おける質量の基本単位である。国際キログラムともいう。基本単位に接頭辞がついているのはキログラムだけである。キログラムの1000分の1と定義される。キログラムの1000倍(1メガグラム)に等しいと定義される。単位の「k」は小文字で書き、大文字で「Kg」と表記しない。外部リンク定義[編集]キログラムの定義は2018年11月16日に次のように改定され[1][2]、2019年5月20日に発効された。[4]この新定義によって、129年にわたって使用されてきた国際キログラム原器が廃止された。日本の計量法体系では、計量単位令(平成4年政令第357号)が改正され、2019年5月20日に施行することにより変更された[5]。μgの不確かさがあることとなった[6]。μgを加えた不確かさがあることとされた[7]。定義の変遷[編集]当初の定義[編集]1キログラムの当初の定義は「水1リットルの質量」であった。1795年の定義では、「大気圧下で氷の溶けつつある温度(すなわち0度)における水」となっていたが[8]、その後、水の体積は温度に依存することが分かり、そのため、「最大密度(=液温摂氏4度)における蒸留水1立方デシメートル(1リットル)の質量」と定義された。水の密度は気圧と温度に影響され、気圧にはその因子に質量が含まれている。このキログラムの定義には循環定義が含まれていることになる。この問題を避けるため、1799年に、当時の技術で上記のキログラムの定義に合わせた白金製の原器が作製された。Archives)と呼ぶ。(IPK)の質量」であった。SI基本単位において、キログラムが普遍的な物理量ではなく「人工物」に基づいて値が定義される単位として最後まで残った[9]。Kilogram)の質量と定義された。国際キログラム原器は1879年に作成された3つの原器のうちの1つであり、測定の結果以前のアルシーヴ原器と当時の技術では質量差が認められなかったものであるが、これが1889年の第1回国際度量衡総会の決定によりキログラムの定義に使用されることとなった[12]。国際キログラム原器は直径・高さともに約39mmの円柱形の、プラチナ(白金)90%、イリジウム10%からなる合金製の金属塊である[13][14][15]。フランス・パリ郊外セーヴルの国際度量衡局(BIPM)に、2重の気密容器で真空中に保護された状態で保管されている[16]。キログラム原器の複製[編集]上記1889年の第1回国際度量衡総会において、世界各国で用いる標準原器として各国に国際キログラム原器の複製を配布することが決定された[17]。当初40個の複製が作られて各国に配布・保管されている。これらの原器は約40年ごとに特殊な天秤を用いて国際キログラム原器と比較されることになっている[18]。日本国キログラム原器[編集]日本は1885年にメートル条約へ加盟したため[19]、日本にも標準原器が配布されることとなった。その後、1889年に作成された複製のうちNo.6が日本に割り当てられ、1890年に到着した[19]。日本国内ではこのNo.6を「日本国キログラム原器」としてキログラムの基準に使用している。No.30とNo.39も副原器として日本に配布されたが、No.39は1947年に連合軍軍政期の朝鮮(現在の大韓民国)に譲渡したため、1963年にNo.E59を新造し、実験用原器として使用している[20]。2009年9月には、BIPMから原器No.94を新規に購入した[21]。あった[22][23]。μg程度と見られている[23]。指紋1個に含まれる皮脂の質量に相当する[24])。kgの5×10−8倍に当たるので、国際キログラム原器による定義の精度は8桁程度ということになる。質量の定義をより明確にするため、質量単位「キログラム」は「洗浄直後の国際キログラム原器の質量値」として解釈されることになった[23]。μg軽くなっているという報道が一部でなされた[16]。μg軽くなったことを意味するわけではない。μg少なかったということだという[25]。他のSI基本単位は「普遍的な物理量」に基づく定義に改められてきたのに対し、キログラムだけがいまだ「人工物に依存」する単位として残っていた。人工物による定義では、経年変化により値が変化し、また、焼損や紛失のおそれもある。このため1970年代から、普遍的な物理量によるキログラムの定義が検討されてきた。2011年10月21日に国際度量衡総会において、キログラム原器による基準を廃止し、新しい定義を設けることが決議された[26][27]。よって定義することが2013年12月に提案された。これはプランク定数がもはや実験値ではなく、定義定数となることを意味する。この提案は、SI文書の第9版(現在は2006年の第8版[28])の1章〜3章の改訂(案)の一部として提案された[29]。