標準大氣壓
atm — 非 SI 單位 · 量：壓力 · 正好 101 325 Pa
佛羅倫薩的鑿井匠抱怨說，無論怎麼使勁，任何抽水機都無法把水提到十米半以上。伽利略打趣道，看來大自然對真空的畏懼快要用完了。他的學生托里切利決定認真驗證，把水換成了水銀——水銀重十四倍，柱子會更短，正好能放在桌上。封住一端的管中，水銀停在七十六釐米處，其上留下了一段本不該存在的空白。可見抽水機並沒有吸走什麼：把水壓進管子的是空氣，而且壓的力恰好等於這根柱子所能平衡的力。托里切利寫道，我們生活在一片空氣海洋的底部。
01 · 定義
標準大氣壓是非 SI 的壓力單位，正好等於 101 325 帕斯卡。這個數不是測出來的，而是規定的：它是 0 °C、標準重力加速度下高 760 mm 汞柱所產生的壓力，只計算過一次，並自 1954 年起被固定為定義。
請留意邏輯上發生了什麼。最初單位是一件實物：可以倒出來、用尺量出來、用眼睛看見的水銀柱。後來人們透過水銀的密度和重力把這件實物算了出來，得到一個五位數，於是乾脆把這個數本身宣佈為單位。此後水銀就不必要了：即便明天發現它的密度知道得更準一點，大氣壓也紋絲不動，因為它已經不再關乎水銀。
這個單位真正容易誤導的只有名稱的後半截。「標準」大氣壓絲毫不說明窗外正在發生什麼：地面上的真實壓力，從颱風眼裡的 870 百帕一直遊走到冬季西伯利亞上空的 1085，而恰好等於一個大氣壓，嚴格說來純屬偶然。它是參照點，不是測量：氣體體積換算到它，沸點從它算起，壓力錶按它標定——人們又習慣稱它為「常壓」，雖然自然界並不存在什麼常壓。
由這個固定下來的數，本頁的全部算術隨之而來：一個大氣壓正好是毫米汞柱的 760 倍、巴的 1.013 25 倍、工程大氣壓的 1.033 倍。工程大氣壓就是那個「at」，即千克力每平方釐米，至今仍常被人和真正的大氣壓混為一談。兩者相差百分之三：足以毀掉一次計算，又小到無法從壓力錶上看出破綻。
一個大氣壓，就是壓在每平方米上的十噸三百三十千克空氣：成年人的肩上約六百千克，掌心上約一百五十千克。它沒有把我們壓扁，是因為裡外一起壓——可只要從一側撤走一半，差值立刻就成了相當可觀的力。吸盤、吸管、搬玻璃用的真空吸吊器，還有吸氣時的胸腔，靠的都是同一件事：把一側的壓力稍稍降低，剩下的活兒交給大氣去幹。
02 · 換算
輸入一個數值，本頁會把它換算成其餘單位
三個族群：壓力標度本身、處在這一壓力下的常見物件，以及由大氣壓所規定的標準狀況。
真正的陷阱不在係數，而在於從哪兒起算。家用壓力錶——輪胎的、空壓機的，凡是帶指標的——顯示的都是表壓，也就是與周圍空氣之差；「胎壓二點五」意味著絕對壓力三點五。氣體定律的公式、沸點和溶解度，要的都是絕對壓力。英文樣本上因此才有 psig 和 psia 兩種寫法，而算錯的賬目也有一半出在這裡：把兩者弄混，就是整整差了一個大氣壓，在低壓下這甚至比被測量本身還大。
| 寫法 | 含義 | 數值 | 出現在哪裡 |
|---|---|---|---|
| atm | 標準大氣壓 | 1.0000 | 化學、潛水 |
| Pa | 帕斯卡，SI 單位 | 101325 Pa | 規範與計算 |
| kPa | 千帕 | 101.325 | 輪胎、按 SI 的工程 |
| bar | bar | 1.01325 | 液壓、潛水 |
| hPa | 百帕，即毫巴 | 1013.3 | 天氣預報 |
| mmHg | 託 | 760.00 | 醫學、真空技術 |
| at | 工程用，kgf/cm² | 1.0332 | 舊文件 |
| psi | 磅力每平方英寸 | 14.696 | 英美工程 |
| mmHg | 血壓 | 101325 Pa | 120 mm — 健康成年人的收縮壓 |
| bar | 轎車輪胎 | 101325 Pa | 表上 2.5 bar |
| atm | 潛水氣瓶 | 101325 Pa | 鋼瓶裡 200 個大氣壓 |
| hPa | 天氣預報 | 101325 Pa | 地面 1013 hPa |
| atm | IUPAC 標準狀況 | 101325 Pa | 1982 年起為 1 bar，此前是大氣壓 |
| kPa | 標準狀況 | 101325 Pa | 101.325 kPa 和 0 °C |
| mmHg | 氣壓計校準 | 101325 Pa | 0 °C 與 g₀ 下的 760 mm |
這些換算都是精確的：所有這些單位都以整數係數由帕斯卡定義，沒有一個需要靠實驗去修正。表中唯一「活著」的數是百帕：它與毫巴數值相同，正因如此，氣象部門換了單位，卻不必重新培訓觀測員，也不必重畫地圖。
03 · 數量級
