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
Байкал будет злиться Байкал будет злиться

Кто вредит главному пресному озеру планеты

Русский репортер
Александр: империя за 12 лет Александр: империя за 12 лет

Блестящие военные победы царя Македонии

Дилетант
10 советских фильмов с забавными деталями, о которых вы не знали 10 советских фильмов с забавными деталями, о которых вы не знали

Рассказываем, на какие детали стоит обратить внимание в советских фильмах

РБК
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Вербальное насилие: как ранят слова Вербальное насилие: как ранят слова

Насколько серьезны последствия психологического насилия

Psychologies
Солнечная крапивница Солнечная крапивница

Кому грозит солнечная аллергия и можно ли с ней справиться

Лиза
Царь в ударе Царь в ударе

Кит Харингтон отправился в реабилитационный центр

StarHit
Дорогой евроремонт: нужно ли расширять премьер-лигу российского футбола? Дорогой евроремонт: нужно ли расширять премьер-лигу российского футбола?

Уже в сезоне 2020/21 в элитном дивизионе могут сыграть не 16, а 18 команд

Forbes
Пиры, мифы и истории: как живут исландские эко-язычники Пиры, мифы и истории: как живут исландские эко-язычники

В Исландии переживает новый расцвет неоязыческое религиозное движение

РБК
Почему у нас нет денег Почему у нас нет денег

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

Psychologies
Элементарно, Ватсон! Элементарно, Ватсон!

Лето – лучшее время для путешествия по Англии

Cosmopolitan
«Куратор», «Бык» и «Сторож» Юрия Быкова: криминальная Россия на «Кинотавре» «Куратор», «Бык» и «Сторож» Юрия Быкова: криминальная Россия на «Кинотавре»

Три криминальных фильма на «Кинотавре»

Esquire
«Чтобы мы прямо завтра внесли — такого пока нет». Как могут измениться российские законы из-за дела Голунова «Чтобы мы прямо завтра внесли — такого пока нет». Как могут измениться российские законы из-за дела Голунова

Дело Ивана Голунова заставило депутатов задуматься о реформах законодательства

Forbes
Обзор Xiaomi Mi 9T: характеристики, цена, дата выхода Обзор Xiaomi Mi 9T: характеристики, цена, дата выхода

Xiaomi вновь радует: новый "почти флагман" имеет шансы стать бестселлером

CHIP
Левые взгляды Левые взгляды

Измена всегда серьезный риск для отношений

Добрые советы
Предприниматель Дарья Лисиченко — о Konkovo market, аренде и брендах Предприниматель Дарья Лисиченко — о Konkovo market, аренде и брендах

О большой переделке ТК «Коньково» в Konkovo market

РБК
Можно ли добиться успеха в жизни, если вас не любили в детстве Можно ли добиться успеха в жизни, если вас не любили в детстве

В силах каждого «недолюбленного» взрослого изменить свое отношение к себе

Forbes
Почему мы больше не хотим заниматься сексом? Почему мы больше не хотим заниматься сексом?

Исследования по всему миру отмечают снижение интереса к сексу

GQ
Самые популярные смотровые площадки мира: 9 мест, где лучше всего любоваться видом Самые популярные смотровые площадки мира: 9 мест, где лучше всего любоваться видом

Лучше места для обзора с высоты выше птичьего полета

Playboy
Как победить прокрастинацию? Как победить прокрастинацию?

Чем может обернуться привычка откладывать все на завтра и как с ней справиться?

9 месяцев
На фоне Пушкина На фоне Пушкина

Не пора ли подводить итоги отечественной словесности

Огонёк
Как пионер экологичной моды Кэтрин Хэмнетт пытается изменить мир Как пионер экологичной моды Кэтрин Хэмнетт пытается изменить мир

Британский дизайнер рассказывает о своих методах борьбы за экологию

Vogue
Воли не видать Воли не видать

Певица, прекратив выступать по состоянию здоровья, может не вернуться на сцену

StarHit
Ура, свобода! Ура, свобода!

Как сделать так, чтобы каникулы для ребенка прошли «не зря», а с пользой

Лиза
Родное плечо Родное плечо

Александр Колобов провел свою сеть «Шоколадница» через все кризисы

Forbes
Афиша на выходные 21-23 июня Афиша на выходные 21-23 июня

Эти выходные будут о любви и страсти

Forbes
«Собачник» — это диагноз «Собачник» — это диагноз

Страсть к домашним питомцам как эволюционное преимущество

Огонёк
Падение мифа о красоте Падение мифа о красоте

Как жить в эпоху бодипозитива и феминизма

Домашний Очаг
Война в небесной канцелярии. Как создатели прогнозов погоды борются за рынок объемом $6 млрд Война в небесной канцелярии. Как создатели прогнозов погоды борются за рынок объемом $6 млрд

На метеорологическом рынке США десятилетиями не менялись лидеры

Forbes
Открыть в приложении