國(guó)際單位制（以下簡(jiǎn)稱SI）自建立以來最新最重要的一次修訂已在2018年第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上產(chǎn)生，并記錄在SI手冊(cè)（第9版）。在2018年的定義之前，SI是通過7個(gè)基本單位及由基本單位的冪次、乘積構(gòu)成的導(dǎo)出單位定義的，而通過7個(gè)確定常數(shù)的固定數(shù)值給SI下定義更加有影響。其差別是原則上不需要之前的定義，因?yàn)樗袉挝?、基本單位和?dǎo)出單位都可以直接由確定常數(shù)構(gòu)成。盡管如此，基本單位和導(dǎo)出單位的概念是保留的，不僅因?yàn)樗杏茫跉v史上獲得公認(rèn)，也因?yàn)樗鼘?duì)保持ISO/IEC 80000系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的國(guó)際量制(ISQ) 是必要的，該標(biāo)準(zhǔn)指定的基本量和導(dǎo)出量需與SI基本單位和導(dǎo)出單位相符合。SI基本單位如表1所示。

從依據(jù)確定常數(shù)的固定數(shù)值定義SI出發(fā)，通過適當(dāng)使用這些確定常數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)給出下列定義集，推導(dǎo)出7個(gè)基本單位的每一個(gè)定義。

1.秒（The second），符號(hào)s，

是時(shí)間的SI單位。它由銫頻率ΔνCs的固定值定義，即：使得銫-133原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷頻率達(dá)到9192631770Hz，Hz等于s-1。

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明：ΔνCs= 9 192 631 770Hz，反向推導(dǎo)，根據(jù)確定常數(shù)ΔνCs值即可給出單位秒的一個(gè)表達(dá)式：

或者

這個(gè)定義的結(jié)果是秒等于未受干擾條件下銫-133（133Cs）原子在穩(wěn)定基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷9 192 631 770個(gè)輻射周期持續(xù)的時(shí)間。

提及未受干擾的原子是為了說清楚SI秒的定義是基于一個(gè)獨(dú)立的、不受任何外部場(chǎng)(如環(huán)境黑體輻射) 干擾的銫原子。

如此定義的秒是廣義相對(duì)論中本征時(shí)間的單位。為了提供一個(gè)協(xié)調(diào)的時(shí)間標(biāo)尺，不同地點(diǎn)不同基準(zhǔn)鐘的信號(hào)被結(jié)合在一起，以便做相對(duì)銫頻率變化的修正。

國(guó)際計(jì)量委員會(huì)（CIPM）基于挑選出來的原子、離子或分子的光譜線數(shù)量，已采用了多種秒的次級(jí)復(fù)現(xiàn)形式。只是其中一部分復(fù)現(xiàn)具有較高的穩(wěn)定性，能夠確定這些譜線無擾動(dòng)頻率和不低于基于銫-133超精細(xì)躍遷復(fù)現(xiàn)的秒的相對(duì)不確定度。

2.米（The metre），符號(hào)m，是長(zhǎng)度的SI單位。它采用光在真空中速度c的固定數(shù)值299 792 458定義，單位為ms-1，其中秒依據(jù)銫頻率ΔνCs定義。

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明：c= 299 792 458ms-1，反向推導(dǎo)，根據(jù)確定常數(shù)c和ΔνCs即可給出米的準(zhǔn)確表達(dá)式：

這個(gè)定義結(jié)果是1米等于光在真空中行進(jìn)1/299 792 458秒時(shí)間的路徑長(zhǎng)度。

3.千克（The kilogram），符號(hào)kg，是質(zhì)量的SI單位。它采用普朗克常數(shù)h 的固定數(shù)值6.626 070 15×10-34定義，其單位為Js，等于kg m2s-1，其中米和秒是依據(jù)c和ΔνCs定義。 

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明:h= 6.626 07015 ×10-34kg m2s-1，反向推導(dǎo)，根據(jù)規(guī)定常數(shù)h、ΔνCs和c即可給出千克的準(zhǔn)確表達(dá)式:

或者

這個(gè)定義的影響是朝向定義單位kg m2s-1 (運(yùn)動(dòng)量、角動(dòng)量?jī)蓚€(gè)物理單位)。這導(dǎo)致了質(zhì)量單位的定義，用普朗克常數(shù)h連同秒和米的定義一起表示。

