Практика измерений почти так же стара, как человеческая история

Популярная механикаИстория

Метрология: как появилась система СИ

Алексей Левин Дмитрий Мамонтов

Практика измерений почти так же стара, как человеческая история. Экономика, основанная на общественном разделении труда и торговле, без измерений существовать не может. Замечательно полная (для своего времени) система мер была создана в Древнем Вавилоне, откуда при посредстве финикийских купцов и мореплавателей распространилась по всему Средиземноморью.

Уже первые великие цивилизации Месопотамии, Египта, Индостана и Китая нуждались в создании общепринятых и надежных способов определения расстояний, земельных площадей, веса (или объема) зерна и металлов. Замечательно полная (для своего времени) система мер была создана в Древнем Вавилоне, откуда при посредстве финикийских купцов и мореплавателей распространилась по всему Средиземноморью.

Все можно измерить

Для измерений необходимы опорные метки — меры. Чтобы стать общепринятыми, они должны быть простыми, понятными и общедоступными. Поэтому сначала появились «естественные» меры, которые можно было воспроизвести в любом месте и в любое время. Исторически эти единицы прежде всего связывались с какими-то свойствами растений, животных и людей. Так, в древности во многих местах существовала мера земельной площади, которую называли «бычий рев». Она соответствовала размерам участка, в пределах которого этот звук отчетливо слышен. Знаменитый и все еще употребляемый английский дюйм первоначально определялся как длина трех пшеничных зерен, взятых из середины колоса. Были меры и посложнее: например, тысячи лет назад в Китае единицей длины служила полая бамбуковая палочка, которая при свистке издавала определенный тон.

С развитием ремесел и торговли появились и специально изготовленные единицы — линейки, мерные емкости, гири. Их введение обычно сопровождалось соглашениями, а то и приказами. Скажем, французский туаз — это изначально «шесть королевских шагов». Потом изготовлялись стабильные прототипы мер, которые могли отличаться друг от друга (французский туаз примерно на 15 см длиннее швейцарского). Естественно, в итоге получался сильный разнобой. В конце XVIII века в странах Европы использовали 391 весовую единицу, называемую фунтом, и 282 единицы длины, проходившие как фут. В одном только Баденском герцогстве насчитывалось 112 разных версий другой единицы длины — локтя.

Уже в XVII веке, когда в Европе зародились точные науки, многие ученые понимали, что огромное разнообразие мер тормозит экономический и технический прогресс. Тогда же стали предлагать конкретные способы ликвидации этого хаоса. Однако никто не мог предвидеть, сколько усилия и времени понадобится для решения этой задачи. Первым практическим шагом на пути к желанной цели стало создание метрической системы.

Парижские революционеры

Основы десятичного счета были заложены в древности — это вполне естественно, ведь у человека на руках десять пальцев. Однако официальным рождением десятичной шкалы измерений длины принято считать 1670 год — ее предложил французский математик и астроном Габриэль Мутон. Пятью годами позже работавший в Польше итальянский архитектор и оптик Тито Ливио Бураттини предложил принять за всеобщую единицу линейных измерений длину маятника, отсчитывающего 3600 колебаний в час. Под колебанием он понимал движение груза от одной крайней точки до другой; в современной терминологии это означает длину маятника с секундным полупериодом. Он назвал ее Всеобщим метром (Metro Cattolico). Если воспользоваться школьной формулой для периода идеального маятника и подставить туда величину ускорения свободного падения, скажем, на широте Москвы, то получится, что эталон Бураттини расходится в длине с сегодняшним метром лишь примерно на полсантиметра (на практике этот способ непригоден: в разных местах земного шара маятник качается по-разному). Со сходными идеями в 1660 году выступило Лондонское Королевское общество, а в 1668-м — французский астроном Жан Пикар. Бураттини первым осознал, что универсальную единицу длины надо определять не путем простого соглашения, а на основе естественного и надежно воспроизводимого эталона.

