一、时空差异客观存在

荷兰是一个平均身高很高的国家，不但男性高 182cm，女性身高也达到 170cm，可谓是天赋异禀。而在中国，成年人男性和女性的平均身高分别为 170cm 和 158cm。

在不同的国家，尺子的生产厂商不同，那如何能认为在荷兰测量的一米长度，和在中国测量的一米长度是一样的呢？同样的道理，我们在 2023 年测量的一米长度，如何保证和 2002 年下第一场雪时测量的一米长度是一样的呢？每个厂商生产的仪器也是不同的，那如何保证用不同厂商的测量仪器，测出的一米长度是一样的呢？

二、七大基本物理量

我们习惯于使用物理量去度量世界，每个物理量由数字和计量单位构成。计量单位的形成和发展，与科学技术的进步、经济和社会的发展、国际间的贸易发展和科技交流，以及人们生活等紧密相关。1960年10月国际计量大会将几个基本单位命名为 “国际单位制”，并规定其国际符号为 “SI”，简称SI制。

1. 长度

1792 年，新生的法兰西共和国建立了一套新的量度法则。定义一米为从北极到赤道距离的千万分之一。后来出于实用的原因，这个标准被放弃，而又将米定义为刻在一根 铂-铱 合金棒两端两条细线间的距离。这标准米尺保存在靠近巴黎的国际计量局由它校准的复制品送往全世界的标准化实验室。这些二级标准用来校验其他标准。最终，保证每个标准或测量装置均可通过一系列复杂的对比，由标准米尺来确定精确性。

如今，现代科技要求比标准米尺更为精确的标准。从 1960 年开始，又采用了以光的波长作为米的新标准。选择了 氪-86 原子在气体液电管中发出的某特定橙红色光的波长作为标准，将一米明确地规定为这种光的 1,650,763.73 个波长。选这个难记的波长数为标准是为使该新标准尽可能与以米尺为基础的旧标准相一致。不过到了 1983年，这种标准也难以满足高精度的要求，人们采取了一种更独特的方法，将米重新定义为光在一特定时间间隔内传播的距离，这在第 17 届国际计量大会上规定：一米为光在 1/299,792,458 秒时间内在真空中传播的距离。

2. 时间

理论上，任一个自身重复的现象均可作为时间的标准。地球自转一周被用作确定一天的长度好几个世纪了，可以由天文观测对照地球的自转来校准时钟，用以在实验室测量时间间隔。不过，这样的校正是无法实现现代科学和工程技术所要求的精确度的。

为满足更好的时间标准的需要，发展了原子钟。在美国科罗拉多州 Boulder 的美国国家标准和技术局（NIST）的一个原子钟被确定为协调世界时 （UIC）的标准。

在第 13 届国际计量大会上，采用了铯钟确定的标准秒，一秒规定为 铯-133 原子发射的，特定波长的光完成 9,192,631,770 次振动所需的时间。

3. 质量

质量的国际标准是保藏在巴黎附近国际计量局的一个 铂-铱 圆柱体，由国际协议规定其质量为 1kg。同早期的长度度量的标准一样，它的复制品被送往其他国家的标准化实验室，而其他物体的质量可借助于天平与复制品比较来确定。标准千克的美国复制品放在美国国家标准局的圆顶罩内。为了校验其他复制品，它一年最多动用一次。自 1889 年以来，曾两次将它运往法国与原始标准重新比对。

原子质量之间的相互比较能比它们与标准千克作比较做得更加精确，所以在原子尺度上我们有质量的另一种标准，它是 碳-12 原子的质量。根据国际协议，规定 碳-12 原子的质量恰好是 12 个统一的原子质量单位（u），而 ，在最后两个小数位上有±10的不确定度。

三、统一标准的意义

1. 政治经济上的标准统一

建立统一标准这件事上，耳熟能详的 super star 就是秦始皇，按照上学期间历史课的答案，统一度量衡有着深远的意义和影响。

第一，便利了经济交往和发展，为经济文化交流活动提供了便利的条件；第二，对赋税制和俸禄制的统一产生了积极作用；第三，有利于消除割据势力的影响；第四，有利于商品经济的发展和国家的统一

