В Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии

Наука и жизньНаука

Последним сдался килограмм

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Французская гравюра, около 1800 года, иллюстрирующая метрическую систему мер: 1 — литр; 2 — грамм; 3 — метр; 4 — ар (100 м2); 6 — стер (эквивалент 1 м3, определялся по объёму определённым образом сложенных деревянных брусков). Любопытно, что на пятом месте затесалась денежная единица — франк, так как параллельно была сделана попытка реформы запутанной денежной системы введением в ней десятичного деления. Иллюстрация: L. F. Labrousse/PD

16 ноября 2018 года в Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии. Последняя из основных единиц системы СИ — килограмм — лишилась своего материального воплощения. Теперь килограмм будет определяться не платиново-иридиевой «гирькой», а сверхточным значением фундаментальной постоянной Планка и сложным измерительным устройством, известным как весы Киббла. О хронике революции и о том, как теперь взвесить килограмм, наш рассказ.

На пути к системе единиц

Человек занимался измерениями с древних времён. Это было нужно для строительства, изготовления изделий, торговли и планирования деятельности. Каждое государство изобретало свои меры. Ещё полтора века назад в нашей стране размеры мерили вершками, пядями и аршинами, массу — фунтами и пудами, а в качестве мер объёма жидкости можно было встретить чарки и вёдра. В Великобритании до сих пор в ходу дюймы, футы, фунты и пинты.

Потребность в единой системе мер существовала всегда, но со стремительным развитием науки и техники в Новое время она стала просто жизненно необходимой. Интенсивный обмен знаниями и технологиями требовал всё более точных измерений. На революцию в метрологии учёных, видимо, подвиг дух Великой французской революции. В 1795 году во Франции государство официально приняло так называемую метрическую систему мер, базирующуюся на мерах длины и массы.

Для универсальности все введённые меры были привязаны к природным объектам, казавшимся тогда одинаковыми повсюду. Единица длины — метр приравнивался к одной сорокамиллионной доле длины парижского меридиана. Единицу массы — грамм — определили как массу кубического сантиметра воды при 4оС, когда вода имеет наибольшую плотность, а секундой назвали 1/86 400 суток (24 часа по 60 минут из 60 секунд как раз дают 86 400 секунд).

Но наша планета — не шар, к тому же вращается она неравномерно. А вода содержит различные примеси, влияющие на результаты измерений. Поэтому во второй половине XIX века было решено задать меры длины и массы посредством эталонов. В 1875 году в Париже семнадцать стран, включая Россию, подписали Метрическую конвенцию, согласно которой создавались эталоны массы и длины. Их оригиналы должны были храниться в штаб-квартире Международного бюро мер и весов в пригороде Парижа — Севре. А метрологические организации участников конвенции получали точные копии эталонов.

Так родилась современная система мер, которая на сегодняшний день распространена на большей части земного шара. Для её совершенствования с тех пор раз в четыре года в Севре собираются Генеральные конференции по мерам и весам. Любопытно, что в России закон о необязательном использовании метрической системы, проект которого подготовил Д. И. Менделеев, появился лишь в 1899 году, а обязательной она стала лишь после революции, в 1918 году.

Надо сказать, что самый первый эталон длины и массы был изготовлен из платины ещё в 1799 году. Последние варианты сделаны в 1889 году из сплава платины (90%) и иридия (10%). Выбор материала обусловлен химической устойчивостью сплава. Эталон массы выполнен в форме цилиндра с равными высотой и диаметром (чуть более 39 мм). Этим достигалась наименьшая площадь его поверхности и, соответственно, износ. Находится эталон под вакуумным колпаком в комнате, доступ в которую имеют только три человека. Причём, чтобы попасть в неё, они должны одновременно вставить все три имеющихся у них ключа. Первый ключ находится у директора Международного бюро мер и весов, второй — у председателя Международного комитета мер и весов, а третий хранится в Архиве Франции. Эталон длины до 1960 года имел вид Х-образной линейки.

Стремительное развитие новых научных направлений в XIX — начале XX века привело к введению в оборот большого числа новых единиц измерений и нескольких их систем, таких как СГС (1861), МКСА (1901) и других. К середине ХХ века возникла необходимость стандартизировать и упростить сложившуюся сложную совокупность систем и внесистемных единиц в соответствии с современными требованиями. И в 1960 году 11-я Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц СИ (SI, от французского Le Système International d’Unités). В неё вошли шесть величин, считающихся основными: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура и сила света. Седьмая единица — количество вещества — моль добавлена в 1971 году. Все остальные физические величины стали производными, то есть определяемыми через основные единицы по соответствующим физическим законам.

Возросшие требования к точности измерений уже тогда привели к тому, что метр первым потерял своё «предметное» воплощение. Он стал равным 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Водородная кругосветка Водородная кругосветка

Кругосветное путешествие катамарана Energy Observer

Популярная механика
«Убийца подлодок»: что известно о секретном российском вертолете «Минога» «Убийца подлодок»: что известно о секретном российском вертолете «Минога»

Вертолет проекта «Минога», скорее всего, получит обозначение Ка-65

Популярная механика
Скромное обаяние рабства Скромное обаяние рабства

Рабство куда более сложное явление, чем можно подумать

Maxim
Инвестор из НБА: баскетболист, который собрал недвижимости на $125 млн Инвестор из НБА: баскетболист, который собрал недвижимости на $125 млн

Баскетболист Луол Денг — звезда нового поколения

Forbes
Уилл Смит Уилл Смит

Уилл Смит вышел на сцену и дал пощечину ведущему

ЖАРА Magazine
Как мужчине носить украшения? Как мужчине носить украшения?

