国際単位系（SI）とは：世界で使われる基本7単位と派生単位の解説
国際単位系（International System of Units）は、メートル法の現代標準形で、世界で広く採用されている計量の体系です。名称はフランス語のSystème International d'unitésに由来し、一般にSIと略記されます。
国際単位系とは、メートル（長さ）、キログラム（質量）、秒（時間）、アンペア（電流）、ケルビン（温度）、モル（物質量）、カンデラ（光度）の7つの基本単位を基礎とした計測システムです。これらの基本単位を組み合わせたり、定義された定数を用いて定義し直すことで、さまざまな物理量を表すSI派生単位が構成されます。たとえば、体積、エネルギー、圧力、速度など、多くの量は派生単位で表されます。
基本7単位の現在の定義（概要）
- メートル（m）：光が真空中を進む速度（c）に基づき定義されます。1メートルは光が真空中を1/299792458秒間に進む距離です。
- キログラム（kg）：2019年の改定以降は特定の物体に依存せず、プランク定数（h）に固定された値を用いて定義されています。
- 秒（s）：セシウム原子の基底状態における超微細遷移の周波数（Δν_Cs）に基づく周期で定義されます。
- アンペア（A）：電気の基本電荷（e）を用いて定義されます。1アンペアは1秒間に1クーロンの電荷が移動する電流に相当します。
- ケルビン（K）：ボルツマン定数（k）を基に温度を定義します。
- モル（mol）：アボガドロ定数（NA）に基づき、物質中の構成要素の数を示す単位として定義されます。
- カンデラ（cd）：光度に関する単位で、特定の放射スペクトルに対する光度効率（Kcd）を基準に定義されます。
SI派生単位の例
基本単位を組み合わせて作られる代表的な派生単位：
- ニュートン（N） = kg·m/s²（力の単位）
- ジュール（J） = N·m = kg·m²/s²（エネルギーの単位）
- パスカル（Pa） = N/m²（圧力の単位）
- ワット（W） = J/s（仕事率・電力の単位）
- クーロン（C） = A·s（電荷の単位）
- ボルト（V） = W/A（電位差の単位）、オーム（Ω） = V/A（抵抗の単位）など
接頭辞（プレフィックス）と数量の扱い
SIでは10の累乗を表す接頭辞が標準化されており、非常に大きな値や小さな値も扱いやすくなっています。代表的なものとしては、kilo（k）=10^3、milli（m）=10^−3、micro（µ）=10^−6、nano（n）=10^−9などがあります。例：1 km = 1000 m、1 mg = 0.001 g。
2019年の再定義と国際的な基準
2019年にSIの基本単位は主要な物理定数の固定化によって再定義され、物理量の定義がより安定で再現性の高いものになりました。これにより、特定の人工物に依存しない定義（たとえばキログラムが基準としていた国際キログラム原器からの独立）が実現されました。定義に用いられる主な定数にはプランク定数（h）、光速（c）、ボルツマン定数（k）、電気素量（e）、アボガドロ定数（NA）、セシウム遷移周波数（Δν_Cs）、光度効率（Kcd）などがあります。
採用状況と国際機関
ほぼ全世界でSIが用いられており、公式の計量制度としてSIを採用していない国はごくわずかです。公式には、ミャンマー、リベリア、アメリカのみが完全にはSIを公式標準として採用していないと紹介されることがありますが、これらの国々でも科学や医療、工学の分野ではSIが広く使用されています。
SIの維持・調整は国際的な機関（例えばフランスのセーヴルにある国際度量衡局：BIPM）や各国の計量機関が協力して行っており、定義の見直しや単位の普及は国際的な協議で進められます。
実務でのポイント（使い方のルール）
- 数値と単位記号の間には半角スペースを入れる（例：10 km、25 °C）。
- 単位記号は大文字・小文字が区別される（例：mはメートル、Mはメガ）。
- 単位記号には通常句点を付けない（例：kg.ではなくkg）。