不確かさがあったのに対して、この新しいキログラムの定義では、プランク定数の不確かさはゼロになり、逆にIPKに4.4×10−8の不確かさがあることになる[30]。等しい静止エネルギーを持つ物体の質量を1キログラムと定義する。決議することが予定されていた[32]。20日に開催されたCGPMでは、プランク定数の精度が十分でないことなどにより上記の定義への変更はなされず、次の2018年開催予定の第26回CGPMに向けて定義変更のための諸課題を解決すべし、との決議が採択された[33][34][35]。プランク定数による定義の提案[編集]CIPMはキログラムの定義の変更をCGPMの決議案として提出し、この決議案は2018年11月16日にCGPMによって決議・承認された[36]。キログラムと共に、アンペア、ケルビン、モルの定義も大きく変更されたものが決議されたが、これらの変更も併せ、2019年5月20日に施行された[37][38]。過去の様々な提案[編集]現在の定義に変わる新しい定義の候補として、アボガドロ定数などを用いた各種の提案があった。アボガドロ定数に基づく定義は、一定個数のケイ素(Si)原子の質量をキログラムとするという原子質量標準である。アボガドロ定数の値をより正確に求めることができれば、そこからケイ素1キログラムに含まれるケイ素原子の数を決定することができる。(CIPM)が中心となって、各国の研究機関でケイ素を用いてアボガドロ定数の不確かさを少しでも小さくするための研究が行われた。2010年時点でのアボガドロ定数の値(CODATA2010年推奨値。括弧内は標準不確かさ)には、8桁目に不確かさがある。国際キログラム原器による精度は8桁なので、あと1桁精度を上げることができれば、キログラムの定義を原子質量標準に置き換えることに意味が出てくる[39]。2014年の提案では、キログラムの定義には上述のようにプランク定数が使用され、アボガドロ定数はモルの定義に使われることとなった。他には以下のような提案があった。定義するのに用いられたワット天秤を用いて定義する。超伝導コイルで発生する磁場で超伝導体を浮揚することによってキログラムと電気量とを関連づけ、コイルに流れる電流により定義する。加速度が生じたときの、その導体の1メートル当たりの質量を1キログラムと定義する。金の原子を蓄積し、それを中性化するのに必要な電流によって定義する。「キログラム」は、明らかにグラムに接頭辞キロ(kilo-)を付けたものである。SIにおいては、グラムではなくキログラムが基本単位となっており、グラムはその分量単位の一つとされている。グラムではなくキログラムがSI基本単位とされたのは、以下のような経緯があるからである。フランスにおいて1789年の革命が勃発した後、国王ルイ16世は新しい時代の度量衡単位の策定を、アントワーヌ・ラヴォアジエ、ニコラ・ド・コンドルセ、ピエール=シモン・ラプラス、ジャン=シャルル・ド・ボルダ、アドリアン=マリ・ルジャンドルなど主に科学者達で構成された委員会に委嘱した[40]。その委員会において、質量単位のモデルとして1メートルの10分の1(=10cm)で構成された立方体の升に入った水の質量、すなわち1リットルの大気圧下で氷の溶けつつある温度(0度)における水について、grave(グラーブ、記号G)と名称が与えられた質量単位を標準とすることが提案された[41]。その語源はgravity(重力)から由来したものである。当初は、このgrave(グラーブ、グラーヴ)を質量の基本単位とした原器が作られる予定であった。これを元として、1graveの1,000分の1を別の質量単位名で、仏語gramme(グラム)ないしgravet(グラベト、グラヴェト)、また1graveの1,000倍を別の質量単位名を用いてtonne(トン)ないしbar(バー)と称するように名称が考案されたりもした。来るフランス革命の波に襲われ、科学者達の研究は途中で中断するが、その後、新しい革命政府が樹立されると再びメートル法が注目されるようになった。そのフランス革命の後、質量の単位は大きな転機を迎えることとなる。共和政府が当初の質量の基本単位をgraveから、その1000分の1を表すgrammeへと変更したのである。理由は諸説あるが、有力な説の一つとして、1graveという大きさの質量が当時、メートル法以前の昔から使われてきたいくつかの質量の旧単位と比較しても、大きな単位であるということがある。そのためフランスの科学者達は、グラーブは日常的に使う質量単位としては大きすぎるであろうと危惧し、フランス共和政府と共に、質量の基本単位は1グラーブの1000分の1である「1グラムを質量の基本単位とすべき」と決定したという説があるが、真相は定かではない。