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
Торгуйся! или Как торговаться о зарплате на собеседовании Торгуйся! или Как торговаться о зарплате на собеседовании

Как убедить работодателя платить вам столько, сколько вы действительно стоите?

Psychologies
«Одевала меня портниха»: скелеты в шкафу первых леди СССР, в которые еле верится «Одевала меня портниха»: скелеты в шкафу первых леди СССР, в которые еле верится

Каким был стиль первых леди СССР

Cosmopolitan
Что делать с легкими влюбленностями, когда ты в отношениях? Что делать с легкими влюбленностями, когда ты в отношениях?

Никто из нас не застрахован от случайных влюбленностей

Playboy
Не просто фантастика Не просто фантастика

Городской тест-драйв беспилотного автомобиля

Популярная механика
Советы отцов-миллиардеров. Чему титаны бизнеса учат своих детей Советы отцов-миллиардеров. Чему титаны бизнеса учат своих детей

Советы о бизнесе и жизни, которые миллиардеры дали своим детям

Forbes
Влади («Каста»): «Нас надо слушать внимательно» Влади («Каста»): «Нас надо слушать внимательно»

Лидер главной рэп-группы страны о своем вмешательстве в американские выборы

Maxim
Пчелы, бабочки и мухи: самые стильные насекомые и где их искать Пчелы, бабочки и мухи: самые стильные насекомые и где их искать

Вышивка в виде пчел, объемный декор в виде бабочек или брошь-муха?

Cosmopolitan
Твиты британки об отсутствии черных актеров в «Чернобыле» вызвали истерику в сети. Почему? Твиты британки об отсутствии черных актеров в «Чернобыле» вызвали истерику в сети. Почему?

Где граница допустимой нереалистичности в художественном кино?

Playboy
Лучшие мойки воздуха для дома: рейтинг 2019 года Лучшие мойки воздуха для дома: рейтинг 2019 года

Какую мойку воздуха выбрать среди множества моделей

CHIP
Долой тазики: покупаем стиральную машину для дачи Долой тазики: покупаем стиральную машину для дачи

Хватит стирать на даче в старой детской ванне или тазике!

CHIP
Как побывать везде и не разориться: мануал для умных путешественников Как побывать везде и не разориться: мануал для умных путешественников

О хитростях при планировании самостоятельного отдыха

Playboy
Первая летняя ягода Первая летняя ягода

В первые недели июня в садах средней полосы России созревает жимолость

Наука и жизнь
Несостоявшаяся невеста: история проклятого платья Анны Бейкер Несостоявшаяся невеста: история проклятого платья Анны Бейкер

Жутковатая, но романтичная история Анны Бейкер и ее белого платья

Cosmopolitan
Море зовет! Море зовет!

Следуем примеру олимпийской чемпионки Татьяны Навки и едем к морю

OK!
Почему мы скрываем проблемы со здоровьем от начальства и коллег? Почему мы скрываем проблемы со здоровьем от начальства и коллег?

Почему мы скрываем от работодателя наличие проблем со здоровьем

Psychologies
Мастерица словесного беспредела. К столетию кинокритика Полин Кейл, которую боялcя и уважал весь Голливуд Мастерица словесного беспредела. К столетию кинокритика Полин Кейл, которую боялcя и уважал весь Голливуд

Сегодня, 19 июня, исполняется 100 лет со дня рождения Полин Кейл

Forbes
«Вишенка на торте» питерского форума. О чем говорят истории Ивана Голунова и Майкла Калви «Вишенка на торте» питерского форума. О чем говорят истории Ивана Голунова и Майкла Калви

ПМЭФ на этот раз оказался обессмысленным тем фоном, на котором проходил

Forbes
Тест телевизора LG OLED 55C97LA: фантастическая картинка, превосходный дизайн Тест телевизора LG OLED 55C97LA: фантастическая картинка, превосходный дизайн

LG OLED 55C9 является замечательным телевизором

CHIP
Ящики с водкой, биороботы и голые шахтеры: 11 нестыковок в сериале «Чернобыль» Ящики с водкой, биороботы и голые шахтеры: 11 нестыковок в сериале «Чернобыль»

О вопиющих исторических и технических неточностей в сериале «Чернобыль»

Forbes
Ловушки майского указа Путина. Как власти могут повторить ошибки позднего СССР Ловушки майского указа Путина. Как власти могут повторить ошибки позднего СССР

В дискуссиях об экономической политике предлагаются противоречивые рецепты

Forbes
«Планы у нас грандиозные»: вторая женщина-миллиардер из России о выходе в Европу и ставке на малый бизнес «Планы у нас грандиозные»: вторая женщина-миллиардер из России о выходе в Европу и ставке на малый бизнес

В каких европейских странах Wildberries в этом году начнет работу

Forbes
Молодо-зелено Молодо-зелено

Знакомьтесь, звезда «Дылды» Виктория Мирошниченко

Vogue
Красочный Insta-тренд: учимся носить тай-дай на примере Instagram-модниц Красочный Insta-тренд: учимся носить тай-дай на примере Instagram-модниц

Как носить вещи, окрашенные в технике tie-dye

Cosmopolitan
Театр: Елизавета Боярская Театр: Елизавета Боярская

Звезда МДТ показала в Малом зале Филармонии мультимедийный спектакль «1926»

Собака.ru
Без цензуры: звезды, которые не стыдятся говорить с детьми о сексе Без цензуры: звезды, которые не стыдятся говорить с детьми о сексе

Звезды, которые не боятся обсуждать с малышами «запретные» темы

Cosmopolitan
Турция: на любой вкус Турция: на любой вкус

В Турции возможно все!

Домашний Очаг
Негативное мышление: самая опасная зависимость Негативное мышление: самая опасная зависимость

Почему мы навязчиво цепляемся за свою боль и неприятные переживания?

Psychologies
Знакомство с хакерами Знакомство с хакерами

Как хакеры от взлома телефонов перешли к краже ядерного чемоданчика

Esquire
Как на вулкане! Как на вулкане!

Первозданная красота балийской природы сливается с красотой Елены Чернявской

Maxim
Открыть в приложении