公制是一完全创新的单位制度.它根基于科学的原则,且满足日益频繁的商业活动和科学研究的需求.公制单位出现于法国大革命时代.公制单位在早期有两个重要的发展原则:
第一项是要十进位以便计算,就十进位而言,两单位间的换算只要用十的倍数换算即可,可减少其复杂性.
第二项原则是要以一般人普遍可接受之基本单位,以逻辑演算导出其他的单位来.如长度为一般人最易接受之单位,体积单位相当于边长的三次方,而边长单位为长度,故体基单位是边长的三次方.
历史学家均承认里昂圣保罗大教堂的主教穆通是公制的创始人.穆通在1670年提出易理解的长度和重量的基本单位.以赤道所围的地球圆周的一分弧长为基本单位,穆通又将基本单位再加以十等分,而又得更小之基本单位.另外,他又由具单位长的单摆得时间的基本单位.
一世纪之后,1790年法国奥顿主教塔列朗提出有关改革重量和测量方面知识的建议,主张根据每秒摆动一次的摆锤常定为基本单位,获普遍支持.法国科学学会亦加入此一研究行列,并在同年10月27日和翌年3月19日提出研究报告,除建议采十进位制度外;建议采用地球表面的北极到南极距离的千万分之一为单位长度,即为公尺,源于西腊文本为测量之意思.
法国科学学会除了未定义时间的基本单位外,质量,长度和体积均可由基单位加以导出.这些早期的研究成果帮助后人建立初步的长度标准.
1795年,法国建立了强制性的新单位,同年亦全国实施公制.继法国后,在十九世纪半叶前,公制已被意大利,荷兰及西班牙所使用.1880年左右,公制被17个国家列为官方制度,1867年,法国所举办的国际性商业展览会更举办了一场有关货币,重量和测量系统的国际会议.这是的一次有正式会议在推广公制的应用.
现代公制包括有以下的基本单位:
公尺(m)长度(metre),一公尺(m)的定义为氪-86光谱的橘红色光在真空中的165076373倍.秒(s)时间,一秒定义为铯原子摆动9192631770次所经历的时间.质量的单位(公斤)的标准是存在巴黎国际度量衡局内的一块铂铱合金,这是唯一以人工制品定义的基本单位.温度凯耳文(K)定义为水在三相点之温度的1/273.16,温度0K定义为绝对零度.莫耳(mole)其定义为与0.12公斤的碳原子所含之原子数目相同的基本个数数目.
CGS制
在法国正式将公制单位应用於国内各项事物之测量后,英国科学促进会的标准委员会(BAAS)强调单位制的重要性.符合科学发展的各单位,皆可由最小的基本单位推得.当时最重要的成就就属牛顿的力学,为配合其发展,促进会建议用公分,公克和秒为基本单位,而构成了公分-公克-秒制(CGS制),学会用公分代替公尺是因水在特温下,一立方公分的水重为一公克.公尺的标准原型物存於巴黎.公斤亦属於CGS制,且一公斤即为1000公克,一公尺为100公分.
CGS制的产生乃是由已知的力学定律所导出的,如速度的CGS制单位是cm/s,加速度CGS制单位则为cm2/s,力的CGS制单位为达因(dyne)等.其他的物理单位如动量,功,功率等的CGS制单位可用类似方法导出.后来又发展出MKS制.