迎祖国70周年华诞“众加利杯”计量科普竞赛（第三期）即将上线

计量科普知识

一、中国最西的地方

斯姆哈纳村位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县吉根乡，是中国最西陲的一个小山村，也是我国最后一抹夕阳落下的地方。那么新疆是鸡尾的话，这乌恰县吉根乡的斯姆哈纳村就是鸡尾上的翘得最后的那根羽毛。

斯姆哈纳村海拔高度为2900米，属于高寒牧区。他便深藏群峰争雄的帕米尔高原，苍原滴翠的玉其塔什高原草场的其中而闻名遐迩被誉为“西陲第一村”。虽是高山峻岭，但也绿草茵茵，苍翠浴滴，望不到边，看不到头，好似绿色绒毯铺向遥远的天际。在这绒毯之上，还有许许多多白的、黄的、红的、紫的山花竞相争艳，把祖国边陲装扮的如此多娇。

 

二、中国最东的地方

黑瞎子岛地处我国最东端"金鸡"版图上鸡冠位置，面积约327平方公里，在中俄边界抚远县境内的黑龙江、乌苏里江汇合处，两江主航道我国一侧，四面环水，是我国东北部的极角，祖国最早见到太阳的地方，与长江入海口的崇明岛面积相当，是香港的三分之一，澳门的12倍，珍宝岛的500倍。又称抚远三角洲，民称黑瞎子岛。满文名：摩林乌珠岛，汉译“马头”的意思。俄称：塔拉巴洛夫岛、大乌苏里岛。岛上主要生长柳树、榆树、杨树、柞树和牧草，岛周围水域盛产江鱼。

 

三、中国最南的地方

    曾母暗沙是一座位于南中国海的暗沙，由曾母礁丘、八仙暗沙和立地暗沙组成的一组群礁，为南沙群岛的一部分，1935年中华民国公布礁岩名称，提出拥有该领土主权，中华人民共和国于1983年亦公布其为我国最南端之领土。主礁曾母礁丘在北纬3度58分00秒，东经112度17分00秒，由礁核和礁翼两部分组成。根据中国科学院南海海洋研究所实验3号船1985—1986年调查最浅处水深为17.5米，形如纺锤，礁丘脊部呈北北西走向，面积2.12平方公里。八仙暗沙面积0.31平方公里、最浅点为23.5米。立地暗沙水深最浅处34.7米。曾母暗沙战略地位极端重要，目前由中华人民共和国实际控制，并投放有主权碑。因为是暗沙，无法驻军，中国舰艇每2个月巡访一次。

 

四、中国最北的地方

   中国漠河县北极村原名漠河村，1860年开始有人居住，位于大兴安岭北麓，坐落在黑龙江上游南岸，七星山脚下，与俄罗斯的依格那思依诺隔江相望，雄居祖国的最北端，素有“不夜城”之称，是全国观赏北极光和白夜胜景的最佳观测点。全村243户，963人，北极村距漠河县城西林吉镇83公里。

北极村以北极光和极昼现象闻名于世。每当夏至前后，一天24小时几乎都是白昼，午夜向北眺望，天空泛白，西边晚霞未逝，东方朝晕又起，像傍晚，又像黎明，人们在室外可以下棋，打球。北极村的最大特点就是，随意一个地方，都可以说是中国最北端的：中国最北之家、最北的邮局、最北的小学、最北的乡政府……甚至还有最北的厕所。中国最北之家据说是经专家通过经纬度测定验证最北的一户人家，是北极村的地标性建筑。来这里的人，临走前都不忘在中国最北端的邮局里买张明信片，盖上最北端的邮戳，留作纪念。

 

五、中国大地原点

    建国初期，我国使用的大地测量坐标系统是从前苏联测过来的，其坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台，这种状况与我国的建设和发展极不相称。为此，国家有关方面决定建立我国独立的大地坐标系统。从1975年开始组织人力，搜集分析了大量资料，并根据“原点”的要求，对郑州、武汉、西安、兰州等地的地形、地质、大地构造、天文、重力和大地测量等因素实地考察、综合分析，最后将我国的大地原点，确定在陕西泾阳县永乐镇石际寺村境内。

 

建立大地原点，就是为了确定中国基础测绘的统一坐标系，作为一切定位、定向等基础地理信息数据的基础，满足经济建设和国防建设的基本需要。测量是研究地球表面的科学，人们都知道地球大体是一个椭圆形，但它的表面（包括大地水准面）很不规则，有高有低，凹凸不平，不便进行测量计算。而测量成果需借助一个与地球形状大小相似的、表面光滑的参考椭球面向外推算，原点的建立，就是解决了参考椭球的定位、定向问题，即在中国领土范围内，使地球大地水准面与参考椭球体面基本吻合，并在这一点将二者关系固定下来，从而使全国的测量有一个统一的、标准的、切合中国实际的计算投影面。

 

 

六、中国水准原点-青岛观象山

 

青岛的观象山原名大鲍岛东山，海拔79米。德国占领初期，在山上建有储水池，俗称水道山。后因在山上建成观象台便被称为观象山。1914年，日本侵占青岛后，改称“测候山”。1923年，被正式命名为观象山。“弯台观象”是20世纪30年代青岛的著名景观之一。

1954年，中华人民共和国水准原点落户在了青岛的观象山，当时的原点被测定为海拔72.289米。当时不光青岛有原点，还有大连、吴淞等几十个，这些标准迫切需要统一起来。由于青岛所在的黄海海域水下地壳相对稳定，这些条件是其他沿海城市都不具备的。

 

