매일 쓰는 단위에도 저마다 이름의 유래와 이야기가 있습니다. 미터는 지구의 크기에서, 마력은 말과의 비교에서 태어났습니다. 우리 곁에 있는 단위의 어원·역사·오늘날의 정의를 따라가 봅시다.
그리스어 métron(μέτρον, "재는 것·척도")에서 유래했습니다. "측정한다"는 행위 자체가 단위의 이름이 되었습니다.
1791년 프랑스 과학 아카데미는 적도에서 북극까지, 즉 자오선의 4분의 1 길이의 1천만분의 1을 1미터로 정의했습니다. 이후 백금·이리듐 합금으로 만든 국제 미터 원기가 제작되어 1889년부터 길이의 세계 기준이 되었습니다.
1983년부터 미터는 "빛이 진공에서 1/299,792,458초 동안 나아가는 거리"로 정의되며, 빛의 속도 c를 정확히 299,792,458 m/s로 고정했습니다.
그리스어 계열 접두사 kilo-(천)와 프랑스어 gramme(후기 라틴어 gramma에서)를 합친 말로, 글자 그대로 "천 그램"을 뜻합니다.
한때 백금 90%·이리듐 10% 합금으로 만든 "국제 킬로그램 원기"(별칭 르 그랑 케이, Le Grand K)가 파리 근교 국제도량형국(BIPM) 금고에 보관되어 질량의 유일한 실물 기준이었습니다. 그러나 수십 년에 걸쳐 원기와 복제본 사이에 수십 마이크로그램의 질량 차이가 생겼습니다.
2019년 5월 20일, 킬로그램은 플랑크 상수 h를 정확히 6.62607015×10⁻³⁴ J·s로 고정하는 방식으로 재정의되었고, 130년간 쓰인 실물 원기는 마침내 은퇴했습니다.
출처: Wikipedia (en): Kilogram ·Wikipedia (en): International Prototype of the Kilogram
라틴어 secunda (pars) minuta, 즉 "두 번째의 작은 분할"에서 유래했습니다. 1시간을 60으로 나눈 것이 "분"(첫 번째 작은 분할), 그것을 다시 60으로 나눈 것이 "초"입니다.
오랫동안 1초는 평균 태양일(하루)의 1/86,400(=24시간×60×60)로 정의되었습니다. 그러나 지구의 자전은 미세하게 흔들리므로 더 안정된 기준이 필요했습니다.
1967년, 1초는 세슘133 원자 바닥 상태의 두 초미세 준위 사이 전이에 해당하는 복사의 9,192,631,770 주기가 지속되는 시간으로 정의되어, 시간이 원자시계에 기반하게 되었습니다.
스웨덴의 천문학자 안데르스 셀시우스(Anders Celsius, 1701–1744)의 이름에서 따왔습니다. 1948년 국제도량형총회에서 "섭씨도"라는 이름과 기호 °C가 채택되었습니다.
셀시우스가 1742년에 제안한 처음 눈금은 오늘날과 반대로, 0이 물의 끓는점, 100이 어는점이었습니다(숫자가 클수록 추움). 그가 죽은 뒤 눈금이 뒤집혀 0=어는점, 100=끓는점이 되었습니다(칼 폰 린네 등의 관여가 전해집니다).
오늘날에는 표준 기압에서 물이 0℃에 얼고 100℃에 끓는 일상적인 눈금입니다. 1섭씨도의 크기는 1켈빈과 정확히 같도록 정의됩니다.
독일 태생의 물리학자이자 계측기 장인 다니엘 가브리엘 파렌하이트(Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686–1736)의 이름에서 따왔습니다.
파렌하이트는 1724년경 이 눈금을 확립했습니다. 물·얼음·염화암모늄(소금)의 한제가 만드는 최저 온도 부근을 0°F로 삼고, 인체 체온 부근을 기준점의 하나로 삼았다고 전해집니다(세부는 여러 설이 있습니다).
현대 정의에서는 물의 어는점이 32°F, 끓는점이 212°F로, 그 차이가 정확히 180도입니다. 미국 등에서는 지금도 일상적으로 쓰입니다.
출처: Wikipedia (en): Fahrenheit ·Wikipedia (en): Daniel Gabriel Fahrenheit
아일랜드 태생의 물리학자 윌리엄 톰슨(초대 켈빈 남작, 1824–1907)의 이름에서 따왔습니다. 그는 글래스고 대학교 옆을 흐르는 켈빈강에서 작위명을 골랐습니다.
국제단위계(SI)의 열역학 온도 단위인 켈빈은 절대영도(분자 열운동이 멈추는 이론상 최저 온도, 약 −273.15℃)를 0 K으로 삼는 절대온도 눈금입니다. 1켈빈의 크기는 1섭씨도와 같아서, 섭씨 값에 273.15를 더하면 켈빈이 됩니다.