Роберт Татеосян советует, как правильно носить украшения

GQ
Как говорить и писать, чтобы нас поняли правильно Как говорить и писать, чтобы нас поняли правильно

Всем нужно тщательнее выбирать слова

Psychologies
Натюрморт Михаила Ларионова и «Аэродром» Георгия Нисского — топ-лоты русских торгов Sotheby’s Натюрморт Михаила Ларионова и «Аэродром» Георгия Нисского — топ-лоты русских торгов Sotheby’s

На что обязательно обратить внимание на аукционе Sotheby's

Forbes
Как стать веганом и не растерять мышечную массу: 5 главных правил Как стать веганом и не растерять мышечную массу: 5 главных правил

Поверь, не только куриная грудка способна сделать тебя качком

Playboy
«Не стремлюсь быть в тренде» «Не стремлюсь быть в тренде»

Денис Клявер влюбился всерьез и купил все автомобили, о которых мечтал в юности

OK!
«Я родила от насильника»: история от первого лица «Я родила от насильника»: история от первого лица

Лие было семнадцать, когда ее изнасиловали

Cosmopolitan
Золотые пятиэтажки: 9 компаний, которые заработают миллиарды на реновации Золотые пятиэтажки: 9 компаний, которые заработают миллиарды на реновации

Кто получил подряды на возведение жилья в Москве на сумму не менее 3 млрд рублей

Forbes
«Это дело породило некоторые вопросы». Кремль призвал силовиков обратить внимание на дело Голунова «Это дело породило некоторые вопросы». Кремль призвал силовиков обратить внимание на дело Голунова

Дело Ивана Голунова — это повод для пристального внимания соответствующих служб

Forbes
«Премодерация была». Как Гоблин, основатели LavkaLavka, MDK и Promobot попали на прямую линию с Путиным «Премодерация была». Как Гоблин, основатели LavkaLavka, MDK и Promobot попали на прямую линию с Путиным

Какие вопросы задавали Владимиру Путину известные блогеры и бизнесмены

Forbes
«Не просто устала». Как работа влияет на женщину в постродовой депрессии «Не просто устала». Как работа влияет на женщину в постродовой депрессии

Как формируется этот диагноз «послеродовая депрессия» и при чем тут работа

Forbes
Навальный узнал о квартирах на сотни миллионов рублей у семьи сотрудника ФСБ из статьи Голунова Навальный узнал о квартирах на сотни миллионов рублей у семьи сотрудника ФСБ из статьи Голунова

Фонд борьбы с коррупцией Алексея Навального опубликовал новое расследование

Forbes
Lada Granta Cross: Второе высшее Lada Granta Cross: Второе высшее

Превратившись из «Калины» в «Гранту», универсал сильно изменился внешне

АвтоМир
Банки в ожидании больших перемен Банки в ожидании больших перемен

Банкам пришла пора меняться

Forbes
Как поставить на место зазнайку Как поставить на место зазнайку

Эффективные методы борьбы с зазнайками

Psychologies
Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре

Правда и мифы о Юлии Цезаре

Вокруг света
5 ошибок во время собеседования по Скайпу, которые необходимо избегать 5 ошибок во время собеседования по Скайпу, которые необходимо избегать

Никто не любит видеособеседования, но иногда другого выхода нет

Playboy
Reuters узнал о «тайной сделке» Маттиаса Варнига с «Ренессанс Капиталом» Reuters узнал о «тайной сделке» Маттиаса Варнига с «Ренессанс Капиталом»

Немец Маттиас Варниг стал акционером инвестбанка «Ренессанс Капитал»

Forbes
В унисон с «Артеком» В унисон с «Артеком»

30 и 31 мая в «Артеке» прошел 12-й Международный конкурс «Детская новая волна»

OK!
Эпиляция и депиляция: что можно и нельзя во время беременности Эпиляция и депиляция: что можно и нельзя во время беременности

Беременность накладывает ограничения на методы борьбы с нежелательными волосами

9 месяцев
Бизнесмен, чью компанию регистрировал Путин: как он зарабатывает на кофе на АЗС Бизнесмен, чью компанию регистрировал Путин: как он зарабатывает на кофе на АЗС

Как компания бывшего советского офицера зарабатывает на оборудовании кофе-зон

Forbes
Больше, чем у X7: еще десять автомобилей с монументальными решетками радиатора Больше, чем у X7: еще десять автомобилей с монументальными решетками радиатора

«Ноздри» радиаторных решеток многих марок мутировали до огромных размеров

Maxim
Не добивайте жертву: пять запретных фраз Не добивайте жертву: пять запретных фраз

Насколько губительны последствия виктимблейминга

Psychologies
Вечеринка и салют из пистолетов: мужу британской королевы исполнилось 98 лет Вечеринка и салют из пистолетов: мужу британской королевы исполнилось 98 лет

Принца Филиппа поздравили супруга, дети, внуки и другие члены королевской семьи

Cosmopolitan
«Делай только то, что любишь»: почему этот подход не работает «Делай только то, что любишь»: почему этот подход не работает

Где гарантия, что у нас окажется талант к делу всей жизни

Psychologies
Кто они такие: самые известные «инстаграмщицы», которые выбились в высший свет Кто они такие: самые известные «инстаграмщицы», которые выбились в высший свет

С чего начинали и кем стали знаменитые инста-модели

Cosmopolitan
Открыть в приложении