計量における単位系とは：基本単位と組立単位の構造

単位系（たんいけい、system of units）とは、ある与えられた量体系において、一定の規則に従って定義される、それらの倍量および分量単位を含む基本単位および組立単位の集合を指します。

基本単位と組立単位

大部分の物象の状態の量を伝えるためには、計量単位が不可欠です。しかし、すべての量についてそれぞれ専用の計量単位が必要とされるわけではありません。物理法則を利用することで、多くの量の計量単位は他の量の計量単位の組み合わせとして表現できます。

この組み合わせの出発点となるいくつかの基本的な計量単位を基本単位と呼び、それ以外の計量単位を組立単位（または誘導単位）と呼びます。どの単位を基本単位として選択するかには裁量の余地があり、異なる物理量の単位を基盤とした複数の単位系が存在します。例えば、国際単位系（SI）には7つのSI基本単位が定められており、その他の単位はこれらを用いた組立単位として表現されます。

一貫性の原則

単位系の構成において最も重視されるのが一貫性です。ある与えられた量体系の選択された基本単位の集合において、1以外の比例定数を含まず、基本単位のべき乗の積となっている組立単位を「一貫性のある組立単位」と呼びます。

例えば、国際単位系の組立単位である「メートル毎秒（m/s）」は一貫性がありますが、「キロメートル毎秒」や「キロメートル毎時」といった単位は、それぞれ1000や3600といった比例定数を含むため、一貫性のある単位系においては用いられません。

単位系の種類

単位系の違いは、主に採用される基本単位の選定に由来します。自然科学や工業の分野では、MKSA単位系を発展させた国際単位系（SI）が広く用いられているほか、CGS単位系などが使われることもあります。また、基本的な物理定数のみに基づいて定義される自然単位系（原子単位系やプランク単位系など）は、量子論などの研究において活用されています。