Идея оказалась хороша, и ее очень рано попытались реализовать в России. В 1736 году, в царствование Анны Иоанновны, сенатским указом была создана комиссия по мерам и весам, которую возглавил директор Монетного двора граф Михаил Головкин. В ее работе участвовали многие члены Российской Академии наук, включая Леонарда Эйлера. Члены комиссии обсуждали использование естественных единиц (сажень предлагалось определить как известную долю меридиана, а фунт — как вес заданного количества воды), а также кратных и дольных единиц на десятичной основе. Однако для реализации этих предложений у комиссии не было ни денег, ни оборудования. После воцарения Елизаветы комиссию распустили, а дослужившегося до должности вице-канцлера Головкина сослали в Якутию.

В конечном счете метрическая система стала детищем Французской революции. Новая парижская власть осознала необходимость навести порядок в средневековых единицах измерений (число которых достигало четверти миллиона!) и принять единую общенациональную систему мер и весов. 9 марта 1790 года Шарль Морис Талейран, впоследствии знаменитый дипломат, а тогда епископ Отенский, предложил Национальному собранию план ее создания, который и был принят депутатами.

Рождение метра и килограмма

Название «метр» (от греческого metron — мера) в 1790 году придумал парижский преподаватель математики Леблон. 19 марта 1791 года академическая Комиссия мер и весов в составе звезд французской науки Лагранжа, Лапласа, Борда, Монжа и Кондорсе избрала основной единицей длины одну десятимиллионную долю квадранта парижского меридиана и рекомендовала измерить длину дуги меридиана от Дюнкерка до Барселоны на долготе Парижа. Геодезические промеры меридиана начались в 1792 году, но в связи с непростой политической и военной обстановкой затянулись до 1798 года. Поэтому в 1793-м пришлось ввести временный метр, вычисленный на основе прежних геодезических измерений. Тогда же бывший королевский ювелир Этьен Ленуар изготовил из меди первый эталон.

Эталон килограмма почти 120 лет хранится во Франции. За это время его масса уменьшилась на немалую величину (до 0,1 мг). Это цилиндр из платиново-иридиевого сплава 3,9 см высотой и в диаметре. Для ученых плавающая единица измерения — большая помеха, которая отражается на результатах точных работ. Многие эталоны (в частности, метр) со временем были усовершенствованы. Один из претендентов на роль нового эталона килограмма — шар из кристалла изотопа кремния-28, созданный немецкими учеными из Института выращивания кристаллов. Такой эталон включал бы атомы одного типа и имел фиксированную массу.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Почему комары кусают не всех Почему комары кусают не всех

Комары кусают не всех — это факт

Наука и жизнь
Корейские денди. Часть 2: как одеваются участники группы BTS Корейские денди. Часть 2: как одеваются участники группы BTS

Стиль корейской группы BTS

Cosmopolitan
Geely Atlas. В зоне особого внимания Geely Atlas. В зоне особого внимания

Geely Atlas претендует на звание самого толкового «китайца» в России

АвтоМир
Культурный код. Винзавод показывает в Третьяковке искусство XXI века Культурный код. Винзавод показывает в Третьяковке искусство XXI века

Как сделать бизнес на искусстве, и почему искусство — не бизнес

Forbes
«Я узнала, что мой муж — алкоголик» «Я узнала, что мой муж — алкоголик»

Алкоголизм в семье — это тема, которой принято стыдиться

Psychologies
8 женщин, которые меня рассмешили 8 женщин, которые меня рассмешили

Эти женщины заставляют улыбаться актрису Эми Шумер

Glamour
Профессиональные шахматисты живут дольше обычных людей: исследование Профессиональные шахматисты живут дольше обычных людей: исследование

Открытие австралийских ученых

Популярная механика
Танковый таран – оружие смелых Танковый таран – оружие смелых