- 複数形を用いない（英語では"10 meters"より"10 m"が推奨されるように、日本語でも記号を用いる場合は単位名の変化に注意）。
- 計測の信頼性を確保するため、測定器のトレーサビリティ（基準への追跡可能性）と校正が重要です。
まとめ
SIは、測定と科学技術の国際的な共通語として機能する体系であり、基本7単位とそこから導かれる派生単位、さらに接頭辞の組み合わせにより、幅広い物理量を明確に表現できます。2019年の再定義により基準が物理定数に基づくものへと移行し、より普遍的で安定した単位体系になりました。日常生活から最先端の研究まで、正確で一貫した計測を支える重要な仕組みです。
SI基本単位の7つの定義のリンク集です。上から反時計回りに、秒（時間）、メートル（長さ）、アンペア（電流）、ケルビン（温度）、カンデラ（光度）、モル（物質の量）、キログラム（質量）。
歴史と用途
メートル法は、フランス革命後にフランスで誕生しました。 1789.当初のメートル法には、キログラムとメートルという2つの標準単位しかなかった。メートル法は、科学者の間で普及した。
1860年代、ジェームズ・クラーク・マクスウェルとウィリアム・トムソン（後のケルビン卿）は、長さ、質量、時間の3つを基本単位とするシステムを提案した。長さ、質量、時間の3つを基本単位とし、そこから他の単位を派生させるというものである。その後、この提案をもとに、長さの基本単位をセンチメートル、質量の基本単位をグラム、時間の基本単位を秒とする「センチメートル・グラム・秒単位系」（CGS）が制定されたのである。また、力の基本単位として「ダイン」、エネルギーの基本単位として「エルグ」が追加されました。
科学者たちは、電気や磁気の研究を進めるうちに、これらの対象を表現するには別の基本単位が必要だと考えました。20世紀半ばには、メートル法のさまざまなバージョンが使用されるようになりました。これは非常に混乱を招くものでした。
第9回国際度量衡総会（CGPM）で 1954第9回国際度量衡総会（CGPM）では、国際単位系の第1版が作成された。使われた基本単位は、メートル、キログラム、秒、アンペア、ケルビン、カンデラの6種類。7つ目の基本単位である「モル」が追加されたのは 1971.
現在、世界のほとんどの国でSIが使用されていますが、米国、リベリア、ミャンマーでは旧帝国単位が広く使われています。その他の国々は、歴史的に大英帝国と関係のある国々を中心に、古い帝国単位系を徐々にメートル法に置き換えたり、両方の単位系を同時に使用したりしています。
質問と回答
Q:国際単位系とは何ですか?
A: 国際単位系はメートル法の現代的な標準形です。7つの基本単位に基づいた計量システムで、これらを組み合わせてSI派生単位を作ることができます。
Q: SIとは何の略ですか?
A: SIはSystטme International d'unitיsの略で、国際単位系のフランス語名です。
Q: 国際単位系の7つの基本単位は何ですか?
A:国際単位系の7つの基本単位は、メートル（長さ）、キログラム（質量）、秒（時間）、アンペア（電流）、ケルビン（温度）、モル（量）、カンデラ（輝度）です。
Q:SIを正式な計量法として使用している国はどのくらいありますか?
A:ほとんどすべての国がSIを公式の計量システムとして使用しており、ミャンマー、リベリア、アメリカだけが公式に使用していません。
Q:SIが正式なシステムでない国もありますが、科学や医学の分野では一般的に使われているのでしょうか?
A:はい、ミャンマー、リベリア、アメリカなど、正式なシステムでない国もありますが、SIは科学や医学の分野で一般的に使われています。
Q:これらの基本単位を組み合わせて表現できる量は他にもあるのでしょうか?
A:はい、これらの基本単位を組み合わせることによって、体積、エネルギー圧力、速度など他の量を記述するために使用できる派生単位を作成することができます。
Q:どのような測定ができるのですか?
A:長さ、質量、時間、電流、温度、量、明るさなどに関する計測を対象としています。
