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

С советской спецификой С советской спецификой

В СССР суды над военными преступниками стали проводить уже в 1943 году

Дилетант
Секрет счастливого брака: перестаньте приспосабливаться Секрет счастливого брака: перестаньте приспосабливаться

Можно ли быть счастливой, отказавшись от себя и своих желаний?

Psychologies
Развод не всегда трагедия: как найти плюсы в новой жизни Развод не всегда трагедия: как найти плюсы в новой жизни

О плюсах развода рассказывает коуч Лиза Колдуэлл

Psychologies
Неизвестное о загадочном: как японцы воздушными шарами американцев бомбили Неизвестное о загадочном: как японцы воздушными шарами американцев бомбили

План на грани гениальности и маразма

Maxim
Сбудется ли предсказание Хокинга? Насколько реальны сценарии конца света? Сбудется ли предсказание Хокинга? Насколько реальны сценарии конца света?

Стивен Хокинг предрёк Земле страшный апокалипсис

Cosmopolitan
Холодная жизнь Кристофера Конте: загадочный скульптор Холодная жизнь Кристофера Конте: загадочный скульптор

В одном человеке объединяются таланты скульптора, медика и механика

Популярная механика
Etro отпразднует 50-летие интерактивной выставкой Etro отпразднует 50-летие интерактивной выставкой

В экспозиции — все то, за что мы любим бренд Etro

Vogue
Красками из радуги: как рисовать поляризованным светом Красками из радуги: как рисовать поляризованным светом

Поляризованный свет в XXI веке облюбовали художники и фотографы

Популярная механика
Некоторые любят погорячее: самые эффектные блондинки Голливуда Некоторые любят погорячее: самые эффектные блондинки Голливуда

Самые популярные молодые светловолосые актрисы

Playboy
Третья столица Третья столица

Ростов-на-Дону, — город, который действительно «не позволяет сердцу остыть»

Quattroruote
Как успокоиться, когда кругом стресс Как успокоиться, когда кругом стресс

Что такое покой? И можно ли его достичь?

Psychologies
Письмо сестре, которая вырастила меня после смерти родителей Письмо сестре, которая вырастила меня после смерти родителей

Иногда смерть забирает самых важных для ребенка людей — мать и отца

Psychologies
Освободиться от зависимости. Вылечить женский алкоголизм за 14 дней Освободиться от зависимости. Вылечить женский алкоголизм за 14 дней

Психолог Юрий Сорокин написал книгу о женском алкоголизме

СНОБ
Заскучал? 9 лайфхаков, чтобы скрасить рабочие будни Заскучал? 9 лайфхаков, чтобы скрасить рабочие будни

Девять милых и невинных способов немного скрасить серые рабочие будни

Playboy
#Ялюблюсвоюработу #Ялюблюсвоюработу

Певица Валерия недавно отметила юбилей

OK!
Ольга Бузова: «Мальчик в памперсах мне больше не нужен» Ольга Бузова: «Мальчик в памперсах мне больше не нужен»

Интервью с Ольгой Бузовой

StarHit

Зачем мы с таким упоением занимаемся фэтшеймингом

Cosmopolitan
Что будет, когда вы оставите ненавистный офис Что будет, когда вы оставите ненавистный офис

Как делать то, что нравится, если привычный алгоритм — насилие над собой?

Psychologies
8 занимательнейших историй культового кинооружия 8 занимательнейших историй культового кинооружия

Фильмы изобилуют самым удивительным оружием

Maxim
Тест и обзор OnePlus 6 128Гб: убийца флагманов в стеклянном доспехе Тест и обзор OnePlus 6 128Гб: убийца флагманов в стеклянном доспехе

Россия ждет его с нетерпением OnePlus 6

CHIP
За миллиард лет до 8 марта: Какие праздники женщины придумали для себя и отмечали тайком от мужчин За миллиард лет до 8 марта: Какие праздники женщины придумали для себя и отмечали тайком от мужчин

Праздники для девочек, в честь девочек и с участием девочек

Maxim
Загадочная находка на Филиппинах поставила антропологов в тупик Загадочная находка на Филиппинах поставила антропологов в тупик

Неужели предки человека пересекли океан целых 700 000 лет назад?

Популярная механика
5 продуктов, которые якобы портят твои зубы: на самом деле это неправда! 5 продуктов, которые якобы портят твои зубы: на самом деле это неправда!

Как разобраться, кто друг, а кто враг в нашей продуктовой корзине

Cosmopolitan
13 перемен весны 13 перемен весны

Древняя японская кухня и её влияние на меню лучших ресторанов мира

Robb Report
Владыки мира. Путин лишился лидерства в рейтинге самых влиятельных людей Forbes Владыки мира. Путин лишился лидерства в рейтинге самых влиятельных людей Forbes

Владимир Путин впервые не стал лидером рейтинга самых влиятельных людей мира

Forbes
Наш мир на самом деле серый! И другие невероятные факты о цвете! Наш мир на самом деле серый! И другие невероятные факты о цвете!

Всё, что каждый обладатель глаз должен знать о художниках и дальтониках

Maxim
10 малоизвестных японских автомобилей 10 малоизвестных японских автомобилей

В разное время в Японии производились и производятся экзотические автомобили

Популярная механика
Ставка на эксклюзив: как нишевые интернет-магазины отбирают долю у крупных игроков Ставка на эксклюзив: как нишевые интернет-магазины отбирают долю у крупных игроков

Онлайн-торговля в России начала меняться в сторону большего разнообразия

Forbes
Странные, нелепые и сумасшедшие татуировки звезд. Зачем они это сделали?! Странные, нелепые и сумасшедшие татуировки звезд. Зачем они это сделали?!

Вам никогда не приходило в голову "набить" название любимого блюда?

Cosmopolitan
«Я убил человека»: как жить после трагической случайности «Я убил человека»: как жить после трагической случайности

Исповедь Джонатана Изарда

Psychologies
Открыть в приложении