2. 互联网 2.0 的标准统一

统一标准的意义，不仅体现在政治和经济上，互联网也是一个典型例子。

互联网使得无数独立，异质，自治的网络，能够安全，可靠，以可理解的方式在全球范围内交换信息。所有这些都是通过采用 TCP/IP 协议实现的，这是一套通信协议，告诉不同的网络应该如何进行数据分组，寻址，传输，路由和接收。这套协议由 IETF 管理，这是一个非盈利性的计数标准化组织，曾隶属于美国联邦政府，后台成为一个完全独立的全球性机构。

该组织还成立了新的工作机构，来确保无论互联网和万维网变得多么庞大和分散，它都能继续互操作。这些机构负责管理顶级分层网络域名（.com、.org、.edu）的分配和扩展，以及 IP 地址、统一资源定位符（URL）等和 HTML。

同样重要的是，该组织为互联网上的文件建立了共同的标准，比如耳熟能详的 JPEG 和 MP3 格式，为互联网上的信息建立了共同系统。没有互联网标准的建立，今天 20% 的世界经济就不会是数字化的，其余的大部分也不会是由数字化促成的。

3. 标准化与开放性

a. 商业世界的标准

从时间序列上看，在标准建立的过程当中，人们会建立几个相互竞争的标准，甚至更多。

与物理规律不同的是，商业上的标准化过程，是复杂，混乱和漫长的，它可能是一个伪装成技术问题的经营问题。物理上的标准是通过共识，而不是发现建立起来的。达成共识往往需要做出让步，这样一来，任何一方都不会完全满意，也可能会导致不同派别之间各自为政。

虽然不是每个公司都能从统一的标准中获利，但是如果大多数企业和用户能够受益，就会吸引更多的用户和企业来增强经济活力，降低成本，提升利润，吸引更多的投资，那么就会被市场推动着执行下去。

标准化背后的驱动力不太可能是某个有远见的声音或新引进的技术，而将是经济。

b. 几个典型的例子

然而需要警惕的是，建立标准需要有足够的开放度与玩家。绿山咖啡曾经被吹捧为食品，凭借销售咖啡机，以及与咖啡机配套使用的 K-Cup 咖啡胶囊，让其从一家区域性的咖啡机厂商，成长为市值超 180 亿美元的公司。然后在 2012 年，K-Cup 胶囊设计专利到期后，竞争对手抓住了这个时机，开始售卖更廉价，且兼容了其咖啡机的替代胶囊，给用户创造了新的价值。绿山咖啡在这件事上，体现出了可笑的贪婪，在咖啡机上增加了扫描识别功能，阻止用户使用不具有特殊专有标签的替代胶囊，销量直线下降了 12%。

绿山咖啡在没有创造新的用户价值的情况下，用其傲慢的势利眼，攫取了超出自己应得的那份财富。生生从一个标准的制定者，变成了标准推行的阻拦者。

编译语言，操作系统同样也属于标准的范畴。乔布斯曾把 Macintosh 作为一个封闭的系统，而 Microsoft 尽管系统不如 Apple 优雅美观，却将操作系统对外部开发者开放，并授权给计算机制造商。这使得微软在其操作系统上获得了海量的创新，也因此在个人电脑市场份额上远超 Apple，在 Windows 操作系统之战上取胜。自 21 世纪以来，乔布斯也在开放和封闭之间找到了更优的平衡，他开放了 iPhone 的操作系统，使 iTunes 可以在 Windows 上兼容，从诺基亚和黑莓中抢到了智能手机市场的份额。

然而，Apple 大逻辑还是遵循专有模式（proprietary），硬件，软件，Macintosh 操作系统，iOS 底层技术标准均由 Apple 自己控制。等于说平台夺取了整个市场，并获取它生成的所有利润，甚至 app store 的支付，尤其是游戏类 app 也完全遵循 apple 标准，可谓是不要脸之至。Apple 的专有模式似乎是每家平台公司的梦想，但是走专有模式的前提是，必须不断开发新的技术标准，创造新的用户价值，并保持对上述两项的单独控制权。

