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

«Добрый» диктатор «Добрый» диктатор

Хрущёв искренне пытался улучшить жизнь народа. Но получилось... как всегда?

Дилетант
Панические атаки. Шанс родиться заново Панические атаки. Шанс родиться заново

Что испытывает человек во время панической атаки, как она меняет его жизнь?

Psychologies
Лев прав Лев прав

Лев Яшин был легендой советского футбола, но однажды он потерял все

GQ
У нас есть план У нас есть план

Владимир Янушкевич основал свою джинсовую марку — Plan B

The Rake
Корейские денди. Часть 2: как одеваются участники группы BTS Корейские денди. Часть 2: как одеваются участники группы BTS

Стиль корейской группы BTS

Cosmopolitan
Топ-10 популярных бьюти-блогеров англоязычного YouTube Топ-10 популярных бьюти-блогеров англоязычного YouTube

Обзор самых популярных видео-блогеров англоязычного интернета

Cosmopolitan
12 друзей океана 12 друзей океана

Самые интересные яхтенные новинки

Robb Report
След на воде След на воде

Шлюп Ngoni постройки голландской верфи Royal Huisman

Robb Report
Встречаем по обложке: 10 приложений для идеального Instagram-аккаунта Встречаем по обложке: 10 приложений для идеального Instagram-аккаунта

Приложения, которые обязательно сделают из тебя звезду Instagram

Cosmopolitan
Как классический костюм стал свадебным Как классический костюм стал свадебным

Bespoke-пара в классическом Navy Blue

The Rake
Любовь и кровь: истории трех влиятельных вдов криминального мира Любовь и кровь: истории трех влиятельных вдов криминального мира

Три разные истории вдов криминальных авторитетов - из Америки, Италии и России

Cosmopolitan
Звук тишины Звук тишины

Горный курорт в префектуре Канагава глазами японского архитектора Кэнго Кумы

Robb Report
Не позволяйте плохим мыслям управлять вашим поведением Не позволяйте плохим мыслям управлять вашим поведением

Как избавиться от негативных мыслей, способных испортить удовольствие от жизни

Psychologies
BMW X1: младший брат BMW X1: младший брат

В семействе баварских кроссоверов Х1 считается младшеньким

АвтоМир
Сложнее, чем кажется: наука правильного торможения Сложнее, чем кажется: наука правильного торможения

На процесс торможения влияет колоссальное количество факторов

Популярная механика
9 советов о путешествии для будущей мамы 9 советов о путешествии для будущей мамы

Накладывает ли беременность множество ограничений на возможность путешествий

9 месяцев
С расчётом на будущее С расчётом на будущее

Как научить ребёнка математике в России и США

Robb Report
Неверный код Неверный код

Как взломать самую защищенную криптовалюту в мире

GQ
Как купить правильный ПК: от мини до «башни» Как купить правильный ПК: от мини до «башни»

Рассказываем о преимуществах и недостатках самых распространенных типов корпусов

CHIP
«Над русскими хоккеистами колдуют врачи. Выводы неутешительные…» Разговор с тренером Воробьевым «Над русскими хоккеистами колдуют врачи. Выводы неутешительные…» Разговор с тренером Воробьевым

Мы вызвали на беседу главного тренера наших хоккеистов Илью Воробьева

Maxim
Накопители энергии: очевидные и невероятные Накопители энергии: очевидные и невероятные

Водохранилища и поезда, бетонные поплавки и даже лифты-многотонники

Популярная механика
Броня легка Броня легка

Алюминиевые сплавы давно и прочно обосновались на бронемашинах

Популярная механика
Орден Святого Олафа Орден Святого Олафа

Орден Святого Олафа — высшее отличие в наградной системе Норвегии

Дилетант
Испытание баллами Испытание баллами

ЕГЭ: взрослым стоит снизить планку и помочь

Psychologies
Ему отвечу «да» Ему отвечу «да»

Свадьба — это начало новой главы в биографии повесы

The Rake
Ученые смеются над стоковыми фотографиями Ученые смеются над стоковыми фотографиями

Ученые начали в твиттере флешмоб о плохих стоковых фотографиях

Популярная механика
«Делайте то, чего никогда не делали раньше»: премия «Инновация» глазами «Сноба» «Делайте то, чего никогда не делали раньше»: премия «Инновация» глазами «Сноба»

Как премия за вклад в искусство обернулась иммерсивным спектаклем

СНОБ
Стала известна программа международного театрального фестиваля Толстой Weekend Стала известна программа международного театрального фестиваля Толстой Weekend

С 9 по 12 июня пройдет международный театральный фестиваль Толстой Weekend

Cosmopolitan
Пройти сквозь стену Пройти сквозь стену

Как российский бизнес пробивается на бездонный потребительский рынок Китая

Forbes
Ирина Понаровская и другие знаменитости, вернувшие приемных детей Ирина Понаровская и другие знаменитости, вернувшие приемных детей

Отказ от приемного ребенка не редкость в сфере усыновления

Cosmopolitan
Открыть в приложении