Các tiền tố SI cung cấp một cơ chế thiết yếu để truyền đạt một cách hiệu quả thông tin khoa học.
- Richard Brown và Martin Milton giải thích cho chúng tôi về những phát triển mới nhất.
Hệ thống đơn vị SI là gì?
Hệ đơn vị quốc tế (International System of Units – SI) là hệ thống đơn vị đo lường duy nhất được công nhận trên toàn thế giới. Khi các nhà khoa học nghĩ về SI, họ thường xem xét bảy đơn vị cơ sở hoặc các đơn vị dẫn xuất, đặc biệt là 22 tên đặc biệt được đặt (như newton, pascal, v.v.). Đối với công chúng, các tiền tố SI 1 như centi, milli và kilo có thể là phần quen thuộc nhất của hệ thống. Các tiền tố sửa đổi kích thước đơn vị, đảm bảo rằng các giá trị số liên quan được trình bày trên thang điểm từ 1 đến 100, giúp chúng dễ liên tưởng, làm rõ khái niệm và dễ sử dụng hơn. Những đơn vị này ăn sâu vào cuộc sống hàng ngày, trong các đơn vị đo lường được sử dụng rộng rãi như centi mét, mili lít và kilô gam, và cũng bởi vì nhứng ứng dụng trong khoa học trước dó của những đơn vị này ngày này chúng được sử dụng như một phần thuật ngữ phổ biến như công nghệ nano hoặc gigafactory.
Việc đặt tên cho các tiền tố đã là một câu chuyện với nhiều tranh cãi và sự kiện bất ngờ. Trong lịch sử, các tiền tố có nguồn gốc từ các từ Latin hoặc Hy Lạp thể hiện các số. Điều này đã được chấm dứt trong một khoảng thời gian từ năm 1935 đến năm 1964 khi một loạt các tên tiền tố được các cơ quan khoa học và kỹ thuật bên ngoài sử dụng cho các ‘kích thước’ không cụ thể – chẳng hạn như tera từ tiếng Hy Lạp teras có nghĩa là quái vật, gợi lên hình ảnh của những con thú thần thoại – và lấy từ các ngôn ngữ hiện đại như tiếng Ý (piccolissimo, có nghĩa là rất nhỏ, dẫn đến pico) và tiếng Đan Mạch (femten và atten, có nghĩa là mười lăm và mười tám, dẫn đến femto và atto, tương ứng).
Việc sử dụng tiền tố bắt nguồn từ nguồn gốc của hệ mét ở Pháp. Người ta ghi lại rằng, vào năm 1795, người ta đã có các tiền tố cho dải giá trị từ 0,001 đến 1.000 mét 2. Điều này dẫn đến danh sách đo lường đầu tiên được ban hành bởi Ủy ban Quốc tế về Trọng lượng và Đo lường vào năm 1879. Vào thời điểm đó, các đơn vị đo lường (bao gồm cả tiền tố và đơn vị đo, vd: kilo-gam) được liệt kê trong danh sách như là các đơn vị đo lường được phép sử dụng, thay vì danh sách các đơn vị riêng biệt cùng với danh sách các tiền tố có sẵn để sử dụng chung với các đơn vị đo. Điều này rõ ràng là một sự nhầm lẫn về bản chất vào thời điểm đó giữa đơn vị, tiền tố và tên đặc biệt cho bội số đơn vị. Điều này đã được giải quyết một phần vào năm 1935 khi micro (μ) và mega (M) được giới thiệu dưới dạng tiền tố, và được giải quyết hoàn toàn vào năm 1960 khi hệ đơn vị SI được ban hành chính thức kèm với một danh sách các tiền tố SI bao gồm các bậc độ lớn từ 10–12 (pico hoặc p) và 1012 (tera hoặc T) đã đã đươc công bố. Đến năm 1991, hệ thống đã phát triển để bao phủ phạm vi bội số và bội số phụ giữa 10–24 (yocto hoặc y) và 1024 (yotta hoặc Y) – bội số yocto đáp ứng yêu cầu đối từ các nhà hóa học biểu thị đại lượng phân tử theo đơn vị SI.
Hệ thống đơn vị SI được sử dụng như thế nào?
Phạm vi của các tiền tố SI có sẵn luôn được mở rộng khi tiến bộ trong khoa học phát sinh nhu cầu với các bậc độ lớn ngày một tăng lên. Với sự ra đời của máy tính hiện đại, tiền tố SI ngày càng được sử dụng nhiều trong khoa học dữ liệu – giờ đây tất cả chúng ta đều quen thuộc với gigabyte (GB) và terabyte (TB) dữ liệu. Khi số lượng dữ liệu toàn cầu tiếp tục tăng theo cấp số nhân, đã có sự quan tâm đáng kể đến những gì sẽ xảy ra tiếp theo. Cái gì lớn hơn một yottabyte? Những con số lớn và những cái tên bất thường luôn là mối quan tâm lớn đối với các phương tiện truyền thông khoa học và có khả năng những tên gọi tiền tố phổ biến nhưng không chính thức có thể được áp dụng trong thực tế – chẳng hạn như brontobyte hoặc hellabyte cho 10 27 byte 4. Do đó, SI cần phải nhanh chóng công bố các tên và ký hiệu mới chính thức cho bội số lớn hơn. Một phần mở rộng đối xứng cho bội số phụ cũng sẽ giúp cho các lĩnh vực như vật lý hạt và thiên văn học phóng xạ.
Thực ra chúng ta không thể đơn giản chọn bất kỳ tên nào. Tên tiền tố phải bắt đầu bằng các chữ cái, sau này sẽ trở thành biểu tượng tiền tố và không được sử dụng chung cho các mục đích khác. Một phân tích5 vào năm 2019 đã chứng minh rằng chỉ có các chữ cái r và q là còn có thể sử dụng được (bất kỳ phần mở rộng nào khác với các tiền tố trong tương lai có thể sẽ cần sử dụng tiền tố kép). Sử dụng chúng theo thứ tự bảng chữ cái đảo ngược như đã được thực hiện vào năm 1991, các tiền tố SI mới đã được Đại hội đồng lần thứ 27 về Trọng lượng và Đo lường thông qua vào tháng 11 năm 2022. Đó là: ronto (r) cho 10–27, ronna (R) cho 1027, quecto (q) cho 10–30 và quetta (Q) cho 1030. Vì vậy, bạn có thể mong đợi nghe về ronnabyte và quettabyte trong tương lai khi các tiền tố SI tiếp tục vai trò khiêm tốn nhưng thiết yếu của chúng trong việc thúc đẩy truyền thông thông tin khoa học hiệu quả.