Практика измерений почти так же стара, как человеческая история

Популярная механикаИстория

Метрология: как появилась система СИ

Алексей Левин Дмитрий Мамонтов

Практика измерений почти так же стара, как человеческая история. Экономика, основанная на общественном разделении труда и торговле, без измерений существовать не может. Замечательно полная (для своего времени) система мер была создана в Древнем Вавилоне, откуда при посредстве финикийских купцов и мореплавателей распространилась по всему Средиземноморью.

Уже первые великие цивилизации Месопотамии, Египта, Индостана и Китая нуждались в создании общепринятых и надежных способов определения расстояний, земельных площадей, веса (или объема) зерна и металлов. Замечательно полная (для своего времени) система мер была создана в Древнем Вавилоне, откуда при посредстве финикийских купцов и мореплавателей распространилась по всему Средиземноморью.

Все можно измерить

Для измерений необходимы опорные метки — меры. Чтобы стать общепринятыми, они должны быть простыми, понятными и общедоступными. Поэтому сначала появились «естественные» меры, которые можно было воспроизвести в любом месте и в любое время. Исторически эти единицы прежде всего связывались с какими-то свойствами растений, животных и людей. Так, в древности во многих местах существовала мера земельной площади, которую называли «бычий рев». Она соответствовала размерам участка, в пределах которого этот звук отчетливо слышен. Знаменитый и все еще употребляемый английский дюйм первоначально определялся как длина трех пшеничных зерен, взятых из середины колоса. Были меры и посложнее: например, тысячи лет назад в Китае единицей длины служила полая бамбуковая палочка, которая при свистке издавала определенный тон.

С развитием ремесел и торговли появились и специально изготовленные единицы — линейки, мерные емкости, гири. Их введение обычно сопровождалось соглашениями, а то и приказами. Скажем, французский туаз — это изначально «шесть королевских шагов». Потом изготовлялись стабильные прототипы мер, которые могли отличаться друг от друга (французский туаз примерно на 15 см длиннее швейцарского). Естественно, в итоге получался сильный разнобой. В конце XVIII века в странах Европы использовали 391 весовую единицу, называемую фунтом, и 282 единицы длины, проходившие как фут. В одном только Баденском герцогстве насчитывалось 112 разных версий другой единицы длины — локтя.

Уже в XVII веке, когда в Европе зародились точные науки, многие ученые понимали, что огромное разнообразие мер тормозит экономический и технический прогресс. Тогда же стали предлагать конкретные способы ликвидации этого хаоса. Однако никто не мог предвидеть, сколько усилия и времени понадобится для решения этой задачи. Первым практическим шагом на пути к желанной цели стало создание метрической системы.

Парижские революционеры

Основы десятичного счета были заложены в древности — это вполне естественно, ведь у человека на руках десять пальцев. Однако официальным рождением десятичной шкалы измерений длины принято считать 1670 год — ее предложил французский математик и астроном Габриэль Мутон. Пятью годами позже работавший в Польше итальянский архитектор и оптик Тито Ливио Бураттини предложил принять за всеобщую единицу линейных измерений длину маятника, отсчитывающего 3600 колебаний в час. Под колебанием он понимал движение груза от одной крайней точки до другой; в современной терминологии это означает длину маятника с секундным полупериодом. Он назвал ее Всеобщим метром (Metro Cattolico). Если воспользоваться школьной формулой для периода идеального маятника и подставить туда величину ускорения свободного падения, скажем, на широте Москвы, то получится, что эталон Бураттини расходится в длине с сегодняшним метром лишь примерно на полсантиметра (на практике этот способ непригоден: в разных местах земного шара маятник качается по-разному). Со сходными идеями в 1660 году выступило Лондонское Королевское общество, а в 1668-м — французский астроном Жан Пикар. Бураттини первым осознал, что универсальную единицу длины надо определять не путем простого соглашения, а на основе естественного и надежно воспроизводимого эталона.

Идея оказалась хороша, и ее очень рано попытались реализовать в России. В 1736 году, в царствование Анны Иоанновны, сенатским указом была создана комиссия по мерам и весам, которую возглавил директор Монетного двора граф Михаил Головкин. В ее работе участвовали многие члены Российской Академии наук, включая Леонарда Эйлера. Члены комиссии обсуждали использование естественных единиц (сажень предлагалось определить как известную долю меридиана, а фунт — как вес заданного количества воды), а также кратных и дольных единиц на десятичной основе. Однако для реализации этих предложений у комиссии не было ни денег, ни оборудования. После воцарения Елизаветы комиссию распустили, а дослужившегося до должности вице-канцлера Головкина сослали в Якутию.

В конечном счете метрическая система стала детищем Французской революции. Новая парижская власть осознала необходимость навести порядок в средневековых единицах измерений (число которых достигало четверти миллиона!) и принять единую общенациональную систему мер и весов. 9 марта 1790 года Шарль Морис Талейран, впоследствии знаменитый дипломат, а тогда епископ Отенский, предложил Национальному собранию план ее создания, который и был принят депутатами.

Рождение метра и килограмма

Название «метр» (от греческого metron — мера) в 1790 году придумал парижский преподаватель математики Леблон. 19 марта 1791 года академическая Комиссия мер и весов в составе звезд французской науки Лагранжа, Лапласа, Борда, Монжа и Кондорсе избрала основной единицей длины одну десятимиллионную долю квадранта парижского меридиана и рекомендовала измерить длину дуги меридиана от Дюнкерка до Барселоны на долготе Парижа. Геодезические промеры меридиана начались в 1792 году, но в связи с непростой политической и военной обстановкой затянулись до 1798 года. Поэтому в 1793-м пришлось ввести временный метр, вычисленный на основе прежних геодезических измерений. Тогда же бывший королевский ювелир Этьен Ленуар изготовил из меди первый эталон.