以前的千克定義由國(guó)際千克原器的質(zhì)量值m（K）確定，m（K）精確地等于1千克，普朗克常數(shù)h的值必須通過實(shí)驗(yàn)來確定?，F(xiàn)在的定義精確地確定了h的值，而原器的質(zhì)量現(xiàn)在必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。

該定義中的普朗克常數(shù)的數(shù)值是這樣確定的：在它被選用的時(shí)候，千克等于國(guó)際千克原器質(zhì)量，m（K）=1kg，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2×10-8，這是當(dāng)時(shí)對(duì)普朗克常數(shù)值的綜合最優(yōu)估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

還請(qǐng)注意，根據(jù)目前的定義，原則上原級(jí)復(fù)現(xiàn)能在質(zhì)量標(biāo)尺的任何一點(diǎn)建立。

4.安培（The ampere），符號(hào)A，是電流的SI單位。它由元電荷e 的固定數(shù)值1.602 176 634×10-19定義，其單位為C，等于As，其中秒是依據(jù)ΔνCs定義。

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明：e= 1.602 176 634 ×10-19As，反向推導(dǎo)，根據(jù)確定常數(shù)e和ΔνCs即可給出單位安培的準(zhǔn)確表達(dá)式：

或者

ΔνCse≈6.789687×108ΔνCse

這個(gè)定義的結(jié)果是1安培等于1/（1.602 176 634×10-19）個(gè)元電荷每秒流動(dòng)所形成的電流。

以前，安培的定義基于真空磁導(dǎo)率（也稱為磁性常數(shù)）μ0值恰好是4π×10-7Hm-1=4π×

10-7NA-2的載流導(dǎo)線之間的力，其中H、N分別表示互相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)出單位亨利和牛頓。安培的新定義用固定值e 代替μ0，而且μ0結(jié)果必須用實(shí)驗(yàn)方法確定。

同時(shí)，由于真空介電常數(shù)（也稱為電常數(shù)）ε0，真空的特性阻抗Z0，真空的導(dǎo)納Y0分別等于1/μ0c2、μ0c和1/μ0c，ε0、 Z0、 Y0的值現(xiàn)在也須各自用實(shí)驗(yàn)方法確定，而且受和μ0一樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度影響，因?yàn)閏是已知精確的，乘積ε0μ0= 1/c2和商Z0/μ0=c保持精確值。在采用現(xiàn)在安培定義的時(shí)候，μ0=4π ×10-7H/m，具有2.3 × 10-10的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

5.開爾文（The kelvin） ，符號(hào)K，是熱力學(xué)溫度的SI單位。它由玻耳茲曼常數(shù)k的固定數(shù)值1.380 649×10-23J K-1定義，其單位J K-1等于kg m2s-2K-1，其中千克、米和秒是依據(jù)h、c和ΔνCs定義。

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明：k= 1.380 649×10-23kg m2s-2K-1，反向推導(dǎo)，根據(jù)確定常數(shù)k、h和ΔνCs即可給出開爾文的準(zhǔn)確表達(dá)式：

或者

這個(gè)定義的結(jié)果是1K等于熱能kT發(fā)生1.380 649×10-23J的改變導(dǎo)致的熱力學(xué)溫度變化量。

以前的開爾文定義是基于一個(gè)被分配給水的三相點(diǎn)溫度TTPW的精確數(shù)值，即273.16K。由于現(xiàn)在開爾文的定義確定了k的數(shù)值，而不是TTPW，所以后者必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。在采用現(xiàn)在定義的時(shí)候，TTPW等于273.16K，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度3.7×10-7，這是基于重新定義之前對(duì)k的測(cè)量。

由于過去用溫度標(biāo)度來定義，通常的做法是用與接近冰點(diǎn)的參考溫度T0= 273.15K差來表示熱力學(xué)溫度，符號(hào)T。這種差被稱為攝氏溫度，符號(hào)t，由如下方程定義：

t=T-T0

攝氏溫度的單位為攝氏度,符號(hào)為℃，按照定義其量級(jí)與單位開爾文相等。一個(gè)溫度差或區(qū)間可以用開爾文或攝氏度表達(dá)，不論何種情況，溫度差的數(shù)值都是一樣的。正是由于這個(gè)關(guān)系，用攝氏度表達(dá)攝氏溫度的數(shù)值與用開爾文表達(dá)熱力學(xué)溫度的數(shù)值有關(guān)。

t/℃ =T/K-273.15

開爾文和攝氏度也是1989年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)CIPM的建議5（CI-1989, PV, 57, 115）中采用的1990年國(guó)際溫標(biāo)（ITS-90）的單位。注意ITS-90定義了兩個(gè)量T90和t90，與熱力學(xué)溫度T和t相配。

