【科技趣闻】你知道世界上最圆的球吗？

人们常说，球是圆的，其实，大多数球是不圆的。2008年7月，来自澳大利亚的阿伏加德罗国际小组用硅晶体造出了目前地球上最圆的球，这个球只有一千克重，记住这个一千克。球体由硅的同位素硅-28晶体组成，耗时五年，造价约1500万人民币。接下来让我为你介绍一下这个身价如此之高的球吧。

说到球，大家都知道它是圆的，那么这个最圆的球又是怎么来的呢？别急，让我来告诉你。人的肉眼能分辨的精度其实是很低的，连毫米级都很勉强，所以当我们看到一般的球时，都会认为它是圆的，但事实上这些球都会有微米到毫米不等的误差，这个用专业的测量测量仪就可以测出。

我们的硅-28球，它的误差就算在纳米级别也是很小的。这么说可能有些难懂，那假设我们把这个球放大，使它和地球差不多大，这时候你在它的表面会看到12至15毫米的小波纹，而它此时的直径误差更是只有3到5米。为了达到这种精度，科学家们打磨它数月，之后更是用专业仪器不断地测量来修正误差，使其能够圆到极致，误差小于纳米级。

上文说，这个球是由硅的同位素硅-28制成，这个硅-28贵到你无法想象。首先，它并不是天然物质，把它从其他矿物分离出来非常之难。难到什么程度呢？难到可以专门写一篇论文研究怎么分离它，然后这篇论文会在国家核心期刊上发表。这是一方面，技术解决了，还有设备，它需要提纯矿物的离心机，所以，研究者们找来了世界顶尖的离心机，就是为了提取尽可能高纯度的硅，这么一来费用自然是低不下来。

在很久很久以前，好吧其实也不是很久，1793年一个包括贵族化学家拉瓦锡的委员会定义了质量单位，也就是一千克的雏形，那时候是将0摄氏度一分米立方的纯水的质量为质量单位，其实就是一升水，1799年千克的定义又变成了4摄氏度下的一升水，此温度下水的密度是最大的。

但水的特性决定了它并不适合做质量标准的表现物，于是就有了千克档案一号，一个纯铂的金属圆柱用来代替一升水所定义的质量，90年后的1889年，一号被升级为铂铱合金，更加坚硬稳定但质量是一样的，这个千克档案一号直到今天还是千克的原型，它被称为国际千克原器，简称大老k。大老k当时是已知最接近1千克的物体，它定义了千克，以一个实物定义的国际单位。

之后，大老k又有了六个兄弟姐妹，他们一同被严密保管在巴黎郊外的国际质量标准局的地下室。如果你能拿到他们并改变他们，那么，你就改变了世界......千克的定义，说是崩坏了质量世界也不为过。大老k其实有40个复制体，与大老k有那么一丢丢差别的复制体，这些差别被记录下来，复制品们则是被送到各个国家成为大老k的替代品。1948到1990年间，大老k们几次重聚一堂称重，还有它的六个兄弟姐妹，糟糕的是，它们有的瘦了有的胖了，最严重的一个甚至胖了50微克!

这种变化只能意味着铂铱合金并不稳定，至少会因为时间流逝或是外界因素发生一些细微的物理变化。科学家们不能对这变化置之不理，因为度量单位不能总是变来变去，这会影响到其他国际单位以及导出单位如牛顿，焦耳之类的。很明显，我们需要做一些事消除质量单位对具体物体的依赖，比如硅球。硅球结构稳定，而且可以通过用激光测量球的直径然后去计算硅原子间距来定义这个球。这就是这个球为什么要这么圆的原因。由于硅原子间距我们知道得非常精确，知道了球的直径后，算出它的体积就可以算出一个球中有多少个硅原子。

我们很多数据都要依赖千克的定义，这个球可以校正这些数据，重新定义千克——2.15*10的25次方硅-28原子的质量，也就是重新定义质量世界。就算这个球被损坏或丢失也不影响千克的定义，因为它是由概念来定义的。