公尺

「公尺」的各地常用名稱
「公尺」的各地常用名稱
中國大陸	米、公尺
臺灣	公尺、米
港澳	米、公尺
日本	米、メートル

公尺
公尺
單位制	國際單位制基本單位
物理量名稱	長度
符號	m
單位換算
1 m	相當於
美國常用單位	≈ 3.2808 ft
	≈ 39.370 in
正式定義
機構	國際度量衡委員會
制訂日期	2018年國際度量衡大會
生效日期	2019年5月20日

公尺（法語：mètre，中國大陸、香港稱為米），舊譯「邁當」、「米達」、「米突」^[1]，是國際單位制基本長度單位，符號為m^[2]。

1公尺的長度最初定義為通過巴黎的子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一。其後隨著人們對度量衡學的認識加深，公尺的長度的定義幾經修改。從1983年至2019年，公尺的長度已經被定義為「光在真空中於 ${\frac {1}{299792458}}$ 秒內行進的距離」^[3]，在2019年國際單位制基本單位重新定義以後，被改寫為包括以銫頻率 $Δ ν Cs$ 來表示的秒的定義。

拼寫

國際度量衡局使用的英文拼寫是「metre」。大部分英語國家均使用「metre」，但美國和菲律賓則採用「meter」。其他日耳曼語族，包括德語、荷蘭語及北日耳曼語支也使用「Meter」。

此外，各地的英語中「-meter」均表示計量工具，而從不會寫成「-metre」，例如電流計（ammeter）及車速錶（speedometer）。這都是源於希臘語中的長度單位。

歷史

提出及命名

法國敦刻爾克鐘樓，為公尺標準所測子午線弧的北端

巴塞隆納的蒙特惠奇堡，為公尺標準所測子午線弧的南端

1668年，英國哲學家和教士約翰·威爾金斯在一篇文章中提到，需要一個十進制的標準的長度單位系統^[4]。1675年，義大利科學家提托·李維歐·布拉提尼（英語：Tito Livio Burattini）在他的著作《通用度量衡》（Misura Universale）使用了從希臘語μέτρον καθολικόν（métron katholikón）衍生而來的metro cattolico一詞，意思是「通用測量單位」。^[5]1789年法國大革命勝利後，國民公會命令法國科學院組織一個委員會來標準的度量衡制度。委員會提議了一套新的十進制的度量衡制度，並建議以通過巴黎的子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一作為標準單位^[6]。他們將這個單位稱之為mètre，意即「測量」^[7]^[8]^[9]。法國國民公會在1793年採納了這套系統。metre出現在英語裡可以追溯到1797年^[10]。

子午線的定義

在1668年，威爾金斯建議用鐘擺的方法來確定標準長度^[4]。另外一種方法建議使用子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一來作為標準長度。最後法國科學院在1791年選定了子午線的定義。該院認為要確保基本單位恆定不變，應以自然的物理量為基礎。而地球表面的各處的重力有輕微的不同，會影響鐘擺的測量。法國科學院指派了讓·巴蒂斯特·約瑟夫·德朗布爾和皮埃爾·梅尚領導了一支勘測隊，測定了從敦刻爾克鐘樓到巴塞隆納的蒙特惠奇堡的距離，以確定這段子午線的弧長。這段弧長是巴黎子午線的一部分。這次勘測從1792年持續到1799年。

儘管地球不規則的表面並不是完美的球形，但法國還是在1793年採納了這次測量的結果來確定標準公尺的長度。日後人們發現，由於誤算了地球的扁率而錯算了弧長，第一個存檔公尺原器的長度比子午線定義的公尺少1/5毫公尺。但這個長度還是被當作了標準。也因此，最後地球通過極點的周長要比4千萬公尺多一點（40,007,863 m）^[11]。

公尺原器

1874年製作公尺原器

1889年國際度量衡局改良第一代公尺原器的設計，所製作了的Ｘ形鉑銥合金棒，在1889年-1960年間都是公尺的標準

當子午線的測量還在進行時，委員會就根據臨時結果定製了一系列的鉑金棒。當最後結果出來後，委員會選取了最接近測量計算結果的鉑金棒作為公尺原器（Mètre des Archives），並於1799年6月22日存放在國家檔案館內。^[12]