中国海洋大学教授陈宗镛和其他150余名专家学者在10年时间里不仅精确测量了青岛的八个验潮站，还从丹东步行，沿海岸线50米一测，一直测到广西与越南交界处的白龙尾，所测得的数据资料能装几节火车皮！最后，测量组以19年为一个周期，分若干个周期，用包括后来被称为“陈宗镛公式”的计算日平均海面的“低通数值滤波公式”等5种公式，得出了海平面所在位置，为验潮站零点上2.429米，确定了观象山“水准原点”，实际海拔为72.260米。陈宗镛也因此获得了国家科技进步二等奖。

 

 

七、中国时间频率基准-铯原子喷泉钟

日常生活中使用的时间准到1分钟也就够了。但在近代的社会生产、科学研究和国防建设等部门，对时间的要求就高得多。它们要求时间要准到千分之一秒，甚至百万分之一秒。为了适应这些高精度的要求，人们制造出了一系列精密的计时器具，铯钟就是其中的一种。铯钟又叫“铯原子钟”。

铯原子钟时间与地球自转时间对准，但因为地球自转的减慢，导致1秒的长度发生变化，不再“准时”，于是就需要隔一段时间人为给原子钟时间增加或减少1秒，即闰秒。别小看了这样1秒，在通信、证券、航空、地震勘探等领域，这1秒的影响无法忽视。尤其是在航天领域里，飞船1秒就要飞将近8公里的路程，可谓失之毫厘谬以千里。

中国计量科学研究院自主研制的“NIM5可搬运激光冷却—铯原子喷泉时间频率基准”把中国时间频率基准的准确度提高到2000万年不差一秒，并在国际上首次实验实现喷泉钟直接驾驭氢钟产生地方原子时，这标志着中国时间频率基准的研究跨上了一个新的台阶。2014年8月，NIM5成为国际计量局认可的基准钟之一，参与国际标准时间修正。这意味着一旦美国关闭GPS信号或不能使用国际校准数据，NIM5可独立“守住”中国原子时。下一代NIM6将达6000万年不差一秒。目前NIM6调试阶段。

 

 

八、我国海拔最低的地方在哪里？

    艾丁湖，为中国大陆最低点，位于新疆维吾尔自治区吐鲁番盆地最低洼处。湖面比海平面低155米，湖底最低处达-161米。吐鲁番盆地为中国天山东段南侧封闭性山间盆地，艾丁湖为吐鲁番盆地地表径流的归宿点。不同于其它湖泊的地方，是湖面上满目的盐壳。现在，它的外圈是湖积平原，地表是坚硬的盐地，中间一圈是盐沼泽，下面是淤泥，除了冬天，人很难走进去。湖心全是晶莹洁白的晶盐。据考证，早在2万年以前，艾丁湖曾经是一个相当大的淡水湖泊，湖水中含有大量的氯、钠、钾等离子，矿物有石盐、芒硝、无水芒硝，以及石膏、钙芒硝和多种钾、镁盐类、盐和芒硝的储量约3亿吨以上，是中国矿化度最大的湖泊。

 

 

九、国际单位制的产生

   1960年第十一届国际计量大会（CGPM）通过正式“国际单位制”。它包括米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、坎德拉（cd）等6个基本单位、2个辅助单位和19个导出单位，还有组成倍数和分数单位用的词头。1971年第十四届国际计量大会（CGPM)又决定在基本单位中增加物质的量的单位摩尔（mol），从而形成了一套完整的国际单位制。随着科学技术的发展，基本单位的定义也逐渐变迁，其复现方式也逐渐由实物基准向量子基准及用基本物理常数定义发展。目前，质量单位千克是唯一用实物（千克原器）复现的基本单位，各国科学家对质量自然基准的研究进展表明，质量单位的重新定义势在必行。

 

最初法国规定在4℃时1立方分米的纯水质量为1千克，后来用铂铱合金制成一个高度和直径都是39毫米的圆柱体，在1819年国际计量大会上批准为国际千克原器。它现今保存在巴黎的国际计量局里。

 

 

十、元朝的度量衡

元朝（1271—1368）幅员广阔，交通发达。海外贸易也得到发展，与日本、朝鲜、印度以及波斯湾沿岸各地都有交往，波斯人和阿拉伯人到中国来的就相当多。中国的三大发明火药、罗盘、印刷术都在此时经阿拉伯传入西欧。为了便于与各方面、各地区商贸的往来，政府采取了各种措施，其中包括在秤锤上刻不同的文字：汉字、回鹘蒙文、巴思八文和波斯文。不同民族、不同国家的文字在小小的秤锤上同时出现，除加强了蒙、汉、藏名族语言文化的交流外，同时也是为了适应外国人到中国经商的需要。

元立国后，基本上沿用了宋代原有的典章制度。宋代度量衡由国家规定专管商务贸易的太府寺掌管，禁止民间私造。《元典章》中规定：“凡斛斗秤尺，须行使印烙。官降法物。“还规定凡改年号即铸造器具颁至全国”。这一点在元秤锤上反映得十分突出。迄今收藏在各地博物馆的元代秤锤甚多，仅所见就有300余件，其中有年号的共247件。元代秤锤铭文的内容包括铸造的年代、地名、长官等外，有些锤上还铸有锤重和最大秤量。反映出元代杆秤已发展到一个成熟的阶段。从对秤锤和有自重铭文的银铤等各种实物的实测后，可以推证元代一斤的重量值约为608克。

元代一尺多长？一升容积是多少？至今尚未得到确切可靠的历史资料。经多方考证，也只能有一个参考书值，即一尺约35厘米。一升约1003毫升。

-《中国古代计量史图鉴》