質量の基本単位を1グラムとすると非常に使い勝手が悪く、とりわけ1グラムを定義した、(1円硬貨ほどの大きさを持つ)原器を作るにはあまりにも小さすぎた。(kg)"の名前を冠した原器を作ることと決めた。これはあくまでも質量の基本単位をグラムにしたことに起因する。して当初の質量単位grave(グラーブ)の名称は姿を消したのである。これが後の1799年に作成された「確定キログラム原器」となった。グラム)とした基本単位ができ上がった。メートルとグラムとではその規模が異なる。「数グラムの質量を持つものは、数センチメートル台の大きさ」であることが多く、逆に「メートルで測られる大きさを持つものは、キログラム台の質量を持つ」ことが多い。基本単位とする単位系が構築されるようになった。これがCGS単位系である。電磁気学の発展に伴い、CGS単位系では不都合が生じるようになった。CGS単位系を元に電磁気学の単位を作ると、値が大きくなってしまう。これは、電磁気学の現象を記述するには、センチメートル・グラムでは小さすぎるということである。そのため、科学で使われる単位系の主流はメートル・キログラム・秒を基本単位とするMKS単位系へと移行した。上記に記された1889年のキログラムの新定義により、それ以降のメートル法において質量の基本単位としての礎を築いた。MKS単位系を更に発展させた国際単位系(SI)においても、キログラムが基本単位として引き継がれている。キログラムの分量・倍量単位の接頭辞は、キログラムではなくグラムを基準にして付けられる。これは、SIでは二重に接頭辞を付けることを禁じているためである。そこで、キログラムを基準として接頭辞が付けられるように、キログラムに代わる新たな単位名称を付けようという提案が何度かなされている。quilo(記号:q)やkilon(記号:k)といったものが提案されている[42]が、正式に議論にかけられたものは、現時点ではない。キログラム重)という、質量のキログラムとは異なる単位がある。65ニュートン(力のSI単位)の重力である。cm/s2(この値が定義されたときはCGS単位系が主として使われていた)という重力加速度の値は、グラム重を定義するために第3回国際度量衡総会(CGPM)で定められた協定値であるということに注意する必要がある。重力加速度は緯度や高度、場所によって微妙に異なるため、この値が定められるまではグラム重という単位は値が不明確な単位であった。分量・倍量単位[編集]接頭辞は歴史的な理由(上記#グラムとキログラム参照)により、キログラムではなくグラムに対して付けられる。1キログラムの100万分の1の質量は、1「マイクロキログラム」ではなく1ミリグラム(1000分の1グラム)となる。マイクログラムもよく用いられ、「μg」と表記するが、webコンテンツなどでは「μ」に代え「u」と代用表記される、すなわち「ug」となる場合もある[45]。実用されている分量・倍量単位は次の通り。kg)1立方ミリメートルの水の質量は1ミリグラムである。砂粒はだいたい1ミリグラム程度である。kg)核子、原子、分子の質量はヨクトグラムのオーダーである。軽い粒子のためにはヨクトグラムでも大きすぎるが、現時点ではヨクトよりも小さな値を表すSI接頭辞は存在しない。yg次のようにグラムにメガ以上のSI接頭辞を付けることも考えられるが、キログラムの1000倍の質量に対して、1メガグラムという名前が用いられることは一般にはなく、トンが使われる。t)接頭辞はグラムに対して付けられるため、100倍・10倍・1/10および1/100を表す接頭辞を付けた次のような単位も一応考えられ、後述のようにこれらを表す漢字も作られているが、現実には用いられず、理論上の単位の域を出ない。1万倍を表す「ミリア」という接頭辞も存在したが、これもあまり用いられることなく、現在では廃止されている。kg)表記[編集]漢字ではグラムが「瓦蘭姆」と音訳され、ここから「瓦」一字だけでグラムの意味を表すようになった。(現気象庁)が「瓦」をその中に含む以下のような倍量・分量単位の漢字を作り、1891年から各気象台で気象観測の月報などに使用して、一般にも広まった。中国では、「瓦」はワットを表し、グラムには「克」の字を当てているため、それに合わせて「?」(キログラム)、「?」(ミリグラム)といった漢字が作られている。これらの漢字表記は、計量法上は使用することはできない。g、CJK互換用文字として以下の文字が収録されている。guramutonこれらは、既存の文字コードに対する後方互換性のために収録されているものであり、使用は推奨されない[46][47]。pp.185-200。2011年11月2日閲覧。ベント・ハーメル監督のノルウェー映画。国際キログラム原器およびノルウェーのキログラム原器にまつわるストーリーである。