同樣注意，目前開爾文定義的原級(jí)復(fù)現(xiàn)原則上可以在溫標(biāo)內(nèi)任何一點(diǎn)上建立。

6.摩爾（The mole），符號(hào)mol，是物質(zhì)的量的SI單位。一摩爾恰好包含6.022 140 76 × 1023個(gè)基本粒子。當(dāng)用單位mol-1表達(dá)時(shí)，這個(gè)數(shù)是阿伏伽德羅常數(shù)的固定數(shù)值NA，也稱阿伏伽德羅數(shù)值。

物質(zhì)的量，符號(hào)n，是對(duì)指定基本粒子數(shù)目測(cè)量的一個(gè)量制?；玖Ｗ涌梢允窃?、分子、離子、電子及其他粒子，或是這些粒子的特定組合。

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明：NA= 6.022 14076 ×1023mol-1，反向推導(dǎo)，依據(jù)確定常數(shù)NA即可給出摩爾的準(zhǔn)確表達(dá)式：

這個(gè)定義的影響是1摩爾是個(gè)包含6.022 14076×1023個(gè)指定基本粒子的系統(tǒng)之物質(zhì)的量。

以前的摩爾定義由碳12的摩爾質(zhì)量M（12C）值確定，精確到0.012kg/mol，然而現(xiàn)在M（12C）已經(jīng)不再準(zhǔn)確了，且必須用實(shí)驗(yàn)方法確定。在采用摩爾現(xiàn)在的定義的時(shí)候選擇NA值，M（12C）等于0.012kg/mol，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為4.5 ×10-10。

任何原子或分子的摩爾質(zhì)量X可以從其相對(duì)原子質(zhì)量的方程中得到：

M（X）=Ar（X）［M（12C）/12］ 

=Ar（X） Mu

而任一原子或分子的摩爾質(zhì)量X，也與基本粒子質(zhì)量m（X）有關(guān)：

M（X）=NAm（X）=NAAr（X）mu

在這些方程中，Mu是摩爾質(zhì)量常數(shù)，等于M（12C）/12，而mu是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的原子量常數(shù)，等于m（12C）/12。它們由阿伏伽德羅常數(shù)通過下式關(guān)聯(lián)：

Mu= NAmu

按照“物質(zhì)的量”名稱，在任何具體的應(yīng)用中，“物質(zhì)”這個(gè)詞通常會(huì)被詳細(xì)說明物質(zhì)的詞語所取代，以便可以唯一。例如：談?wù)摗奥然瘹涞牧?，HCl”，或“苯的量，C6H6”，總是給出涉及實(shí)體的明確說明是非常重要的(正如摩爾定義中所強(qiáng)調(diào)的)，這種給予涉及材料的化學(xué)分子式應(yīng)該更好。盡管“量”這個(gè)詞有更多綜合的字典釋義，但“物質(zhì)的量（amount of substance）”全稱縮寫成“量（amount）”可用于簡(jiǎn)寫。這也適用于導(dǎo)出量，比如“amount of substance concentration（物質(zhì)的量濃度）”可簡(jiǎn)稱為“amount concentration（量濃度）”。在臨床生化領(lǐng)域名稱“amount of substance concentration（物質(zhì)的量濃度）”通?？s寫成“substance concentration（物質(zhì)濃度）”。

7.坎德拉（The candela），符

號(hào)cd，是按一個(gè)指定方向發(fā)光強(qiáng)度的SI單位。它由頻率為540×1012Hz的單色輻射光光視效率的固定數(shù)值Kcd定義，其值是683，單位為lmW-1，等于cdsr W-1或cd sr kg-1m-2s3，其中千克、米和秒依據(jù)h、c和ΔνCs定義。

這個(gè)定義準(zhǔn)確地表明：頻率ν=540×1012Hz的單色輻射光光視效率Kcd=683kg-1m-2s3 cdsr，反向推導(dǎo)，依據(jù)確定常數(shù)Kcd、h和ΔνCs即可給出坎德拉的準(zhǔn)確表達(dá)式:

或者

這個(gè)定義的結(jié)果是1坎德拉是指在一個(gè)指定方向來源于頻率為540×1012赫茲、輻射強(qiáng)度為1/683瓦特，每球面度的單色輻射光的發(fā)光強(qiáng)度。