Последним сдался килограмм

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 и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Домашнему мастеру Домашнему мастеру

Маленькие хитрости

Наука и жизнь, июнь'19
Генетическая память Генетическая память

Раскопать корни своего родословного дерева теперь легко и просто

Собака.ru, август'19
Дай мне нежность Дай мне нежность

Мила Бойко стала Playmate не случайно. Нас привлекла ее харизма и ясность ума

Playboy, август'19
Романтичный глэмпинг на крыше ТЦ Авиапарк Романтичный глэмпинг на крыше ТЦ Авиапарк

Торговый центр «Авиапарк» проведёт ежегодный глэмпинг Moscow Escape

Cosmopolitan, июнь'19
Aston Martin Vantage Aston Martin Vantage

В Гейдоне покончили с унынием и монотонностью

Quattroruote, июль'19
«Нет ничего лучше, чем быть академиком и завлабом» «Нет ничего лучше, чем быть академиком и завлабом»

Каким бы оказался сегодня монолог академика Ж. И. Алфёрова?

Наука и жизнь, апрель'19
Цистит: почему обостряется летом? Цистит: почему обостряется летом?

Что может спровоцировать развитие болезни и что надо знать, чтобы не заболеть

9 месяцев, июнь'19
«Дон Корлеоне, мне нужна справедливость»: о чем говорит первое «свободное» интервью Кирилла Серебренникова «Дон Корлеоне, мне нужна справедливость»: о чем говорит первое «свободное» интервью Кирилла Серебренникова

Интервью Кирилла Серебренникова

СНОБ, июнь'19
Как отцы переживают потерю ребенка: 4 стереотипа Как отцы переживают потерю ребенка: 4 стереотипа

Действительно ли мужчина легче переносит перинатальные потери в семье

Psychologies, июнь'19
Народные легенды Народные легенды

Мы проникли в святая святых — запасник музея Volkswagen в Вольфсбурге

АвтоМир, июнь'19
«Это не наши доходы»: организатор командировок Минпромторга рассказал о своем бизнесе «Это не наши доходы»: организатор командировок Минпромторга рассказал о своем бизнесе

Forbes поговорил с директором компании «Служба 007»

Forbes, июнь'19
Кого «Барселона» может купить этим летом? Кого «Барселона» может купить этим летом?

В этом году каталонцы снова в центре трансферного внимания

GQ, июнь'19
10 фраз, которые нельзя говорить мужу, пока он не поел 10 фраз, которые нельзя говорить мужу, пока он не поел

Твой муж — не хуже Ивана-Царевича: сперва накорми-напои, потом дело пытай

Лиза, июнь'19
«Потому, что мы все умрем»: микросага о любви Киану Ривза к мотоциклам «Потому, что мы все умрем»: микросага о любви Киану Ривза к мотоциклам

Киану Ривз и любовь к мотоциклам

Maxim, июнь'19
10 крутых идей, как создать декор стен без помощи дизайнера 10 крутых идей, как создать декор стен без помощи дизайнера

Комната кажется тебе пустой, а хочется сделать ее, как на картинке в Instagram?

Лиза, июнь'19
Чувство, когда ты круче всех: звезды, которые обожают хвастаться в Instagram Чувство, когда ты круче всех: звезды, которые обожают хвастаться в Instagram

Чем хвастаются российские и зарубежные звезды в Instagram

Cosmopolitan, июнь'19
Как устроена программа «Учитель для России» и зачем она нужна Как устроена программа «Учитель для России» и зачем она нужна

Как попасть в проект «Учитель для России»

РБК, июнь'19
Как профессия муравьёв влияет на их обучаемость Как профессия муравьёв влияет на их обучаемость

Эксперимент учёных выявил связь между профессиями муравьёв и их обучаемостью

Популярная механика, июнь'19
Что не так в деле Ивана Голунова Что не так в деле Ивана Голунова

РБК и независимые эксперты проанализировали позицию следствия

РБК, июнь'19
Как построить глобальный технологический бизнес из Тулы: история участницы рейтинга Forbes «30 до 30» Как построить глобальный технологический бизнес из Тулы: история участницы рейтинга Forbes «30 до 30»

Тульская компания Devar соединила книги и технологию дополненной реальности

Forbes, июнь'19
Renault и Nissan выведут автопилот от материнской компании Google на глобальный рынок Renault и Nissan выведут автопилот от материнской компании Google на глобальный рынок

Waymo будет развивать беспилотные автоперевозки во Франции и Японии

Forbes, июнь'19
Кто такой Шалва Никвашвили — бельгийско-грузинский художник, который сделал шляпы из мусора для последнего шоу Marni Кто такой Шалва Никвашвили — бельгийско-грузинский художник, который сделал шляпы из мусора для последнего шоу Marni

Показ Marni был посвящен проблеме загрязнения Мирового океана пластиком

Esquire, июнь'19
Что почитать этим летом: лучшая фантастика первой половины 2019 года Что почитать этим летом: лучшая фантастика первой половины 2019 года

Первая половина года оказалась богата на новинки в жанре научной фантастики

Популярная механика, июнь'19
Как поставить на место зазнайку Как поставить на место зазнайку

Эффективные методы борьбы с зазнайками

Psychologies, июнь'19
«Премодерация была». Как Гоблин, основатели LavkaLavka, MDK и Promobot попали на прямую линию с Путиным «Премодерация была». Как Гоблин, основатели LavkaLavka, MDK и Promobot попали на прямую линию с Путиным

Какие вопросы задавали Владимиру Путину известные блогеры и бизнесмены

Forbes, июнь'19
Анастасия: «В брачном контракте все завещаю Юлиану» Анастасия: «В брачном контракте все завещаю Юлиану»

Супруги рассказали «СтарХиту», с какими проблемами столкнулись в браке

StarHit, июнь'19
Мы не враги народа Мы не враги народа

Что угрожает журналистам-расследователям в Америке

Русский репортер, июнь'19
Стимуляция бедности. Почему увеличение детского пособия никому не принесет пользы Стимуляция бедности. Почему увеличение детского пособия никому не принесет пользы

Увеличивая размер пособия, правительство оказывает медвежью услугу матерям

Forbes, июнь'19
Яна Расковалова о сексуальности и самоцветах Яна Расковалова о сексуальности и самоцветах

«Украшения должны украшать!» — считает создательница Yana Jewellery

Vogue, июнь'19
Вакуумный упаковщик для дома: какой лучше выбрать Вакуумный упаковщик для дома: какой лучше выбрать

Эти устройства созданы для того, чтобы удалять воздух из упаковки

CHIP, июнь'19