在日常生活中人們?yōu)楣罍y長(cháng)度或距離，習慣用手比一比或跨步量一量。據中國古書(shū)記載，“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋，婦手為咫，人身為丈”，“舉足為跬，倍跬為步，邁步為畝”。這里的寸、尺、尋、咫、丈、跬、步等，實(shí)際上就是長(cháng)度計量單位。眾多的單位直到公元前221年，秦始皇頒布“一法度衡石丈尺”命令和詔書(shū)后才得以統一。

　　我們的祖先早在漢朝就利用自然規律建立了度量衡標準，它們在原理上與米的現代定義相近，而在時(shí)間上卻比西方早約二千年，令世人驚嘆不已。

　　米(m)是國際單位制中表示長(cháng)度的基本單位。提高米的測量準確度不僅對于物理學(xué)、天文學(xué)等基礎學(xué)科有重要意義，而且也促進(jìn)了大地測量、空間技術(shù)、納米技術(shù)等的發(fā)展和進(jìn)步。

　　米的最初定義是由1791年法國國民代表大會(huì )確定的，一米等于地球子午線(xiàn)1/4長(cháng)度的一千萬(wàn)分之一?！懊住眮?lái)源于古希臘文，意為度量。當時(shí)認為子午線(xiàn)長(cháng)度是固定不變的，所以米及由米確定的千克和升也固定不變，從而形成一種基于自然不變的“米制”。

　　1799年，根據度量子午線(xiàn)弧長(cháng)的結果，用燒結鉑制成了體現端度基準的米原器并保存在巴黎檔案局，這就是最早的“檔案米”(后來(lái)證明它的實(shí)際值比定義值短約0.2毫米)。

　　國際計量局(BIPM)據此復制了30個(gè)鉑(90%)銥(10%)合金制的X型線(xiàn)紋基準米原器。1889年經(jīng)第一屆國際計量大會(huì )(CIPM)批準，從中選出了一個(gè)作為國際米原器，留出數個(gè)作為工作原器，而把其余的分發(fā)給米制公約成員國作為國家基準。這時(shí)的米被定義為，國際計量局保存的國際米原器上，兩端刻劃的中間刻線(xiàn)的軸線(xiàn)在00C時(shí)的距離。此定義實(shí)際上是由后來(lái)第7屆國際計量大會(huì )，1927年，認定的?？梢哉f(shuō)這是米定義的第一次變遷。

　　國際米原器的準確度為0.1微米，即千萬(wàn)分之一(1×10^-7)。到20世紀中葉，這個(gè)準確度已無(wú)法滿(mǎn)足精密機械制造業(yè)和計量學(xué)發(fā)展的需要。于是有人提出用原子輻射波長(cháng)值取而代之的建議，因為它是一種固定不變的自然基準。不久發(fā)現新研制的氪-86低壓氣體放電燈，在一定條件下輻射出的橙黃光譜的真空波長(cháng)值是個(gè)“定值”。1960年第11屆國際計量大會(huì )決定廢除國際米原器，將米定義為，氪-86原子的2P₁₀和 5d₅能級之間躍過(guò)所對應輻射在真空中波長(cháng)的1650763.73倍。這樣米的準確度達到十億分之四(4×10^-9)，它意味著(zhù)在1000公里的長(cháng)度上誤差僅為4毫米。這是米定義的第二次變遷。

　　幾乎與此同時(shí)，一種方向性好、亮度高、單色性強(相干能力強)的激光問(wèn)世，其特性?xún)?yōu)于任何已有的光源。隨著(zhù)穩頻和伺服技術(shù)的發(fā)展和應用，又使激光器輸出頻率的穩定性和復現性提高到百億分之一(1×10^-10)，而后測得的真空中光速值為299792458米/秒，其準確度也比過(guò)去提高了100倍。

　　在這種背景下，1975年第15屆國際計量大會(huì )提出，米定義可以通過(guò)光速表示，并認為光速值保持不變對天文學(xué)和大地測量具有重要意義。這就是說(shuō)，光速值不再是可測的量，而是固定不變的常數，長(cháng)度則可以建立在光速為常數的基礎上，通過(guò)時(shí)間或頻率確定。1983年第17屆國際計量大會(huì )將米定義為，光在真空中，在1/299792458秒時(shí)間間隔內所行進(jìn)路徑的長(cháng)度。這是米定義的第三次變遷。

　　新定義的米，可以通過(guò)時(shí)間法、頻率法和輻射法來(lái)復現。時(shí)間法利用光行進(jìn)的時(shí)間來(lái)測量長(cháng)度，主要用于天文學(xué)和大地測量學(xué)。頻率法利用光的頻率來(lái)測量其真空波長(cháng)，故在準確度方面潛力很大，但在實(shí)際應用中尚需建立激光波長(cháng)基準。在輻射法方面，1993年國際計量委員會(huì )推薦了8種穩頻激光器輻射的標準譜線(xiàn)頻率(波長(cháng))值，作為復現米定義的國際標準。

　　由于目前還沒(méi)有一種光電接收器能夠響應可見(jiàn)光頻率，所以尚需分波段研制多個(gè)穩頻激光器作為基準。穩頻激光器輻射頻率的測量準確度仍在不斷改進(jìn)中，比如目前常用的碘吸收633納米氦氖穩頻激光器的復現性，已在1×10^-10的基礎上又提高了約一個(gè)數量級。因而，在光頻范圍內米有可能建立頻率標準，這無(wú)疑將促進(jìn)原子物理學(xué)、分子物理及高分辨率激光光譜學(xué)的發(fā)展。兩個(gè)世紀以來(lái)米定義的變遷，既反映了科技進(jìn)步對計量學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用，也反映了計量學(xué)發(fā)展對科技進(jìn)步的反作用。