本周，Sam Kean 探讨了一些极其精确的标准——米、秒以及其他国际标准单位——以及元素在历代定义、重新定义和再重新定义这些单位中所起的作用。
七个基本公制单位中的大多数从一开始就相当一致。科学家们就每个单位的含义达成了一致，并且有信心不同国家的人们含义相同。这种一致性最大的例外是坎德拉——衡量光照强度的单位。
顾名思义，坎德拉是基于燃烧的蜡烛，科学家们尽了最大努力来定义一个标准蜡烛。例如，英国的标准要求使用鲸蜡（在《白鲸记》中，水手们从鲸鱼头骨中挖出的东西）制成的蜡烛，重量为六分之一磅，并以每小时精确的速率燃烧，可能是在无风且漆黑的房间里。但是法国人有他们自己的蜡烛配方，德国人也是如此，而且无论如何，没有一种蜡烛能让科学家满意。因为，正如任何曾试图在烛光下学习的人都知道的那样，即使在最好的情况下，光输出也有些不稳定。
爱迪生先生的白炽灯泡改善了这种情况，到1909年，许多国家采用了基于碳丝的发光标准。但随着计量学家开始仔细检查灯丝，他们发现灯丝也有不足之处，因为即使是灯丝的输出闪烁也过于剧烈，不符合他们的要求。所以他们转而研究黑体辐射——所有温热物体发出的辐射热。正是这种特性使炽热的金属发出红光或白光，也是为什么红外线护目镜能够穿墙而过，侦测到活体生物或违法的家庭园艺活动。
然而，每种物质在不同温度下发出的辐射略有不同，因此科学家们不得不选择一种元素作为标准。而且，他们表现出了相当高的品味，选择了铂，它发出了漂亮而稳定的光芒。当然，作为计量学家，他们必须对此进行更详细的规定。坎德拉的定义变成了从坩埚中熔化的铂金在凝固（3200°F）过程中（从液态变为固态）在“垂直于表面积为1/600,000平方米的表面……在101,325牛顿/平方米的压力下”发出的光量。
科学家们仍然不满意——事实证明，一致测量熔化铂发出的光比预期的要困难——科学家们在1979年重新定义了坎德拉，并且完全摒弃了铂。从那时起，一坎德拉就变成了“一个光源在给定方向上发射频率为540 x 10^12赫兹的单色辐射，并且在该方向上的辐射强度为1/683瓦/球面度时的发光强度。”这比试图猜测蜡烛的光输出要精确得多，但肯定缺乏魅力。
明天请继续收看我们探索科学计时标准的下一篇。本系列由 Sam Kean 撰写，他是《The Disappearing Spoon》的作者——这是一本关于元素周期表中隐藏的有趣而奇特的故事集。
