Ist irgendetwas tatsächlich 1 Meter lang (oder 1 kg schwer)?

Du liegst nicht falsch. Früher gab es jedoch genau ein Objekt $1$Meter lang bis 1960, weil ein Meter als die Länge eines bestimmten Platin-Iridium-Stabs unter bestimmten Bedingungen definiert wurde. Seitdem wird das Meter in der Interferometrie definiert, jetzt ist es konkret die Strecke, die Licht im Vakuum innerhalb einer bestimmten Zeit zurücklegt.

Ebenso hat das Kilogramm einen Prototyp, dessen Masse ist$1$kg per Definition. Es gibt einige Vorschläge, diese Definition zu ersetzen, aber es wurde noch nicht getan.

1 kg wird in Frankreich als Masse einer bestimmten Bezugsmasse definiert. Es gibt also mindestens eine Sache, die genau 1 kg wiegt.

Darüber hinaus kann es im Allgemeinen möglich sein, eine beliebige Anzahl von Objekten zu konstruieren, die genau 1 kg wiegen. Unter der Annahme, dass alle Si-Atome die gleiche Masse haben, könnte man das Kilogramm einfach als die Masse einer bestimmten Anzahl von Si-Atomen definieren.

In der Natur ist die einzige exakte Realisierung einer Zahl durch$\mathbb{N}$dh zählen . Ich vermute, dass sie deswegen "Naturals" genannt werden. Zu allen anderen Zahlen erhalten wir nur Annäherungen. Selbst wenn es als genaue Länge/Gewicht eines bestimmten physischen Objekts definiert wird, liegt das Maß dafür innerhalb eines bestimmten Wertebereichs,$\pm$Angstrom. Ein weiteres Beispiel: Es gibt keine einzige Verwirklichung im Universum, die der Zahl entspricht$\pi$. Zahlen sind mentale Konstrukte.

Wie messen wir ? Erhalten eines Verhältnisses zwischen der zu messenden Menge und der Menge eines ausgewählten Standards . Wenn sich beide Größen gleichermaßen ändern, bleibt das Maß (Verhältnis) konstant, dh die Konstanz eines Maßes ist keine Garantie dafür, dass sich die Eigenschaften von „Objekten“ nicht ändern.

Atomare Maßnahmen sind Zahlenzählungen :

Wir werden nun sehen, dass die Maße der Körpereigenschaften in atomaren Einheiten unabhängig von den Grundgrößen und abhängig von der Anzahl der Teilchen oder Atome sind.

Eine atomare Masseneinheit ist die Masse einer bestimmten Anzahl von Baryonen; Das Maß für die Masse eines Körpers in atomaren Einheiten ist daher eine Zahl, die proportional zur Anzahl der Baryonen des Körpers ist (dies ist keine genaue Aussage, dient aber den Bedürfnissen dieser Arbeit). Wenn sich die Masse von Baryonen ändert, ändern sich auch die Masseneinheit und die Masse des Körpers; Das Maß bleibt unverändert, da sich die Anzahl der Baryonen nicht geändert hat. Daher ist ein Maß für die Masse eines Körpers, das atomare Einheiten verwendet, im Grunde eine Baryonenzahl, die unabhängig von der eventuellen Änderung der Masse der Baryonen unverändert bleibt, solange sich die Anzahl der Baryonen nicht ändert. Die gleiche Art von Argumentation gilt für Gebührenmaßnahmen. Bei Längenmaßen ist die Längeneinheit so, dass die Längenmaße isolierter Körper unveränderlich bleiben; Dies ist nicht die Art und Weise, wie die Längeneinheit formal definiert ist, aber dies ist eine Bedingung, die sie erfüllen muss, um akzeptabel zu sein, um auf Einsteins Messstab oder Referenzkörper zu passen, übersetzt in die Zeitinvarianz des Bohr-Radius. Wir können also sagen, dass die atomare Längeneinheit ein festes Vielfaches des Bohr-Radius ist; wenn letztere variiert, ändern sich auch die Körperlänge und die Längeneinheit, wobei die Längenmaße der Körper unveränderlich bleiben. Daher sind Längenmaße eine Methode, Atome zu zählen, wobei die Längenmaße von Körpern unverändert bleiben, solange die Anzahl der Atome dies tut, für Körper und Messgeräte, die denselben Bedingungen unterliegen. wir können sagen, dass die atomare Längeneinheit ein festes Vielfaches des Bohr-Radius ist; wenn letztere variiert, ändern sich auch die Körperlänge und die Längeneinheit, wobei die Längenmaße der Körper unveränderlich bleiben. Daher sind Längenmaße eine Methode, Atome zu zählen, wobei die Längenmaße von Körpern unverändert bleiben, solange die Anzahl der Atome dies tut, für Körper und Messgeräte, die denselben Bedingungen unterliegen. wir können sagen, dass die atomare Längeneinheit ein festes Vielfaches des Bohr-Radius ist; wenn letztere variiert, ändern sich auch die Körperlänge und die Längeneinheit, wobei die Längenmaße der Körper unveränderlich bleiben. Daher sind Längenmaße eine Methode, Atome zu zählen, wobei die Längenmaße von Körpern unverändert bleiben, solange die Anzahl der Atome dies tut, für Körper und Messgeräte, die denselben Bedingungen unterliegen.

Die obige Argumentation zeigt, dass die Maße für Masse, Ladung und Länge von Körpern unabhängig von der Masse und Ladung von Elementarteilchen und von Atomradien sind und nur die Anzahl der Teilchen oder Atome verfolgen.

Für jedes Maß (Verhältnis), das nicht durch direktes Zählen erhalten wird, ist eine Fehlerspanne vorhanden (explizit oder implizit).

Nein, aber aus anderen Gründen, als Sie vielleicht vermuten. Damit zwei Endpunkte eines Objekts genau einen Meter voneinander entfernt sind, müsste man diesen Abstand konsistent messen können. Aber in Wirklichkeit wird das Ergebnis jeder einzelnen Messung durch die Heisenberg-Ungleichung eingeschränkt, und daher können Sie eine solche Länge nicht konsistent messen. Wenn Sie die genaue Position eines Endpunkts kennen würden, hätten Sie keine Ahnung von seiner Geschwindigkeit.

Jetzt gibt es auch praktische Einschränkungen für unsere Fähigkeit, Längen zu messen, und sie setzen viel früher ein (typischerweise ~10 ^-9 oder schlechter; im Vergleich dazu beträgt die Planck-Konstante ~10 ^-34 ) .

Die Definition der Einheiten im SI wird vom Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) festgelegt. Die offizielle Erklärung der Definition des Kilogramms ist

Le kilogram est l'unité de masse ; il est égal à la masse du prototyp international du kilogramme.

Die englische Übersetzung ist inoffiziell, aber es heißt

Das Kilogramm ist die Einheit der Masse; es ist gleich der Masse des internationalen Kilogrammprototyps.

Wie bereits erwähnt, gibt es also ein Objekt mit einer Masse von genau einem Kilogramm. Die BIPM-Broschüre, die diese Definition enthält, finden Sie hier .