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

Ядерный грипп Ядерный грипп

Легендарная болезнь, унесшая жизней больше, чем обе мировые войны

Maxim
«Я не понимаю логику этих людей, я не из их мира»: BadComedian против российской киноиндустрии «Я не понимаю логику этих людей, я не из их мира»: BadComedian против российской киноиндустрии

Конфликт BadComedian и кинокомпании Kinodanz продолжает развиваться

Forbes
«Я рада, что ты вошла в мою жизнь легко и радостно. Так и будь в ней!» — сказала мне Ирина Мирошниченко «Я рада, что ты вошла в мою жизнь легко и радостно. Так и будь в ней!» — сказала мне Ирина Мирошниченко

Анжелика Пахомова рассказала о дружбе с Ириной Мирошниченко

Коллекция. Караван историй
Как влюбить в себя Уму Турман: секреты фотографа Шейлы Мецнер Как влюбить в себя Уму Турман: секреты фотографа Шейлы Мецнер

В Центре фотографии имени братьев Люмьер открылась выставка Шейлы Мецнер

Forbes
Устроиться в «Газпром» престижнее, чем в стартап Устроиться в «Газпром» престижнее, чем в стартап

Леонид Богуславский — об инновационном бизнесе в России

РБК
Вездесущий натрий Вездесущий натрий

Натрий окружает нас повсюду

Наука и жизнь
Как сохранить крепкую семью, если один из партнеров не может иметь детей Как сохранить крепкую семью, если один из партнеров не может иметь детей

Как уберечь любовь, если супруги хотят ребенка, но физически это невозможно

Psychologies
Что не так с последним сезоном сериала «Черное зеркало» Что не так с последним сезоном сериала «Черное зеркало»

Жаль, если вслед за интригой мы потеряем и сам сериал

Maxim
Падение мифа о красоте Падение мифа о красоте

Как жить в эпоху бодипозитива и феминизма

Домашний Очаг
Почему у нас нет денег Почему у нас нет денег

Зачем вам… деньги? За мечтами об определенной сумме всегда стоит нечто большее

Psychologies
Как построить глобальный технологический бизнес из Тулы: история участницы рейтинга Forbes «30 до 30» Как построить глобальный технологический бизнес из Тулы: история участницы рейтинга Forbes «30 до 30»

Тульская компания Devar соединила книги и технологию дополненной реальности

Forbes
Колумнистка Elle заявила, что в 1990-х ее изнасиловал Дональд Трамп. Раньше его обвиняли в домогательствах Колумнистка Elle заявила, что в 1990-х ее изнасиловал Дональд Трамп. Раньше его обвиняли в домогательствах

Джин Кэрролл обвинила Дональда Трампа в изнасиловании

Esquire
«Причудливый способ вывести деньги»: что вызывает вопросы в деле основателя «Рольф» Сергея Петрова «Причудливый способ вывести деньги»: что вызывает вопросы в деле основателя «Рольф» Сергея Петрова

Балансовая стоимость «Рольф Эстейт» по итогам 2014 года составила 4,2 млрд

Forbes
Какие вещи нельзя носить в городе летом Какие вещи нельзя носить в городе летом

И что же надеть им на замену

GQ
Давайте жить дружно Давайте жить дружно

Рассказываем, как перестать быть конфликтным человеком

StarHit
Коко Шанель: женщина в чёрном Коко Шанель: женщина в чёрном

Тёмные страницы в биографии создательницы всемирно знаменитого бренда

Дилетант
Почему важно слушать внутренний голос и идти на поводу у своих эмоций Почему важно слушать внутренний голос и идти на поводу у своих эмоций

Мари Саксон уверена: без эмоций вообще невозможно принимать решения

Psychologies
С дымком С дымком

Спорить, какое мясо лучше подходит для гриля и барбекю, можно бесконечно

Добрые советы
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
Загадочная Загадочная

Крабовидная туманность - самый наблюдаемый объект за пределами Солнечной системы

Наука и жизнь
Природа в доме Природа в доме

Растения заменяют арт-объекты в гостиных и приглашают на приём в оранжереи

Robb Report
«Я совершил большую ошибку»: рэпер L'One о скандале с Black Star «Я совершил большую ошибку»: рэпер L'One о скандале с Black Star

Рэпер L'One прокомментировал свой уход из лейбла Тимати

Cosmopolitan
Почему нам так грустно, когда заканчивается любимый сериал? Почему нам так грустно, когда заканчивается любимый сериал?

Не странно ли — горевать по тому, что закончилась вымышленная история?

Psychologies
Ах, оставьте Ах, оставьте

Что важно учесть, оставляя ребенка одного дома на несколько дней

Добрые советы
«Если не умру, сяду на двадцать лет». Как больная раком героиновая наркоманка, признанная умершей, пыталась доказать, что она жива «Если не умру, сяду на двадцать лет». Как больная раком героиновая наркоманка, признанная умершей, пыталась доказать, что она жива

История «умершей» наркоманки Кристины Бальчевой

СНОБ
«Красивый, плохой, злой»: почему женщины влюбляются в маньяков «Красивый, плохой, злой»: почему женщины влюбляются в маньяков

Возможно ли не замечать, что рядом с тобой монстр?

Psychologies
Первая летняя ягода Первая летняя ягода

В первые недели июня в садах средней полосы России созревает жимолость

Наука и жизнь
Глоток еды Глоток еды

Вода — это отлично, но влага может также поступать в организм и из пищи

Yoga Journal
Тест графической карты Sapphire Radeon VII 16GB: а счастье было так близко … Тест графической карты Sapphire Radeon VII 16GB: а счастье было так близко …

Обзор видеокарты Sapphire Radeon VII 16GB

CHIP
Секрет долголетия и процветания за $99: как бывшая жена Сергея Брина заработала $690 млн Секрет долголетия и процветания за $99: как бывшая жена Сергея Брина заработала $690 млн

История основательницы проекта 23andMe Анны Войжитски

Forbes
Открыть в приложении