科学委员会清楚地认识到这种情况，并开始致力于对旧的测量系统进行革命性的批评。德朗布尔接受了“临时大米”，因为担心他们会中止整个子午线测量计划。
但是战争需要地图。雅各宾派的一名军事制图员负责制作地图。因为需要专业人士，他把德朗布尔和梅查恩带回了巴黎(梅查恩此前曾逃到意大利热那亚，差点被海盗抓住)。
1795年4月7日，一个建立新的测量名称(米、升、克沿用至今)的命令让科学委员会重新开始运转(一年前被斩首的拉瓦锡除外)，测量计划也被要求重新开始。
德朗布尔在1797完成了他的那部分勘测任务。但是梅奇恩还没有来罗德兹。他在冬天生病了。他在给同事的信中写道，“我可以牺牲一切，放弃一切，但在测量任务完成之前，我绝不会回来。”调查被推迟了。不过梅查恩恢复了工作，在1798年9月到达罗德兹。
此时只测到了敦刻尔克和巴塞罗那形成的角度，边缘未知。如果已知三角形的任何一边，就可以计算出其他边，然后就可以得到子午线的长度。当梅钦在南方勘测时，德朗布尔用一把特殊的尺子测量基线的长度花了33天。
10月28日，1798，165438+法国召开了由盟国和附属国家专家参加的国际会议。组委会成立了一个由四名成员组成的委员会，每个成员根据德朗布尔和梅钦的测量数据独立计算出米的长度(另外还需要关于地球形状的假设)。他们的计算是一致的。水稻比临时水稻矮0.144格令。
现在在卫星的帮助下，测量地球子午线的长度相对容易，结果居然比90度子午线长度的万分之一短了1/5 mm。令人惊讶的不是米的实际长度不符合定义，而是18世纪的两位测量员能得出如此接近的结果。
5.雕刻在金属条上的米饭
1795年，前皇家珠宝商做了一批铂金条，都是临时米长，4 mm厚，25.3 mm宽，两端平行。长度最接近0℃一米计算值的那一个，1799年6月22日放在国家档案馆，就是大家熟知的水稻原种。公制由1799 12 10的法规确认。
根据定义，米原器两端面之间有一米长，计量上称为端面量具。端面测量工具并不是一个好主意，因为任何方式的长度测量都需要接触端面，所以标准具会被磨损和缩短。比较好的标准是用金属棒上的两个槽口作为长度单位，这样就可以直观地确定线的位置。这种标准被称为线规。
由于国际社会的兴趣和法国的倡议，1870和1872年召开了两次国际会议，讨论大米的国际标准化问题。与会者同意用更坚固铂铱合金(铱占65，438+00%，误差不超过0.005，438+0%)代替大米原件。同时，他们建议米的价值应该由米的长度来定义，“在它当前的条件下”，而不再取决于地球的经度。
20个国家出席了第三次会议，其中18个国家签署了建立国际计量局(BIPM)的协议。然而，米标准具的生产非常困难。即使加热到极高的熔化温度，铱的纯度仍然不超过50%。1874第一批铸造合金棒材在1877被废弃，问题交给了伦敦Matthey公司Johnson。他们成功了。一根合金棒被加工成临时的米标准具，尽管它比原来的米短0.006毫米。1882年，法国又订购了30根合金棒，其中一根(6号)和当时的电饭锅长度一模一样。这个合金棒在1889年召开的第一届国际计量大会上被宣布为rice的国际原型。“从现在开始，这个原型在0°C时的长度将代表公制中的长度单位”。国际标准具的原型仍然保存在BIPM。
国际计量局为了将标准仪器分发给协定签署国，制作了“国家标准米”，是国际标准米原型的复制品，误差不超过0.01mm，每一个都附有相对于标准值的修正系数。
6.光的定义
用光的波长来定义长度单位的想法出现在19世纪早期(J. Babinet，1827)，但这个目标在当时无法实现。直到本世纪末，时机已经成熟。
白光是不同波长光的混合物。要用波长来定义长度，我们必须先得到单一波长的光。只有一种波长的光——不管波长是什么，如果存在的话——对人眼来说只有一种颜色，所以叫单色光。
幸运的是，单色光似乎并不难获得:在厨房的煤气炉上撒一些盐，当盐中的钠原子被激发时，就会发出单一波长的黄光，与钠气路灯的颜色相同。这个波长就是钠原子的特征值。
3月1892日，A. A .迈克尔逊和J. R .伯努瓦成功测量出镉原子受激时发出红光的波长所代表的米单位。Benoit等人在7月提高了测量精度，1905。1907年7月，国际太阳联盟(IAU)定义了一种新的波长测量长度单位——“国际埃”，规定镉红光的波长为6438.4696埃。这个值是根据Benoit的实验结果得出的，这样一埃大约等于10 -10的一米次方(1927国际计量大会CGPM承认镉红光定义的测量距离，规定其波长为0.643 846 96微米)。从1892开始，随着科学认识的深入，后来发现它是由许多谱线组成的(物理上称为超细结构)，影响了光的波长所能确定的长度的准确性。同位素发现后，人们找到了光谱模糊的部分原因——光来自镉的各种同位素，它们的质子数相同，但中子数不同。同位素的光谱研究表明，如果一个原子的质子数和核子数(质子和中子之和)是偶数，那么它发出的光就没有超精细结构。(这种原子没有核自旋，所以核自旋和电子自旋没有耦合，光完全来自电子。)
1948年第九次CGPM考虑了用同位素定义大米所需的条件。为了找到最合适的元素作为长度标准，他们重点研究了三种同位素——氪86(36个质子)、汞198(80个质子)和镉114(48个质子)。负责研究进展的委员会建议，新的单位应该以真空中的波长为基础，而不是空气中的波长，通过与已知的镉红光波长进行比较来确定波长的值，而不参考国际标准米样机。第十任CGPM(1954)接受了这些建议，根据光波定义了米，并使一埃恰好等于10-10米，虽然这个定义直到1960年才被官方承认。
1957年冬天，咨委会公布了氪86定义的长度标准。在1960中的11的第六个解析中，CGPM表示“国际上的米原型所定义的标准米的精度已经不适合当今计量的需要”，并将米重新定义为“氪86原子在真空中从2p10跃迁到5d5能量”
在这个定义下，已经证明无法分辨一米的654.38+40亿分之一，但即使达到这个精度，仍然无法满足需要。与此同时，激光出现了。激光器发出的光不仅波长相同，而且相位相同，这为计量提供了新的可能性。
1983 17 CGPM(第一分辨率)用真空中的光速重新定义了米。299，792，458 m/s的光速是1975 CGPM(秒分辨率)的推荐值，它在米的定义上的应用使得光速成为目前测量精度的极限。
因此，在1791中被认为过于武断的第二种，又成为了米的基础。这恐怕不是大米的最终定义。如果需要更高的精度，则需要修改当前的定义。比如光速会受到引力场的影响，但1983的定义中没有考虑这一点。