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

Ненастоящий царь Ненастоящий царь

В отечественной традиции свергнутый правитель воспринимается как слабый

Дилетант
Море вокруг Море вокруг

Двухуровневый пентхаус в Сочи

SALON-Interior
Как спастись от медведя? Как спастись от медведя?

Правила поведения при встрече с дикими животными

Playboy
Пикап на ЧМ-2018: аргентинцам прочитали лекцию, как соблазнить русских девушек Пикап на ЧМ-2018: аргентинцам прочитали лекцию, как соблазнить русских девушек

Эдуардо Пенниси рассказал о русском языке и культуре

Playboy
Мужское мнение: зачем нужны старомодные ухаживания Мужское мнение: зачем нужны старомодные ухаживания

Умение красиво ухаживать играет мужчинам на руку

Psychologies
Смена власти: какой урок извлекла Россия из армянской революции Смена власти: какой урок извлекла Россия из армянской революции

После победы Пашиняна на выборах государству и народу предстоит новый этап

Forbes
Навстречу природе Навстречу природе

Загородный дом под Сочи

SALON-Interior
Ты и только ты Ты и только ты

Одиночество — это не всегда грустно, но вредно для здоровья

Vogue
Миллиардер Олег Тиньков рассказал Владимиру Познеру о смерти, мазохизме и бизнесе Миллиардер Олег Тиньков рассказал Владимиру Познеру о смерти, мазохизме и бизнесе

Банкир и миллиардер считает, что смерть — лучшее изобретение Бога

Forbes
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
Покупки в зарубежных онлайн-магазинах Покупки в зарубежных онлайн-магазинах

Интернет открыл принципиально новые возможности для торговли

CHIP
«Это самый слабый состав нашей национальной команды!». Виктор Гусев о футболе и киберспорте «Это самый слабый состав нашей национальной команды!». Виктор Гусев о футболе и киберспорте

Виктор Гусев теперь не только спортивный, но и киберспортивный комментатор

Maxim
Заставляйте сердце биться чаще! Заставляйте сердце биться чаще!

Бешеный темп жизни, как это ни парадоксально, обрекает нас на неподвижность

Psychologies
Я могу говорить Я могу говорить

Заявить, что ты стал жертвой, никогда не поздно и вовсе не стыдно

Esquire
Правила жизни Элиса Купера Правила жизни Элиса Купера

Элис Купер. Музыкант, 70 лет, Лос-Анджелес

Esquire
«Гипертонический криз в 30 лет заставил меня изменить жизнь» «Гипертонический криз в 30 лет заставил меня изменить жизнь»

Читательница Татьяна Маковская рассказывает о своем опыте

Psychologies
Субмарина-истребитель проекта 705 Субмарина-истребитель проекта 705

Чем же на самом деле был проект 705

Популярная механика
Трудно быть принцем Трудно быть принцем

Принц Гарри — отнюдь не хрестоматийный принц из сказки

The Rake
Убить или не убить — вот в чем вопрос Убить или не убить — вот в чем вопрос

Постановка РАМТа «Последние дни», где исследуется природа власти в России

СНОБ
Если любовь требует усилий, разве она настоящая? Если любовь требует усилий, разве она настоящая?

Конфликты в отношениях заставляют задуматься, подходим ли мы друг другу

Psychologies
Гости с севера. Чьи интересы представляют новые министры Гости с севера. Чьи интересы представляют новые министры

Владимир Якушев изначально оценивался как креатура Сергея Собянина

Forbes
Во что играем? Во что играем?

Во что играют ваши дети?

Psychologies
Транспортное самообучение нации Транспортное самообучение нации

О том, почему шлагбаумы во дворах — это хорошо

СНОБ
Счастливая ферма Счастливая ферма

Дом для семейного отдыха в Тоскане по дизайну Элоди Сир

AD
Правило № 34: Поиграй со мной Правило № 34: Поиграй со мной

Коуч Алексей Ситников просит читательниц «Татлера» не быть такими серьезными

Tatler
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Эта неделя запомнится нам не только каннской красной дорожкой

GQ
Падение цен: стоит ли брать ипотеку в ближайшее время Падение цен: стоит ли брать ипотеку в ближайшее время

Эра долевого строительства заканчивается

Forbes
Мне не нравится его компания Мне не нравится его компания

Когда нужно переходить к решительным мерам

Psychologies
Умная плесень, или как на самом деле выглядят инопланетяне? Умная плесень, или как на самом деле выглядят инопланетяне?

Как будут выглядеть пришельцы из космоса

Популярная механика
Почему мы обманываем себя Почему мы обманываем себя

Одна часть нашего мозга может врать другой

Cosmopolitan
Открыть в приложении