2019년 재정의 이후 켈빈은 볼츠만 상수 k를 정확히 1.380649×10⁻²³ J/K로 고정하는 방식으로 정의됩니다.
출처: Wikipedia (en): Kelvin ·Wikipedia (en): William Thomson, 1st Baron Kelvin
말 그대로 "말의 힘". 스코틀랜드의 기술자 제임스 와트(James Watt, 1736–1819)가 고안한 일률(공률) 단위입니다.
와트는 자신의 증기기관을 당시 주요 동력원이던 짐말과 비교해 팔기 위해 마력을 정의했습니다. 말이 일정 시간에 짐을 끌어 올리는 일률을 기준으로 삼은 것입니다. SI의 일률 단위 "와트" 역시 와트 본인의 이름에서 왔습니다.
1마력(기계 마력)은 약 33,000 피트·중량파운드 매분(ft·lbf/min), 즉 약 745.7와트에 해당합니다.
라틴어 mille passus(milia passuum), 즉 "천 걸음(복보)"에서 유래했습니다. mille는 "천"이라는 뜻입니다.
로마 마일은 1,000 "복보"였습니다. 복보란 양발을 한 번씩 내딛는 한 걸음 전체를 말하며, 합치면 약 1,480m였습니다. 이후 지역마다 길이가 달라지다가 1593년 잉글랜드 법령이 1마일을 8펄롱, 즉 5,280피트로 정했습니다.
현대 국제 마일은 정확히 1,609.344 m(1.609344 km)로 정의됩니다.
라틴어 uncia, 즉 "12분의 1"에서 유래했으며, 무게의 온스(ounce)와 어원이 같습니다. 1인치는 1피트의 12분의 1입니다.
전통적으로 "엄지손가락의 너비"에서 비롯되었다고 합니다. 중세 잉글랜드에서는 "보리 낟알(barleycorn) 세 알을 끝과 끝을 맞대어 늘어놓은 길이"를 1인치로 정하기도 했습니다(1인치=보리 3알).
현대 국제 인치는 정확히 25.4 mm(2.54 cm)로 정의됩니다.
글자 그대로 "매듭(knot)"에서 유래했습니다. 1노트는 시속 1해리(약 1.852 km/h)로, 배와 항공기의 속도에 쓰입니다.
범선 시대에 선원들은 일정 간격으로 매듭을 묶은 밧줄(측정삭, log line) 끝에 나무 조각을 달아 바다에 흘려보냈습니다. 모래시계로 잰 일정 시간 동안 배에서 풀려 나간 매듭의 수를 세어 속력을 측정한 데서 이름이 유래했습니다.
기준이 되는 해리(nautical mile)는 자오선상 위도 1분에 해당하는 길이에 기초하며 현재 정확히 1,852 m로 정의되므로, 1노트는 1,852 m/h입니다.
출처: Wikipedia (en): Knot (unit) ·Wikipedia (en): Nautical mile
라틴어 calor, 즉 "열"에서 유래했습니다. 열량·에너지를 나타내는 단위입니다.
1칼로리는 대체로 "물 1그램의 온도를 1℃(=1K) 올리는 데 필요한 열량"으로 정의됩니다. 기준이 되는 물 온도를 어떻게 잡느냐에 따라 15℃ 칼로리 등 정의 차이가 있습니다. 영양학에서 말하는 "칼로리(Cal)"는 실제로는 킬로칼로리(kcal, 1,000 cal)입니다.
1칼로리는 약 4.184줄에 해당합니다. SI의 에너지 단위는 줄이며, 과학에서는 일반적으로 줄을 씁니다.
원기 같은 실물은 분실·손상되거나 시간이 지나며 변할 수 있습니다. 빛의 속도나 플랑크 상수 같은 물리 상수는 우주 어디서나 변하지 않으므로, 이를 기준으로 삼으면 누구나·언제·어디서나 같은 단위를 훨씬 높은 정밀도로 재현할 수 있습니다. 2019년에 킬로그램, 켈빈 등이 이 방식으로 바뀌었습니다.
1791년 프랑스 과학 아카데미는 적도에서 북극까지의 거리(자오선의 4분의 1)의 1천만분의 1을 1미터로 정의했습니다. 이후 실물 원기 시대를 거쳐, 1983년부터는 "빛이 진공에서 1/299,792,458초 동안 나아가는 거리"로 정의됩니다.
사실 다른 단위입니다. 식품 표시의 "칼로리(Cal)"는 물리의 칼로리(cal)의 1,000배, 즉 킬로칼로리(kcal)입니다. 물리의 1칼로리는 물 1그램의 온도를 약 1℃ 올리는 데 필요한 열량으로, 약 4.184줄에 해당합니다.