1880年代，處於對精確度的要求，召開了一系列的國際大會來設計新的公尺標準。1875年的公尺制公約要求在法國塞夫爾建立一個永久的國際度量衡局。這個新組織將保存新的公尺原器和國際公斤原器，並向各國分發公尺原器複製品，以及管理公尺制單位和非公尺制單位間的轉換。該組織在1889年在首屆國際度量衡大會召開時用鉑銥合金（90%的鉑和10%的銥）製造了一個新的公尺原器，並規定在冰的熔點溫度時所測量到的國際公尺原器上兩道刻度之間的距離為「1公尺」。^[13]

科學定義的演變

1960年國際度量衡大會改用氪（⁸⁶Kr）原子的²P₁₀與⁵D₅能階間躍遷輻射在真空中的波長的165,0763.73倍定為標準公尺。^[14]最新的公尺的定義，1983年國際度量衡大會重新制定。因為氪（⁸⁶Kr）不易取得，所以此次定義時使用了自然中隨處可見的光，並且在1970年代光速的測定已非常精確，所以最終定義為「光在真空中行進 ${\frac {1}{299792458}}$ 秒的距離」為「一標準公尺」^[3]，即光在真空中每秒移動約3億公尺。故此，一旦光速得到更精準的量度，改變的數值會是公尺而非光速。

市制近似稱呼

在台灣，「公分」等於厘米，即一百分之一公尺，原因是公「分」不定義自公「尺」，而是公「寸」的十分之一，來自舊制的近似對應：里＞引＞丈＞尺＞寸＞分＞釐

古制單位	里	引	丈	尺	寸	分	釐
台灣稱呼	公里	公引	公丈	公尺	公寸	公分	公釐/毫米
中國大陸稱呼	千米/公里	百米	十米	米	分米	厘米/公分	毫米
香港稱呼	公里	-	-	米	-	厘米	毫米

公尺的各級單位

公尺（m）的SI倍數
值	符號	名稱	值	符號	名稱
分數			倍數
10⁻¹ m	dm	公寸	10¹ m	dam	公丈
10⁻² m	cm	公分	10² m	hm	公引
10⁻³ m	mm	公釐	10³ m	km	公里
10⁻⁶ m	µm	微米	10⁶ m	Mm	百萬公尺
10⁻⁹ m	nm	奈米	10⁹ m	Gm	吉公尺
10⁻¹² m	pm	皮米	10¹² m	Tm	兆公尺
10⁻¹⁵ m	fm	飛米	10¹⁵ m	Pm	拍公尺
10⁻¹⁸ m	am	阿米	10¹⁸ m	Em	艾公尺
10⁻²¹ m	zm	介公尺	10²¹ m	Zm	皆公尺
10⁻²⁴ m	ym	攸公尺	10²⁴ m	Ym	佑公尺
10⁻²⁷ m	rm	柔公尺	10²⁷ m	Rm	羅公尺
10⁻³⁰ m	qm	虧公尺	10³⁰ m	Qm	奎公尺

和其他單位轉換

公尺單位（換算非SI單位）				非SI單位（換算公尺單位）
1 公尺	≈	1.0936	碼	1 碼	≡	0.9144	公尺
1 公尺	≈	39.370	英寸	1 英寸	≡	0.0254	公尺
1 公分	≈	0.39370	英寸	1 英寸	≡	2.54	公分
1 毫公尺	≈	0.039370	英寸	1 英寸	≡	25.4	毫公尺
1 公尺	≡	1×10¹⁰	埃	1 埃	≡	1×10⁻¹⁰	公尺
1 奈米	≡	10	埃	1 埃	≡	100	皮米

