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

Чёрная дыра по соседству? Чёрная дыра по соседству?

Может ли рядом с нами находится еще одна сверхмассивная чёрная дыра?

Наука и жизнь
Диалоги о любви Диалоги о любви

Звездные свадьбы приковывают внимание

OK!
Как разглядеть планету в далекой галактике? Как разглядеть планету в далекой галактике?

Сначала — предположения, потом — тысячи подтверждений: как ищут экзопланеты

Наука и техника
Инвестор на распутье. Как вкладывать деньги в эпоху тотального противоречия Инвестор на распутье. Как вкладывать деньги в эпоху тотального противоречия

Инвесторам дают множество противоречивых советов о том, куда вложить деньги

Forbes
Плетущие судьбы Плетущие судьбы

Послания, зашифрованные в орнаментах и узорах России

Вокруг света
Почему мы чувствуем усталость, когда ничего не делали? (6 причин + что с этим делать) Почему мы чувствуем усталость, когда ничего не делали? (6 причин + что с этим делать)

Если ты постоянно как выжатый лимон — это не нормально

Playboy
Дзен, дизайн и гастрономия: что делать в Хельсинки этим летом Дзен, дизайн и гастрономия: что делать в Хельсинки этим летом

Проводим выходные в финской столице

РБК
У кошки блоги! У кошки блоги!

Эти звезды Интернета не умеют писать и фотографировать (у них лапки)

Добрые советы
Жестокий партнер вдруг перестал вас мучить. В чем причина? Жестокий партнер вдруг перестал вас мучить. В чем причина?

Партнер всегда относился к вам жестоко, и вдруг его словно подменили. Почему?

Psychologies
8 правил, как поддерживать отношения на расстоянии (и есть ли смысл?) 8 правил, как поддерживать отношения на расстоянии (и есть ли смысл?)

Ты здесь, она — там. Может ли из этого что-то получиться

Playboy
5 пар кроссовок, которые появятся в продаже до конца следующей недели 5 пар кроссовок, которые появятся в продаже до конца следующей недели

Новый силуэт New Balance, баловство adidas с неоном и модификации Air Max 270

GQ
Кого «Барселона» может купить этим летом? Кого «Барселона» может купить этим летом?

В этом году каталонцы снова в центре трансферного внимания

GQ
Почему нужно ехать на выставку Марка Ротко в Вену Почему нужно ехать на выставку Марка Ротко в Вену

Журналистка Елена Стафьева побывала на венской выставке Марка Ротко

РБК
10 признаков того, что вы слишком уступчивы, и что с этим делать 10 признаков того, что вы слишком уступчивы, и что с этим делать

Уступчивость — один из «киллеров успеха»

Psychologies
Миллиардер Роман Троценко: «Стоимость биткоинов будет равна нулю» Миллиардер Роман Троценко: «Стоимость биткоинов будет равна нулю»

Первый гость нового видеопроекта — совладелец корпорации AEON Роман Троценко

Forbes
Опыт читателя: как перестать быть пиратом и жить, не нарушая закон Опыт читателя: как перестать быть пиратом и жить, не нарушая закон

Занимательный эксперимент и пара дельных советов

CHIP
Ярмарка тщеславия: самые дорогие и странные опции для автомобилей Ярмарка тщеславия: самые дорогие и странные опции для автомобилей

Как потратить кучу денег на вещи, о которых большинство даже не слышало

Maxim
Заключенные в селфи-камере Заключенные в селфи-камере

Правда жизни: мы угодили во всемирную паутину и скоро будем съедены

Esquire
Будущие фильмы Marvel. Надежные инсайдеры и участники выдают первые секреты Будущие фильмы Marvel. Надежные инсайдеры и участники выдают первые секреты

Давай разбираться, что будет в так называемой четвертой фазе Marvel

Maxim
«Ему поступали угрозы»: все, что известно о деле журналиста Ивана Голунова «Ему поступали угрозы»: все, что известно о деле журналиста Ивана Голунова

Корреспондент издания Meduza.io был задержан в Москве по делу о сбыте наркотиков

Forbes
«Уловка-22» — новый антивоенный сериал, который выглядит как комедия «Уловка-22» — новый антивоенный сериал, который выглядит как комедия

На сервисе Hulu вышел мини-сериал «Уловка-22» по роману Джозефа Хеллера

Популярная механика
С сайта «Коммерсанта» исчезла статья о поставке истребителей в Египет С сайта «Коммерсанта» исчезла статья о поставке истребителей в Египет

Статья о поставке Египту российских истребителей исчезла с сайта «Коммерсанта»

Forbes
7 видов поцелуев: их значение и техника (просто незаменимый гид) 7 видов поцелуев: их значение и техника (просто незаменимый гид)

Стань настоящим профессионалом в поцелуях!

Playboy
На старт, внимание На старт, внимание

Новую гонку ведущих космических держав можно считать открытой

Популярная механика
Infiniti QX60: Прибавка мощности Infiniti QX60: Прибавка мощности

Внешность у Infiniti Qx60 привычная, вместительность – на зависть конкурентам

АвтоМир
Ну чем я лучше?! Ну чем я лучше?!

Почему некоторые прибедняются, боясь показаться успешнее других?

Лиза
Послесловие к Голунову: пошла ли власть на уступки гражданскому обществу? Послесловие к Голунову: пошла ли власть на уступки гражданскому обществу?

По некоторым уголовным делам власть пошла навстречу общественному мнению

Forbes
Если с ребенком трудно Если с ребенком трудно

Родителей вывести из себя довольно просто. Как вернуться обратно?

Домашний Очаг
Обзор камеры Sony Alpha 6400: резкая и бескомпромиссная Обзор камеры Sony Alpha 6400: резкая и бескомпромиссная

Тестируем цифровую беззеркальную камеру начального уровня Sony Alpha 6400

CHIP
Кухня Кухня

Мы собрали кухни со всего света и разделили их по типам планировки

AD
Открыть в приложении