与 Apple 的专有模式相对应的是授权模式 （licensing），典型的例子是 Google 赞助 Android 操作系统，但是它鼓励多个硬件厂商生产运行 Android 系统的设备。

专有模式与授权模式的比拼，Sony 比较有发言权，教训也比较典型，如果想在某个标准之战中，寻找对市场的专有控制，必须赢得快，不然容易被新技术取代胜利的果实。VCR 战争时期，Sony 走专有模式，站 Betamax 标准，JVC 走授权模式，站 VHS 标准。Sony 质量之优秀是有目共睹的，但是授权模式下，许多厂商生产 VHS 设备，使得规模增加，定价降低，对消费者更具吸引力，随后 VHS 标准主宰了市场。几年后，Sony 又被卷入了新的战斗，这次是录像带让位给 DVD 的时期，得益于 PS3 的成功引入，取得了其主导的蓝光高清标准之于 Toshiba 主导的 HD DVD 标准的胜利。But，没几年，还没来得及享受胜利的果实，市场从 DVD 到流媒体的迁移，又浩浩荡荡地开始了。

正如之前所说，标准的建立需要一个过程。在当前的市场形势下，仍有许多标准在逐渐建立和完善当中，来提升行业的产能，相关监管部门和大学实验室也会参与到标准的建立过程中，当然也可能有玩家试图从标准的控制力上发力，希望能所带来的商业优势上。在汽车领域，我国在汽车制造领域发展初期未充分考虑标准规范的统一问题，现在每个地方都有自己的汽车品牌，发展方向也五花八门，所以现在国产企业企业普遍大而不强的局面；再如芯片领域，国产的芯片有龙芯、飞腾、兆芯、海思、海光、申威等品牌，只要国外存在的技术路线国内都有，国外没有的技术路线国内也有；基础软件也是一样，国产的操作系统有20余家，国产的数据库有200余家，这个行业面临的问题和芯片领域类似，缺乏统一的标准，也缺乏国际竞争力的企业。

四、量纲

言归正传，毕竟是一个物理科普，让我们回到七大基本物理量。

基本物理量之所以基本，因为常用物理量都可能通过基本量进行推导和换算得到，各种物理量之间存在着关系，说明它们的结构必然由若干统一的基础成分所组成，并按各成分的多寡形成量与量间的千差万别，正如世间万物仅由百余种化学元素所构成。物理量的这种基本构成成分统称为量纲，由于物理学研究物质在时空中的演化和运动，所以一切定量问题最终离不开质量、时间和长度这三种基本量。因而最适宜于选取 M、T、L 作为这三种基本量的量纲。一切其他导出量的量纲可按定义或客观规律表成这三种基本量的量纲组合。

比如速度量纲可表达为 ，加速度的量纲表达就是 ，根据牛顿第二定律，我们知道 ，在加速度的基础上，叠加了质量，所以 。通用的量纲表达式为 ，其中 I、Θ、N、J 分别为电流强度，热力学温度，物质的量，和发光强度的量纲。

能量是力在空间上的积累 ，则 ；而动量是力在时间上的积累 ，则 。经典物理中的物理量，均可以通过基本物理量进行定义。

我们去探索物理量之间的相关关系，公式是连接每个物理量的美妙表达，而量纲的表达，用指数逻辑，直观反映了物理量之间，不同阶的关系。从简洁到复杂，复杂背后是简洁，用简洁美妙的逻辑表达世界，也是经典物理中，科学家们所信仰的。包括牛顿，爱因斯坦这些巨人们，一生都在追求两个问题，能不能更简洁，能不能更通用。

五、世界是简单的吗

然而近代物理，尤其是量子力学的出现，似乎打破了经典物理中的简洁美。那么你相信，世界是简单的，我们只不过还没找到更底层，更简洁，更通用的科学理论；还是你相信，世界原本就是复杂的，经典物理之所以简洁，是因为只解释了世界的局部。请关注并私信，评论区留下你的观点，或在推文消息中投票