參考來源

腳注

^ 教育部重編國語辭典修訂本. dict.revised.moe.edu.tw. [2021-05-24]. （原始內容存檔於2021-05-24）.
^ Base unit definitions: meter. 國家標準技術研究所. [2010-09-28]. （原始內容存檔於2018-05-22）.
^ ^3.0 ^3.1 17th General Conference on Weights and Measures (1983), Resolution 1.. [2012-09-19]. （原始內容存檔於2013-06-23）.
^ ^4.0 ^4.1 Wilkins c. 2007
^ George Sarton. The First Explanation of Decimal Fractions and Measures (1585). Together with a History of the Decimal Idea and a Facsimile (No. XVII) of Stevin's Disme. Isis. 1935, 23 (1): 153–244 [2013-03-03]. （原始內容存檔於2020-03-05）.
^ ('decimalization is not of the essence of the metric system; the real significance of this is that it was the first great attempt to define terrestrial units of measure in terms of an unvarying astronomical or geodetic constant.) The metre was in fact defined as one ten millionth of one quarter of the earth's circumference at sea-level.' Joseph Needham, Science and Civilisation in China, Cambridge University Press, 1962 vol.4, pt.1, p.42.
^ Paolo Agnoli,Il senso della misura: la codifica della realtà tra filosofia, scienza ed esistenza umana, Armando Editore, 2004 pp.93-94,101.
^ Rapport sur le choix d'une unité de mesure, lu à l'Académie des sciences, le 19 mars 1791. [2013-03-03]. （原始內容存檔於2021-04-23）.
^ Paolo Agnoli and Giulio D』Agostini,'Why does the meter beat the second?,' （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） December, 2004 pp.1-29.
^ Oxford English Dictionary, Clarendon Press 2nd ed.1989, vol.IX p.697 col.3.
^ Humerfelt 2010
^ "Métrique", Grand dictionnaire universel du XIXe siècle, 11, Paris: Pierre Larousse, 1874, pp. 163–64.
^ National Institute of Standards and Technology 2003; Historical context of the SI: Unit of length (meter)
^ Marion, Jerry B. Physics For Science and Engineering. CBS College Publishing. 1982: 3. ISBN 4-8337-0098-0.

參考書目

Humerfelt, Sigurd. (26 October 2010). How WGS 84 defines Earth. Retrieved 29 April 2011.
National Institute of Standards and Technology. (December 2003). The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty: International System of Units (SI) (web site):
- SI base units （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Retrieved 18 August 2008.
- Definitions of the SI base units （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Retrieved 18 August 2008.
- Historical context of the SI: Metre （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Retrieved 26 May 2010.
Wilkins, J. (c. 2007). An essay towards a real character, and a philosophical language（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.[Also available without images of original（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.] Metrication Matters. (Reprinted from title page and pp. 190–194 of original, 1668, London: Royal Society)

參看

[1] 教育部重編國語辭典修訂本. dict.revised.moe.edu.tw. [2021-05-24]. （原始內容存檔於2021-05-24）.

[2] Base unit definitions: meter. 國家標準技術研究所. [2010-09-28]. （原始內容存檔於2018-05-22）.

[Res1-3] 3.0 ^3.1 17th General Conference on Weights and Measures (1983), Resolution 1.. [2012-09-19]. （原始內容存檔於2013-06-23）.

[Wilkins2007-4] 4.0 ^4.1 Wilkins c. 2007

[5] George Sarton. The First Explanation of Decimal Fractions and Measures (1585). Together with a History of the Decimal Idea and a Facsimile (No. XVII) of Stevin's Disme. Isis. 1935, 23 (1): 153–244 [2013-03-03]. （原始內容存檔於2020-03-05）.

[6] ('decimalization is not of the essence of the metric system; the real significance of this is that it was the first great attempt to define terrestrial units of measure in terms of an unvarying astronomical or geodetic constant.) The metre was in fact defined as one ten millionth of one quarter of the earth's circumference at sea-level.' Joseph Needham, Science and Civilisation in China, Cambridge University Press, 1962 vol.4, pt.1, p.42.

[7] Paolo Agnoli,Il senso della misura: la codifica della realtà tra filosofia, scienza ed esistenza umana, Armando Editore, 2004 pp.93-94,101.

[8] Rapport sur le choix d'une unité de mesure, lu à l'Académie des sciences, le 19 mars 1791. [2013-03-03]. （原始內容存檔於2021-04-23）.

[9] Paolo Agnoli and Giulio D』Agostini,'Why does the meter beat the second?,' （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） December, 2004 pp.1-29.

[10] Oxford English Dictionary, Clarendon Press 2nd ed.1989, vol.IX p.697 col.3.

[11] Humerfelt 2010

[Larousse-12] "Métrique", Grand dictionnaire universel du XIXe siècle, 11, Paris: Pierre Larousse, 1874, pp. 163–64.

[13] National Institute of Standards and Technology 2003; Historical context of the SI: Unit of length (meter)

[Marion-14] Marion, Jerry B. Physics For Science and Engineering. CBS College Publishing. 1982: 3. ISBN 4-8337-0098-0.

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