壓力的常用對數，單位為大氣壓宜居區間與日常技術
04 · 測量儀器
用什麼測量大氣壓
一米長的玻璃管，一端封死，灌滿水銀後倒扣在水銀槽裡：水銀下落，直到停在平衡高度，上方留下托里切利真空——人類親手造出的第一個真空。這件儀器精確得無可挑剔，也不便到了極點：它沉，怕傾斜，還要按水銀溫度和當地重力加以修正。好處是不用標定——尺子本身就是標度。
同一原理被推到計量學的高度：槽底用皮囊封住，每次都靠螺絲把液麵調到標度的零點——一枚象牙尖，尖端要剛好觸到自己在水銀中的倒影。之後才用遊標讀出柱頂，精確到十分之一毫米。直到二十世紀中葉，檢定臺上的壓力都由這類氣壓計給定，而 101 325 這個數，正是從它們換算到 0 °C 與標準重力後的讀數中長出來的。
取代水銀的是一隻抽空了空氣的扁平波紋盒：壓力升高時略微壓扁，壓力下降時重新舒展。盒壁的行程只有零點幾毫米，儀器的全部巧思都在那套把這點位移放大成指標擺幅的槓桿上。無液氣壓計可以隨身帶、摔一下也無妨、還能掛在門廳裡，只是日久會說謊：彈簧會疲勞，得拿水銀氣壓計去對。於是同一個量，有了「準確的」儀器，也有了「方便的」儀器。
手機裡住著一片沙粒大小的矽膜：它在壓力下彎曲，隨著彎曲，邊緣應變片的電容或電阻隨之改變。靈敏度約十帕，也就是不到一米的高度差，所以導航能分清一樓和三樓。如今世上的氣壓計已經多過溫度計，從數百萬部手機彙集來的讀數，已經送進了天氣預報模型。
05 · 書寫規則
三個小寫字母與一處附註
這個單位不是以人名命名的，因此符號用小寫書寫，也不給它加詞頭。
大寫的「A」常見於進口裝置的樣本里，它永遠意味著馬虎，而不是另一個單位。巴與大氣壓相差百分之一點三，當初被引入正是為了得到一個整數的帕斯卡值；氣象界早在三十年代就為了它捨棄了大氣壓，預報一律用百帕，其數值與毫巴相同。工程用的「at」是千克力每平方釐米，比真正的大氣壓小百分之三，在舊文件裡出現得比 atm 還頻繁。右下最後一行說的是缺了什麼：不註明「絕對」或「表壓」，一個壓力數值就是不完整的，而這是唯一不能省略的附註。
07 · 歷史部分
真空如何成了單位
實驗只花了一分鐘，爭論卻持續了二十年：管中水銀之上出現了一段按當時公認看法根本不可能存在的空白。托里切利一次講清了全部：托住水銀柱的是空氣的重量，而這個高度並不固定——它日復一日地變化。為一場哲學爭論而設想的儀器，轉眼成了天氣的預報者，這也是氣象學唯一一次誕生於真空。
布萊茲·帕斯卡推想：如果托住水銀柱的是空氣，那麼山上的空氣更少，柱子理應下降。他本人身體太弱，於是由妹夫弗洛蘭·佩裡耶帶著兩支管子登上多姆山：一支留在山腳，託一位修士看守，另一支帶到山頂。在山頂，水銀下降了三英寸零一線。爭論就此結束：空氣有重量，而且越往高處，這重量越小。
馬德堡市長奧托·馮·格里克把兩個銅半球合在一起，用自制的抽氣機抽空空氣，然後請馬隊來把它們拉開。兩邊各八匹馬都沒能成功；在半米直徑上，大氣以約兩噸的力把球箍在一起。會把面積乘以壓力的人都明白這筆賬，但那場表演講得比任何推導都清楚——並且寫進教科書達四個世紀之久。
到二十世紀中葉，麻煩顯露出來：以 760 毫米水銀來定義，就把水銀的密度和當地重力一併牽扯進來，而這兩個量都在不斷被測得更準。第十屆國際計量大會一刀斬斷這個結，宣佈按定義標準大氣壓等於 101 325 帕斯卡。單位從此與物質脫鉤，成了一個純粹的倍數——後來米、繼而千克脫離實物，用的也正是這一招。
一個被廢止卻始終去不掉的單位
標準大氣壓不屬於 SI，也不推薦使用：壓力有帕斯卡，數值大時還有它的詞頭。可這個單位偏偏在那些看重的不是數字、而是與窗外空氣之比的場合活了下來。化學家寫「在 3 atm 下反應」，因為對他要緊的是比大氣壓高多少倍；潛水員按大氣壓計深度，因為每十米水正好加上一個，這是他行當裡最順手的演算法；輪胎壓力錶同時標著 bar 和 atm，因為兩者之差比儀表誤差還小。計量學的悖論正在於此：1954 年之後，大氣壓不再是一種測量，而成了一個精確的倍數——恰恰是用起來最方便的東西，也恰恰是無法用實驗去檢驗的東西。能檢驗的是氣壓計，而不是單位；一臺按帕斯卡檢定的氣壓計，只有在難得的巧合下才會正好指到一個大氣壓。它的親戚們命運相似：毫米汞柱同樣由帕斯卡定義，同樣還活著——活在醫學裡，人們用它量血壓，任何建議都沒能改變這一點。
目錄 · 計量單位
每個量一頁
SI 的七個基本單位、二十二個有專門名稱的匯出單位，以及技術與日常都離不開的非 SI 單位。每一個都有自己的一頁：定義、換算、測量儀器、書寫規則。共 36 種語言。
壓力：各種單位及其緣由
一個量，十來種標度SI 基本單位
千克、米、秒本頁的語言
36 種語言。符號 atm 是國際通用的，習慣的標度卻不是：在翻譯中，表格會按當地慣例調整。