センチメートル・グラム・秒（CGS）単位系：基準単位・換算・SIとの違い

基準単位と組立単位

CGSでは、これらの単位で物理式を表す際に余分な定数を必要としないよう、基準単位が選ばれている。代表的な組立単位には次のものがある。

• ダイン — 力の単位。1ダインは、質量1グラムを毎秒毎秒1センチメートルで加速するのに必要な力である（1 dyn = 1 g・cm・s−2）。
• エルグ — エネルギーまたは仕事の単位。1エルグは、1ダインの力が1センチメートルの距離にわたって作用するときの仕事に等しい（1 erg = 1 dyn・cm）。
• バリー（Ba）— CGSにおける首尾一貫した圧力の単位で、1平方センチメートル当たり1ダインと定義される。

運動量、仕事率、比エネルギーなどの力学量も、センチメートル、グラム、秒の組合せで表される。この整合性により、CGSは広く用いられた時期には、物理学の多くの実験室計算で実用的であった。

電気における変種：ESUとEMU

CGSの際立った特徴は、電気量について複数の、内部的には整合した単位系を生み出したことである。主な変種として、静電単位系（ESU）と電磁単位系（EMU）が生じた。これらはマクスウェル方程式における光速度の因子の位置と、単位の大きさの数値が異なる。技術者や応用技術分野では、アンペアを用いて定義される実用的な電流および回路の量と、より自然に対応するメートル・キログラム・秒（MKS）単位系、のちにはSI単位系が好まれる傾向にあった。

歴史と採用

CGSの枠組みは、科学者が合理的で再現可能な単位体系を求めた19世紀に発展した。20世紀初頭まで、理論物理学と実験物理学で広く使用された。やがて、より大きな実用単位の必要性と電気技術の発展により、メートル、キログラム、秒に基づくMKS体系の採用が促された。1960年、国際度量衡総会は国際単位系（SI）を採択し、SIは大半の用途における国際標準としてCGSに取って代わった。

用途、換算、例

SIが主流である一方、CGSは一部の分野や歴史的文献には現在も残っている。天体物理学、電磁気学の理論論文、古い教科書では、CGSによる表記が今なお見られる。主な換算は次のとおりである。

1. 1ダイン = SIの10−5ニュートン（N）
2. 1エルグ = 10−7ジュール（J）
3. 1バリー = 0.1パスカル（Pa）

歴史的にCGS由来の表現で示された実用的な圧力の尺度には、気圧および水銀柱ミリメートルが含まれる。標準大気圧1気圧は約1.01325×106バリーであり、1 mmHgは約133.32バリーである。このような数値は、日常的な工学では、より大きいSI単位であるパスカル、ニュートン、ジュールのほうが便利であることが多い理由を示している。

主な相違点と遺産

CGSとSIの主な相違点には、基準単位の選択と電磁気量の扱いがある。CGS単位系では一部の理論式をより簡潔にできるが、複数あるCGS電気単位系は混乱の原因となりうる。現代の実務では、その普遍性と、アンペアのような測定可能な基準量から電気単位を直接定義する点から、SIが優先される。それでもCGSを理解することは、古い科学文献を読むこと、また物理学と工学における単位系の歴史的発展を理解するうえで有用である。メートル法の伝統についてはメートル法に関する一般的な資料を、質量、時間、力学の単位といった概念の関係については関連資料を参照できる。さらに、エルグの入門的資料および仕事がどのように定量化されてきたかの歴史も参照されたい。