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

Электрическая ракета, которая изменит войну Электрическая ракета, которая изменит войну

Барражирующие боеприпасы «Ланцет», которые могут в корне изменить войны будущего

Популярная механика
Несвободный художник. Чем живет и как выживает культура в Северной Корее Несвободный художник. Чем живет и как выживает культура в Северной Корее

Что на самом деле происходит в одной из самых закрытых и тоталитарных стран мира

Forbes
Парень с нашего двора Парень с нашего двора

Сергей Марин о собственном взрослении и двойственности своей натуры

OK!
Голос Америки Голос Америки

30 июня выходит сериал «Самый громкий голос в комнате» с участием Сиенны Миллер

Grazia
Великий неудачник Великий неудачник

Черчилль терпел поражения чаще, чем одерживал победы

Дилетант
«Среди зелёных волн, лобзающих тавриду…» «Среди зелёных волн, лобзающих тавриду…»

Какие места скрываются за строками из произведений А. С. Пушкина

Наука и жизнь
Хозяева земли русской: 20 самых дорогих землевладений России. Рейтинг Forbes Хозяева земли русской: 20 самых дорогих землевладений России. Рейтинг Forbes

Двадцать землевладельцев контролируют 7,9 млн га стоимостью 471,6 млрд рублей

Forbes
Кошмар для Кремля. Чего ждут в Вашингтоне от встречи Зеленского и Трампа Кошмар для Кремля. Чего ждут в Вашингтоне от встречи Зеленского и Трампа

Владимир Зеленский получил приглашение президента США посетить Вашингтон

Forbes
«Птичка полетела к вам». Самое важное из нового расследования Bellingcat «Птичка полетела к вам». Самое важное из нового расследования Bellingcat

Названы люди, предположительно причастные к трагедии с малазийским Boeing 777

Forbes
«Меня уже 15 раз спрашивали, где Майкл Калви». Что говорил американский бизнес о деле Baring Vostok на ПМЭФ «Меня уже 15 раз спрашивали, где Майкл Калви». Что говорил американский бизнес о деле Baring Vostok на ПМЭФ

Делегация частного бизнеса США оказалась самой представительной на форуме

Forbes
Привет, Андрей! Привет, Андрей!

Андрей Артемов дебютировал с осенней коллекцией Walk of Shame в Париже

Vogue
Какие часы носит Конор Макгрегор? Какие часы носит Конор Макгрегор?

Честно говоря, проще ответить на вопрос, какие часы он не носит

GQ

Для чего на самом деле существует кино с рейтингом 18+ и стриминговые платформы

Esquire
Как доброта делает нас сильными Как доброта делает нас сильными

В чем проявляется сила: в твердости характера или в открытости и чуткости

Psychologies
Это прошлое или будущее? Что происходит в пятом сезоне «Черного зеркала» Это прошлое или будущее? Что происходит в пятом сезоне «Черного зеркала»

Зачем вообще нам «Черное зеркало» сегодня?

Esquire
Плавники и турбины: расцвет и закат американского автомобильного барокко Плавники и турбины: расцвет и закат американского автомобильного барокко

Откуда на автомобилях взялись гигантские плавники и ракетные сопла?

Maxim
Автоподставы вернулись: 3 популярные схемы мошенников Автоподставы вернулись: 3 популярные схемы мошенников

Злоумышленники научились ловить подходящие моменты

РБК
Алиса Хазанова: «Моя героиня сделала выбор в жизни, у нее не было никого, ничего, у нее была только сумасшедшая одержимость профессией» Алиса Хазанова: «Моя героиня сделала выбор в жизни, у нее не было никого, ничего, у нее была только сумасшедшая одержимость профессией»

Спектакль о трагической судьбе советской актрисы Валентины Караваевой

Esquire
«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
Мифы о любви, которые мешают отношениям и портят самооценку Мифы о любви, которые мешают отношениям и портят самооценку

Проблемы влюбленных — одна из самых волнующих тем

Psychologies
Суд отправил топ-менеджера «Рольфа» под домашний арест Суд отправил топ-менеджера «Рольфа» под домашний арест

Басманный суд отправил топ-менеджера «Рольфа» Анатолия Кайро под домашний арест

Forbes
Вау-кубик: больше, чем игрушка Вау-кубик: больше, чем игрушка

Техническая сторона проекта WOWCube

Популярная механика
Сколько можно заработать на перепродаже кроссовок Сколько можно заработать на перепродаже кроссовок

По каким правилам сегодня живет бизнес перепродажи кроссовок

РБК
5 причин, почему стоит посмотреть сериал «Семейный брак» 5 причин, почему стоит посмотреть сериал «Семейный брак»

Чем так хорош британский проект State of the Union

GQ
Особые условия Особые условия

Анна Пескова о супруге-декабристе и непоседливой дочке

StarHit
«Незаметный рынок» на $50 млрд. За что придется заплатить после покупки произведения искусства «Незаметный рынок» на $50 млрд. За что придется заплатить после покупки произведения искусства

Купить произведение искусства — это только полдела

Forbes
В S&P усомнились в способности криптовалюты Facebook заменить деньги В S&P усомнились в способности криптовалюты Facebook заменить деньги

Libra не станет полноценной альтернативой фиатным деньгам

Forbes
Ле Бурже — 2019: авиапром в условиях новой публичности Ле Бурже — 2019: авиапром в условиях новой публичности

В самолетостроении на наших глазах происходит тихая революция

Forbes
Faces&Laces 2019: 10 причин посетить выставку в этом году Faces&Laces 2019: 10 причин посетить выставку в этом году

8 и 9 июня пройдет тринадцатая выставка Faces&Laces

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
Открыть в приложении