Танковый таран – широко распространенный и отработанный тактический прием

Популярная механика
Техника безопасности Техника безопасности

Как детям не утонуть в виртуальном водовороте

Psychologies
Операция «Багратион»: блицкриг на запад Операция «Багратион»: блицкриг на запад

Как выглядела линия фронта на западном направлении весной 1944-го

Популярная механика
Любовь и голуби Нины Дорошиной Любовь и голуби Нины Дорошиной

Рассказ близких об актрисе Нине Дорошиной

Караван историй
Даррен Аронофски: Даррен Аронофски:

Даррен Аронофски о том, как эффективнее всего бороться с писательским кризисом

Esquire
Вот зараза! Самые опасные для путешественников страны и чем там можно заразиться Вот зараза! Самые опасные для путешественников страны и чем там можно заразиться

В каких регионах планеты можно подцепить самые опасные заболевания

Maxim
Пыльца полетела Пыльца полетела

Из носа льет, глаза слезятся... Стоп! А может быть, дело совсем не в насморке?

Лиза
Учёные выяснили, откуда взялось пылевое облако вокруг Луны Учёные выяснили, откуда взялось пылевое облако вокруг Луны

Откуда берется плазменно-пылевое облако, окружающее Луну

Популярная механика
Анатомия потехи: что такое чувство юмора, откуда оно берется и есть ли от него прок Анатомия потехи: что такое чувство юмора, откуда оно берется и есть ли от него прок

Почему некоторые люди совсем не умеют шутить, а другие — понимать шутки

Maxim
«Веселый Роджер» по-русски «Веселый Роджер» по-русски

Когда разбойники под парусом превращались в национальных героев

Дилетант
Владимир Набоков Владимир Набоков

Портретная галерея Дмитрия Быкова: Владимир Набоков

Дилетант
Как одевается олимпийская чемпионка Маргарита Мамун Как одевается олимпийская чемпионка Маргарита Мамун

Cпортсменка об образе жизни и любимой одежде

Vogue
Долгое прощение Долгое прощение

Что делать, если вы узнали о неверности своего мужчины: советы психолога

Добрые советы
Мужской дресс-код на свадьбу: базовые правила Мужской дресс-код на свадьбу: базовые правила

19 мая состоится главная свадьба этого года — принц Гарри женится на Меган Маркл

Esquire
На Лазурном Берегу На Лазурном Берегу

Апартаменты в стиле ар-деко в Ницце

SALON-Interior
Как выиграть войну с комарами, не проронив ни капли крови Как выиграть войну с комарами, не проронив ни капли крови

Советы для тех, кто полон решимости сражаться с комарами самостоятельно

Maxim
Николай Чудотворец Николай Чудотворец

Николай Цискаридзе рассказал Ксении Соловьёвой об адажио с Владимиром Путиным

Tatler
Стиль Дональда Гловера Стиль Дональда Гловера

Спасибо стилисту и самоиронии

Esquire
Туз в рукаве. Что будет с ценами на нефть после разрыва ядерной сделки с Ираном Туз в рукаве. Что будет с ценами на нефть после разрыва ядерной сделки с Ираном

Что будет, если США разорвут ядерное соглашение с Ираном

Forbes
Esquire Weekend 2018: как это было Esquire Weekend 2018: как это было

Интерактивный фестиваль журнала Esquire в формате 360 градусов

Cosmopolitan
Гиперкары небесные. Изучаем феномен сверхбыстрых автомобилей Гиперкары небесные. Изучаем феномен сверхбыстрых автомобилей

Как и почему появились машины, для которых слова «суперкар» явно недостаточно?

Maxim
Меня зовут Хан: «Звездные войны» без Империи и джедаев Меня зовут Хан: «Звездные войны» без Империи и джедаев

На экраны в России выходит фильм «Хан Соло. Звездные войны. Истории»

Playboy
Искусственные органы: человек умеет все Искусственные органы: человек умеет все

Превращение Homo sapiens в более долговечную и надежную мыслящую конструкцию

Популярная механика
Открыть в приложении