苹果手机的Home按键的圆让使用者感到舒适，也具有美感。你知道她的设计渊源么？

14世纪，当被主教询问艺术的真谛时，意大利画家Giotto随手画出一个完美的圆，然后回答“这就是 了”。

由工程师和工匠们组成的多国团队做出一个比Giotto更完美的艺术品，一个被认为是地球上最圆的球体。

这个不寻常的球是为了解决千克标准的问题。存放于法国巴黎的千克标准是一块具有120年的历史的白金和铱的合金。但是最近研究发现，这个千克标准块对比其他40个复制品，重量一直在产生变化，没有人知道为什么和变化了多少。

千克标准块的不稳定问题被提上解决日程，期间提出过很多方案。最优的方案是不使用一块物质来定义千克，而是使用原子的个数来定义，稳定的原子可以解决标准块的复制品的问题和质量衰变的问题。

首先是原理问题。来自意大利、比利时、日本和美国的技术团队解决了原子“数数”的问题。

这个工作不是看起来那么简单，为了测量球体的体积，科学家必须使用高精度干涉仪测量球面至少60,000个表面点，然后使用光学晶检器测量组成球体的原子间的距离和结构，以期计算球体的原子密度。然后使用体积和密度函数计算一千克质量包含原子的数量。那么这个数据只要被其她国家接受即可。

原理解决后，科学家只需要足够圆的球和足够纯度的材料，也就是本文提出的球体来测量，人类能够达到的工艺极限。球的材料使用前苏联时期，用于浓缩铀的离心机制造，科学家使用这个离心机分量出高纯度的Si-28同位素。

分离出的高纯度硅材料从俄国运到前东德的晶体生长设备形成巨大的硅晶体。主要是解决晶体内部结构的均匀问题。这个过程比较艰辛，经过6次失败，最后制作出两块5kg的硅晶体。

接下来是更为挑战性的工作——磨圆。研究团队采用了300年前牛顿使用磨镜片的方法制作，使用手工打磨。经过几个月的打磨，研究团队将两个球的直径控制在93.75mm，并采用存放于澳大利亚国家计量所千克标准块的重量。最终，这个球的圆度达到0.3纳米，只有3倍的原子直径误差。如果将这个球放大到地球这么大，那么这个误差只有3米高。

这样的圆度精度20年前是不可能实现的。这其中的关键技术包括从圆度仪收集的巨量数据处理的计算机技术和算法，能够在磨的过程中实时在线检测精度达到5纳米的圆度仪应用。

最终两个硅球精度达到了相同的原子数（验证作用）。

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