В начале XX века немецкий физик Макс Планк показал, что основные единицы для нашей вселенной могут быть составлены из фундаментальных физических констант (см.табл. 3):
- скорости света;
- постоянной Планка;
- гравитационной постоянной.
Значения этих констант фигурируют в основных уравнениях физики (квантовой электродинамики, общей теории относительности), являются максимально стабильными и не зависят от внешних условий (см.табл. 4).
Однако планковские единицы длины, времени и массы лежат очень далеко от используемых на практике диапазонов. Кроме того, значение гравитационной постоянной до сих пор известно с недостаточной точностью. Но самым главным недостатком единиц является их не воспроизводимость, т. е. в настоящее время нам не известны физические процессы, в которых бы они воспроизводились.
Реальная возможность создания универсальной системы естественных мер появилась после открытия макроскопических квантовых эффектов: сверхпроводимость, сверхтекучесть, квантовый эффект Холла, эффект Джозефсона.
Таблица 3
Планковские единицы
| Величина | Обозначение | Значение | Единица |
| Длина | 
| 
| м |
| Время | 
| 
| с |
| Масса | 
| 
| кг |
Таблица 4
Значения фундаментальных физических констант и их комбинаций
(по результатам согласования 1986г.)
| Величина | Обозначение | Значение | Единица | Относительное стандартное отклонение (примечание) |
| Скорость света в вакууме | 
| 
| 
| постулировано как точное |
| Обратная величина кванта магнитного потока | 
| 
| 
| постулировано как точное в 1988г. |
| Гравитационная постоянная | 
| 
| 
| 
|
| Постоянная Планка | 
| 
| 
| 
|
| Заряд электрона | 
| 
| 
| 
|
| Квант магнитного потока | 
| 
| 
|
|
| Масса электрона | 
| 
| 
| 
|
| Постоянная тонкой структуры | 
| 
| - | 
|
| Постоянная Авогадро | 
| 
| 
|
|
| Постоянная фон-Клитцинга | 
| 
| 
|
|
Вопросы к разделу
1. Что такое обеспечение единства измерений?
2. Назовите основные проблемы метрологии.
3. Что изучает метрология?
4. Перечислите, из каких основных разделов состоит метрология. Какие задачи в них решаются?
5. Сформулируйте основные этапы развития метрологии.
6. Что такое измерение? Приведите примеры измерений, постоянно встречающихся в повседневной жизни.
7. Дайте определение физической величины.
8. Назовите основные операции процедуры измерения.
9. Что такое шкала физической величины? Приведите примеры различных шкал физических величин.
10. Что такое истинное значение физической величины?
11. Что такое действительное значение физической величины?
12. Сформулируйте определение единицы физической величины. Приведите примеры единиц физических величин, относящихся к механике, электротехнике.
13. Что такое размерность физической величины?
14. Сформулируйте основные принципы построения систем единиц физических величин.
15. Назовите производные единицы системы СИ, имеющие специальное название.
16. Какие внесистемные единицы допущены к применению наравне с единицами системы СИ?
