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

Водородная кругосветка Водородная кругосветка

Кругосветное путешествие катамарана Energy Observer

Популярная механика
Игра престолов Игра престолов

Неужели теплые отношения герцогов Сассекских и Кембриджских – только видимость

Grazia
Уилл Смит Уилл Смит

Уилл Смит вышел на сцену и дал пощечину ведущему

ЖАРА Magazine
Золотая долина Золотая долина

Наш маршрут начинался от железнодорожной станции Лужба

Наука и жизнь
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Не поступил? Живем дальше Не поступил? Живем дальше

Случилось страшное: ребенок не поступил в ВУЗ

Домашний Очаг
Гетто на белом свете Гетто на белом свете

Если девушка угрожает вам во сне — сводите ее в тир

GQ
Мы пришли в «Севкабель Порт» Мы пришли в «Севкабель Порт»

Кластер у моря превратился в порт приписки не только для главных опенэйров лета

Собака.ru
Физики и лирики Физики и лирики

Противоположные модели выясняют, каким должен быть идеальный седан бизнес-класса

АвтоМир
Летной погоды! Летной погоды!

Grazia собрала специальные предложения на летний отдых от разных отелей

Grazia
Танец освобождения Танец освобождения

Отрывок из книги «Анандла: десять лет с йогами, целителями и шаманами»

Yoga Journal
Bellingcat назвал людей, предположительно причастных к крушению «Боинга» в Донбассе Bellingcat назвал людей, предположительно причастных к крушению «Боинга» в Донбассе

Организация ссылается на информацию из открытых источников

Forbes
Сети знаний Сети знаний

Онлайн-образование — быстро развивающийся бизнес

Forbes
Кувалда, проложившая дорогу автомобилям: рождение автопрома Кувалда, проложившая дорогу автомобилям: рождение автопрома

4 июня 1896 года, Генри Форд совершил поездку на своем первом автомобиле

Популярная механика
Влади Влади

Лидер главной рэп-группы страны перешел с рифм на прозу

Maxim
«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
Китайская криптограмота: как стать мировым лидером блокчейна, запрещая криптовалюты Китайская криптограмота: как стать мировым лидером блокчейна, запрещая криптовалюты

КНР остается передовиком блокчейна и главным фактором мирового рынка криптовалют

Forbes
Суд признал полковника Захарченко виновным в получении взятки в $800 тысяч Суд признал полковника Захарченко виновным в получении взятки в $800 тысяч

Захарченко, по версии следствия, получил взятку и скидки в ресторане La Maree

Forbes
«Давай разведемся». Как режиссер клипов «Ленинграда» сняла самый смешной фильм Кинотавра «Давай разведемся». Как режиссер клипов «Ленинграда» сняла самый смешной фильм Кинотавра

«Давай разведемся» — один из самых хитовых клипов Сергея Шнурова

Forbes
Бернар Арно vs Cергей Щукин: чей выбор лучше Бернар Арно vs Cергей Щукин: чей выбор лучше

В Пушкинском музее одновременно открылись две выставки-блокбастера

Forbes
Британская контрразведка начала расследовать лоббистскую кампанию против «российского олигарха» Британская контрразведка начала расследовать лоббистскую кампанию против «российского олигарха»

Британская контрразведка MI5 начала расследование лоббистской кампании

Forbes
Лучшие ультрабуки 2019: рейтинг с ценами Лучшие ультрабуки 2019: рейтинг с ценами

Рассказываем, какой ультрабук выбрать в 2019 году

CHIP
Интервью с Франческо Рагацци (Moncler, Palm Angels): «Я смотрю на американскую культуру своими итальянскими глазами» Интервью с Франческо Рагацци (Moncler, Palm Angels): «Я смотрю на американскую культуру своими итальянскими глазами»

Франческо Рагацции — о работе в эпоху, когда культуры смешиваются друг с другом

Esquire
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
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
Слушать ушами, слышать сердцем Слушать ушами, слышать сердцем

Как научиться этому и сделать отношение более глубокими

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
Альфа-банк и «Т Плюс» раскрыли суть претензий к Абызову на 34 млрд рублей Альфа-банк и «Т Плюс» раскрыли суть претензий к Абызову на 34 млрд рублей

Альфа-банк, «Т Плюс» и конкурсный кредитор требуют с Абызова 34 млрд рублей

Forbes
Дорогие и дешевые защитные стекла: чем они отличаются? Дорогие и дешевые защитные стекла: чем они отличаются?

Есть ли смысл купить одно защитное стекло, но дорогое, или же пачку дешевых?

CHIP
Объявление кибервойны: противостояние держав приняло опасный оборот Объявление кибервойны: противостояние держав приняло опасный оборот

Новая холодная война уже не кажется просто броской журналистской метафорой

Forbes
Открыть в приложении