В Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии

Наука и жизньНаука

Последним сдался килограмм

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Французская гравюра, около 1800 года, иллюстрирующая метрическую систему мер: 1 — литр; 2 — грамм; 3 — метр; 4 — ар (100 м2); 6 — стер (эквивалент 1 м3, определялся по объёму определённым образом сложенных деревянных брусков). Любопытно, что на пятом месте затесалась денежная единица — франк, так как параллельно была сделана попытка реформы запутанной денежной системы введением в ней десятичного деления. Иллюстрация: L. F. Labrousse/PD

16 ноября 2018 года в Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии. Последняя из основных единиц системы СИ — килограмм — лишилась своего материального воплощения. Теперь килограмм будет определяться не платиново-иридиевой «гирькой», а сверхточным значением фундаментальной постоянной Планка и сложным измерительным устройством, известным как весы Киббла. О хронике революции и о том, как теперь взвесить килограмм, наш рассказ.

На пути к системе единиц

Человек занимался измерениями с древних времён. Это было нужно для строительства, изготовления изделий, торговли и планирования деятельности. Каждое государство изобретало свои меры. Ещё полтора века назад в нашей стране размеры мерили вершками, пядями и аршинами, массу — фунтами и пудами, а в качестве мер объёма жидкости можно было встретить чарки и вёдра. В Великобритании до сих пор в ходу дюймы, футы, фунты и пинты.

Потребность в единой системе мер существовала всегда, но со стремительным развитием науки и техники в Новое время она стала просто жизненно необходимой. Интенсивный обмен знаниями и технологиями требовал всё более точных измерений. На революцию в метрологии учёных, видимо, подвиг дух Великой французской революции. В 1795 году во Франции государство официально приняло так называемую метрическую систему мер, базирующуюся на мерах длины и массы.

Для универсальности все введённые меры были привязаны к природным объектам, казавшимся тогда одинаковыми повсюду. Единица длины — метр приравнивался к одной сорокамиллионной доле длины парижского меридиана. Единицу массы — грамм — определили как массу кубического сантиметра воды при 4оС, когда вода имеет наибольшую плотность, а секундой назвали 1/86 400 суток (24 часа по 60 минут из 60 секунд как раз дают 86 400 секунд).

Но наша планета — не шар, к тому же вращается она неравномерно. А вода содержит различные примеси, влияющие на результаты измерений. Поэтому во второй половине XIX века было решено задать меры длины и массы посредством эталонов. В 1875 году в Париже семнадцать стран, включая Россию, подписали Метрическую конвенцию, согласно которой создавались эталоны массы и длины. Их оригиналы должны были храниться в штаб-квартире Международного бюро мер и весов в пригороде Парижа — Севре. А метрологические организации участников конвенции получали точные копии эталонов.

Так родилась современная система мер, которая на сегодняшний день распространена на большей части земного шара. Для её совершенствования с тех пор раз в четыре года в Севре собираются Генеральные конференции по мерам и весам. Любопытно, что в России закон о необязательном использовании метрической системы, проект которого подготовил Д. И. Менделеев, появился лишь в 1899 году, а обязательной она стала лишь после революции, в 1918 году.

Надо сказать, что самый первый эталон длины и массы был изготовлен из платины ещё в 1799 году. Последние варианты сделаны в 1889 году из сплава платины (90%) и иридия (10%). Выбор материала обусловлен химической устойчивостью сплава. Эталон массы выполнен в форме цилиндра с равными высотой и диаметром (чуть более 39 мм). Этим достигалась наименьшая площадь его поверхности и, соответственно, износ. Находится эталон под вакуумным колпаком в комнате, доступ в которую имеют только три человека. Причём, чтобы попасть в неё, они должны одновременно вставить все три имеющихся у них ключа. Первый ключ находится у директора Международного бюро мер и весов, второй — у председателя Международного комитета мер и весов, а третий хранится в Архиве Франции. Эталон длины до 1960 года имел вид Х-образной линейки.

Стремительное развитие новых научных направлений в XIX — начале XX века привело к введению в оборот большого числа новых единиц измерений и нескольких их систем, таких как СГС (1861), МКСА (1901) и других. К середине ХХ века возникла необходимость стандартизировать и упростить сложившуюся сложную совокупность систем и внесистемных единиц в соответствии с современными требованиями. И в 1960 году 11-я Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц СИ (SI, от французского Le Système International d’Unités). В неё вошли шесть величин, считающихся основными: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура и сила света. Седьмая единица — количество вещества — моль добавлена в 1971 году. Все остальные физические величины стали производными, то есть определяемыми через основные единицы по соответствующим физическим законам.

Возросшие требования к точности измерений уже тогда привели к тому, что метр первым потерял своё «предметное» воплощение. Он стал равным 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Электрическая ракета, которая изменит войну Электрическая ракета, которая изменит войну

Барражирующие боеприпасы «Ланцет», которые могут в корне изменить войны будущего

Популярная механика
Боржоми, коровы и перевалы. Тест-драйв Jeep Wrangler в Грузии Боржоми, коровы и перевалы. Тест-драйв Jeep Wrangler в Грузии

Как ведет себя на сменяющихся пейзажах Грузии новый Jeep Wrangler

РБК
Мартин Скорсезе, Кристофер Нолан, Грета Гервиг, Уэс Андерсон: лучшие фильмы 2023 года Мартин Скорсезе, Кристофер Нолан, Грета Гервиг, Уэс Андерсон: лучшие фильмы 2023 года

