| 基準 | グレーン (gr) | キログラム (kg) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 77.1618 gr | 0.005 kg |
| One litre of water | 15432.4 gr | 1 kg |
| Average adult human | 1080265 gr | 70 kg |
| A small car | 21605302 gr | 1400 kg |
グレーンは、ちょうど 64.79891 ミリグラムにあたる質量の単位です。記号は gr です。ヤードポンド法とアメリカ慣用単位系のなかでもっとも小さい単位であり、常衡、トロイ衡、薬衡が同一の大きさで共有する唯一の単位でもあるため、これらのあいだの換算はこの単位を軸として回ります。
由来は農業に根ざした文字どおりのもので、大麦の粒、伝承によっては小麦の粒を自然の基準としたものです。ひとつの収穫から得た種子は驚くほど粒がそろっているからです。1266 年のイングランドの法令は、ペニーを、穂の中ほどから取った小麦 32 粒の重さと定めました。この定めは原則として 19 世紀まで生き延び、そこでグレーンは種子ではなくポンドに対して法で固定されました。7000 グレーンが常衡の 1 ポンド、5760 グレーンがトロイ衡の 1 ポンドです。
今日この単位がもっとも生きているのは銃器の分野です。弾丸の質量はほぼ世界共通でグレーンで示され、55 グレーンのライフル弾、230 グレーンの拳銃弾といった言い方は、メートル法の国を含め、射手のあいだで標準的な言葉です。装薬もグレーンで量り、リロード用のはかりはこの単位で目盛られています。
薬学は何世紀もグレーンを用いており、5 グレーンのアスピリン錠は今日の 325 ミリグラム錠の祖先です。この数字はメートル法では恣意的に見えますが、旧単位では当然のものでした。歯科、矢と弓の部材、真珠や宝石の取引にも、場所によって残っています。
もっとも 目を引く 性質 は、英語 圏 の どの 重さ の 体系 でも 同じ である こと です。トロイ、常衡、薬 種 の 重さ は グレーン の 上 で 別々 に分かれます。トロイ ポンド は 5760 グレーン、常衡 ポンド は 7000 です。しかし 三 つ とも、64.79891 ミリグラム の 同一 の グレーン の 上 に立っています。おかげで グレーン は、金 細工 の 分銅 と 食料 品 商 の 分銅 を突き合わせられる 共通 の 貨幣 となり、より 大きな 親類 が刈り込まれる なか で この単位が 標準 化 を生き延びた 理由 になりました。弾 を 自分 で 詰める 人 は 今日 も 同じ 細かさ を使います。火薬 の 量 は 十 分 の 一 グレーン、およそ 六 ミリグラム まで 量られます。量 の 小さな 誤り が 圧力 の 大きな 変化 を生むからです。
1 グレーンは、ちょうど 64.79891 ミリグラム、常衡 1 ポンドの 7000 分の 1、およそ 0.002286 オンスに等しくなります。
キログラムは、国際単位系における質量の基本単位です。記号は kg です。名称に接頭語を含む唯一の基本単位であり、初期のメートル法から受け継がれたまま整理されずに残っている点です。
1 世紀以上にわたり、キログラムはただひとつの物体によって定義されていました。パリ近郊のセーヴルにある国際度量衡局に保管された、白金イリジウム製の円柱です。40 個の公式複製が加盟国に配られ、長い間隔をおいて原器と比較されました。この比較により、100 年のあいだに原器と複製のあいだで数十マイクログラムのゆるやかなずれが生じていることが明らかになりましたが、どちらが変わったのかを知る手立てはありませんでした。誰にも検証できない物体によってしか定義できない単位は、再現性の上に築かれた体系にとって不面目でした。
新しい定義は 2019 年 5 月 20 日に発効しました。キログラムは現在、プランク定数に 6.62607015 かける 10 の マイナス 34 乗 ジュール秒 という厳密な値を与えることで定められており、量子力学を通じて質量を時間と長さに結びつけています。実際の実現にはキッブルばかりを用います。これは、電気量によって大きさが分かっている電磁気力に質量を釣り合わせるものです。あるいは、ほぼ完全な シリコン 球の原子数を数える方法もあります。相応の設備をもつ研究所であれば、今日では自前で単位を実現できます。
日常生活はこうしたことにまったく左右されません。体重、買い物、手荷物の許容量、貨物、そしてほぼすべての工学計算の質量側はキログラムで表され、国際原器は定義としてではなく歴史的な物体として、いまも金庫に収められています。
新しい 定義 を 実現 するには、物 ではなく 装置 が要ります。キッブル の 天秤 は、プランク 定数 から 値 の 分かる 電磁 の 力 に対して 質量 を支え、機械 の 仕事 率 と 電気 の 仕事 率 を じかに 比べます。もう ひとつ の 方法 は、直径 と 格子 の 間隔 が 十億 分 の 数 まで 分かっている、ほぼ 完全 な ケイ素 28 の 球 の 原子 を数えます。二 つ の やり方 は 1 キログラム あたり およそ 二十 マイクログラム の 内 で 一致 し、装置 を作る 実験 室 なら どこ でも いま や 自前 の 一次 の 標準 を作れます。それ が この 変更 の 実際 の 利得 です。質量 は もはや 金庫 の なか の ただ 一つ の 円柱 に さかのぼる 必要 がなく、その 円柱 に 何 が 起ころうと 単位 は 動きません。
1 キログラムは、1000 グラム、およそ 2.20462 ポンド、およそ 35.274 オンスに等しくなります。