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

Здесь был Чехов… Здесь был Чехов…

Антон Павлович Чехов и его дом на Грачёвке, ныне Трубной улице

Дилетант
Поездили, и хватит. Инфляция и дорогой бензин убьют автомобильный рынок Поездили, и хватит. Инфляция и дорогой бензин убьют автомобильный рынок

Российский авторынок все еще растет, однако развиваются и безрадостные процессы

Forbes
Юлия Ромашина. Судьба Юлия Ромашина. Судьба

Беседа со вдовой Анатолия Ромашина

Караван историй
Будь другом! Будь другом!

Мы ценим товарищество и надеемся, что у наших детей будут хорошие приятели

Psychologies
Светлана Бондарчук, Хаски и другие на открытии выставки «Новая Япония» Светлана Бондарчук, Хаски и другие на открытии выставки «Новая Япония»

Открылась выставка «Новая Япония»

Cosmopolitan
Все на мяч! Все на мяч!

«Татлер» собрал идеальную команду на чемпионат мира 2018

Tatler
Субмарина-истребитель проекта 705 Субмарина-истребитель проекта 705

Чем же на самом деле был проект 705

Популярная механика
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
Ольга Кабо. На перепутье Ольга Кабо. На перепутье

Беседа с актрисой Ольгой Кабо

Караван историй
Узнайте, как вести себя и в чем идти на свадьбу со строгим дресс-кодом Узнайте, как вести себя и в чем идти на свадьбу со строгим дресс-кодом

Вдруг вас тоже позовут на следующее торжество в королевской семье

GQ
Большая игра Большая игра

Актер Никита Панфилов тестирует обновленный суперкар Nissan GT-R

OK!
Сати Спивакова: наступило время, когда я могу сделать что-то еще Сати Спивакова: наступило время, когда я могу сделать что-то еще

Интервью с талантливой актрисой и телеведущей Сати Спиваковой

СНОБ
Есть тюнинг? Обвинят в ДТП! Есть тюнинг? Обвинят в ДТП!

Какие доработки автомобиля разрешены без согласования с ГИБДД

АвтоМир
Номер люкс Номер люкс

Vogue вместе с McKinsey & Company изучили привычки русских модниц

Vogue
Увидеть невидимое: история «призрачных» фотографий Увидеть невидимое: история «призрачных» фотографий

Как и зачем появилась так называемая призрачная фотография

Cosmopolitan
Волшебник в котловане: как Виталий Мутко изменит рынок недвижимости Волшебник в котловане: как Виталий Мутко изменит рынок недвижимости

Бывший министр спорта Виталий Мутко может в ближайшее время стать вице-премьером

Forbes
Зять Лаврова за прилавком. Александр Винокуров стал совладельцем «Магнита» Зять Лаврова за прилавком. Александр Винокуров стал совладельцем «Магнита»

ВТБ уже продает почти половину своего пакета акций «Магнита»

Forbes
5 книг, которые стоит прочитать этим летом: выбор Билла Гейтса 5 книг, которые стоит прочитать этим летом: выбор Билла Гейтса

Билл Гейтс поделился с читателями своего блога списком литературы на лето

Esquire
Блокировка Telegram и еще 10 скандалов с участием Павла Дурова Блокировка Telegram и еще 10 скандалов с участием Павла Дурова

История скандалов известного программиста России Павла Дурова

Cosmopolitan
Разбойники на службе государства Разбойники на службе государства

Громкими титулами за преступления был обласкан не только Фрэнсис Дрейк

Дилетант
Россия против географии. Почему одни города вымирают, а другие растут Россия против географии. Почему одни города вымирают, а другие растут

В последние годы россияне активно переселяются на юг страны

Forbes
Тот, кто у меня внутри Тот, кто у меня внутри

Как влияет Внутренний Ребенок родителя на общение с нашими реальными детьми

Psychologies
Алкогений: Фрэнсис Скотт Фицджеральд Алкогений: Фрэнсис Скотт Фицджеральд

Американский писатель Фрэнсис Скотт Фицджеральд — классический пример алкогения

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
Совсем поехали. Каршеринг в России набирает обороты Совсем поехали. Каршеринг в России набирает обороты

Каршеринг в России развивается активнее, чем где бы то ни было в мире

Forbes
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
Как носить панамы этим летом Как носить панамы этим летом

Отвечаем на вопросы: с чем, куда, а главное – зачем

GQ
Зерно странствий Зерно странствий

О королевском достоинстве рисового пудинга

Огонёк
Антон Шастун: «Я просто моложе и свежее этих трёх стариков!» Антон Шастун: «Я просто моложе и свежее этих трёх стариков!»

Мы встретились с самым популярным участником шоу «Импровизация» на ТНТ

Maxim
Максима Карреры Максима Карреры

Массимо Каррера нашел путь на вершину футбольного Олимпа

GQ
Открыть в приложении