Лучшие фильмы 2023 года, которые заставляли нас испытывать эмоции

Forbes
8 алкогольных коктейлей с самыми смешными названиями (посмеяться и напиться) 8 алкогольных коктейлей с самыми смешными названиями (посмеяться и напиться)

Одно дело от алкоголя начать смеяться, другое — уже от одного названия

Playboy
Масхадов, Путин и начало штурма Масхадов, Путин и начало штурма

Генерал-полковник — о штабных противоречиях и о начале штурма Грозного

Русский репортер
Диво дивное Диво дивное

На знакомство с Воронежской областью надо выделить хотя бы несколько дней

Лиза
Ли Вуд, креативный директор Bikkembergs: «Мужчины чувствуют, что сейчас самое время поиграть с модой» Ли Вуд, креативный директор Bikkembergs: «Мужчины чувствуют, что сейчас самое время поиграть с модой»

У Bikkembergs в ТРК «Vegas Кунцево» в Москве открылся монобрендовый магазин

Esquire
«Нельзя сразу бить по голове». МВД составило черный список водителей «Нельзя сразу бить по голове». МВД составило черный список водителей

В России появился реестр незастрахованных по ОСАГО автомобилей

РБК
О ком забыли в сериале «Чернобыль»: советские роботы на аварии АЭС О ком забыли в сериале «Чернобыль»: советские роботы на аварии АЭС

Роботы, участвовавшие в ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС

Forbes
Porsche Macan: средство против скупости Porsche Macan: средство против скупости

Обновленный Porsche Macan вышел на российский рынок

АвтоМир
Как решиться рожать после потери ребенка? Как решиться рожать после потери ребенка?

Снова стать мамой после потери ребенка решаются далеко не все и не сразу

Psychologies
Как наследница миллиардера Бронфмана попала в группу Nxivm, в которой практиковалось сексуальное рабство Как наследница миллиардера Бронфмана попала в группу Nxivm, в которой практиковалось сексуальное рабство

Наследница миллиардера Эдгара Бронфмана Клэр была вовлечена в секту

Forbes
Грузия без русских: как запрет полетов повлияет на экономику и политику Грузия без русских: как запрет полетов повлияет на экономику и политику

Исчезновение российских туристов из Грузии не нанесет ущерба ее экономике

Forbes
Алиса Хазанова: «Моя героиня сделала выбор в жизни, у нее не было никого, ничего, у нее была только сумасшедшая одержимость профессией» Алиса Хазанова: «Моя героиня сделала выбор в жизни, у нее не было никого, ничего, у нее была только сумасшедшая одержимость профессией»

Спектакль о трагической судьбе советской актрисы Валентины Караваевой

Esquire
Театр: Елизавета Боярская Театр: Елизавета Боярская

Звезда МДТ показала в Малом зале Филармонии мультимедийный спектакль «1926»

Собака.ru
Почему картошка летает? В брюссельском Bozar открылась выставка современного российского искусства Почему картошка летает? В брюссельском Bozar открылась выставка современного российского искусства

Как выглядит современная Россия и ее искусство из окна поезда

Forbes
Почему мы больше не хотим заниматься сексом? Почему мы больше не хотим заниматься сексом?

Исследования по всему миру отмечают снижение интереса к сексу

GQ
Вышли в плюс Вышли в плюс

Почему мы возвращаемся из отпуска с перевесом?

Vogue
Все получится Все получится

Известие об открытии автозавода Haval в Тульской области выглядит оптимистично

АвтоМир
Интервью с Франческо Рагацци (Moncler, Palm Angels): «Я смотрю на американскую культуру своими итальянскими глазами» Интервью с Франческо Рагацци (Moncler, Palm Angels): «Я смотрю на американскую культуру своими итальянскими глазами»

Франческо Рагацции — о работе в эпоху, когда культуры смешиваются друг с другом

Esquire
Решать головой или сердцем: 9 вопросов и ответов Решать головой или сердцем: 9 вопросов и ответов

Чем лучше руководствоваться, принимая то или иное решение?

Psychologies
Проблема «сабстанса» в офшорах: стоит ли волноваться владельцам яхт? Проблема «сабстанса» в офшорах: стоит ли волноваться владельцам яхт?

Как владельцу яхты действовать в новых условиях «сабстанса»

Forbes
Рыжиковое масло Рыжиковое масло

О масле из семян рыжика посевного

Наука и жизнь
Как вернуться из отпуска и не впасть в депрессию: важное руководство Как вернуться из отпуска и не впасть в депрессию: важное руководство

Еще 300 дней душной работы и сможешь отправиться в следующий отпуск!

Playboy
Самые большие зарплаты футболистов в России и мире на 2019 год Самые большие зарплаты футболистов в России и мире на 2019 год

Здесь и Дзюба, и Месси, и даже Кокорин

Playboy
Учёные, ставшие фантастами: Айзек Азимов и Нил Стивенсон Учёные, ставшие фантастами: Айзек Азимов и Нил Стивенсон

На плечах этих титанов покоится вся современная научная фантастика

Популярная механика
Китайская криптограмота: как стать мировым лидером блокчейна, запрещая криптовалюты Китайская криптограмота: как стать мировым лидером блокчейна, запрещая криптовалюты

КНР остается передовиком блокчейна и главным фактором мирового рынка криптовалют

Forbes
Любовь к Португалии Любовь к Португалии

Португалия захватит ваше сердце навсегда

Домашний Очаг
Йоги в парке Йоги в парке

Что вдохновляет преподавателей на классы под открытым небом?

Yoga Journal
Эти люди снимают самые крутые клипы в России Эти люди снимают самые крутые клипы в России

Знакомимся с лучшими режиссерами музыкальных видео

GQ
Открыть в приложении