Эталон килограмма почти 120 лет хранится во Франции. За это время его масса уменьшилась на немалую величину (до 0,1 мг). Это цилиндр из платиново-иридиевого сплава 3,9 см высотой и в диаметре. Для ученых плавающая единица измерения — большая помеха, которая отражается на результатах точных работ. Многие эталоны (в частности, метр) со временем были усовершенствованы. Один из претендентов на роль нового эталона килограмма — шар из кристалла изотопа кремния-28, созданный немецкими учеными из Института выращивания кристаллов. Такой эталон включал бы атомы одного типа и имел фиксированную массу.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Последствия войны Последствия войны

Ответы на вопросы о последствиях Второй мировой войны

Дилетант
Звезды, которые не гаснут: 6 легендарных рок-групп, не спешащих на пенсию Звезды, которые не гаснут: 6 легендарных рок-групп, не спешащих на пенсию

Никто не вечен, но эти звезды гаснуть пока не собираются

Playboy
Королевский замок, янтарь и запах пороха Королевский замок, янтарь и запах пороха

Главное, что хотят увидеть в Калининграде туристы, — это... Кёнигсберг

Quattroruote
Отец и сын Отец и сын

Пётр не сомневался, что бегство сына есть результат заговора

Дилетант
Катар, откройся! Чем заняться в стране, куда раньше было не попасть? Катар, откройся! Чем заняться в стране, куда раньше было не попасть?

В 2022 году в Дохе, столице Катара, пройдет Чемпионат мира по футболу

Cosmopolitan
13 перемен весны 13 перемен весны

Древняя японская кухня и её влияние на меню лучших ресторанов мира

Robb Report
От Нонны Мордюковой до Ольги Бузовой: самые болезненные разводы российских звезд От Нонны Мордюковой до Ольги Бузовой: самые болезненные разводы российских звезд

18 историй любви знаменитостей, чье расставание было пропитано  предательствами

Cosmopolitan
Фестиваль Esquire Weekend 2018 пройдет 26 мая в ММОМА на Гоголевском бульваре Фестиваль Esquire Weekend 2018 пройдет 26 мая в ММОМА на Гоголевском бульваре

Журнал Esquire во второй раз проведет масштабный фестиваль Esquire Weekend

Cosmopolitan
Психодрама: каждый может найти свою звезду Психодрама: каждый может найти свою звезду

Все об участии в Конференции психодрамы

Psychologies
На берег крутой На берег крутой

Байк Indian Roadmaster покоряет дикий шотландский маршрут North Coast 500

Robb Report
Летом дороже: почему и насколько вырастут цены на сотовую связь Летом дороже: почему и насколько вырастут цены на сотовую связь

«Закон Яровой» вступит в силу 1 июля

Forbes
Зеркало заднего вида и другие изобретения, пришедшие из автогонок Зеркало заднего вида и другие изобретения, пришедшие из автогонок

Автогонки как обкаточный полигон для технических новинок

Популярная механика
Семейный исход: почему Борис Минц покинул список Forbes и Россию Семейный исход: почему Борис Минц покинул список Forbes и Россию

Борис Минц строил свой бизнес в тесной близости к «ФК Открытие»

Forbes
Всё сбывается! Всё сбывается!

Интервью со звездой сериала «Универ. Новая общага» Анной Хилькевич

OK!
Оле-оле-оле, Россия, вперед! Оле-оле-оле, Россия, вперед!

Мы встретились с невероятно крутыми игроками нашей сборной и поговорили о спорте

Cosmopolitan
Книга недели: «О чём думают растения» Книга недели: «О чём думают растения»

О книге «О чем думают растения. Постигая устройство природы»

Популярная механика
Транспортное самообучение нации Транспортное самообучение нации

О том, почему шлагбаумы во дворах — это хорошо

СНОБ
10 вопросов группе Justice 10 вопросов группе Justice

Интервью с участником группы Ксавье де Росне

Esquire
Связаны корнями Связаны корнями

Хореограф и xудожник возвращают людей к жизни через искусство

Seasons of life
Наташа Королева: «Дома стриптиз для мужа танцую я» Наташа Королева: «Дома стриптиз для мужа танцую я»

Певица Наташа Королева 31 мая отметит юбилей

StarHit
Оле-оле Мордовия Оле-оле Мордовия

Чемпионат мира кардинально преобразил столицу Мордовии — Саранск

Quattroruote
Поллиноз Поллиноз

Сегодня мы поговорим про сезон «конец весны и начало лета»

Maxim
Под колпаком: к чему приведет запрет продавать машины из рук в руки Под колпаком: к чему приведет запрет продавать машины из рук в руки

Минпромторг предлагает создать электронную аукционную платформу

Forbes
Какими будут новые iPhone? Какими будут новые iPhone?

Мы собрали самые свежие подробности о новых iPhone

CHIP
Учить детей делать шпаргалки? Ни за что! Учить детей делать шпаргалки? Ни за что!

Размышления нашего автора, матери троих детей Александры Галимовой

Psychologies
Политика разрушений: разрыв ядерной сделки с Ираном обвалит цены на нефть Политика разрушений: разрыв ядерной сделки с Ираном обвалит цены на нефть

Котировки сырья в долгосрочной перспективе могут рухнуть по сценарию 2016 года

Forbes
Чего стоят оценки Чего стоят оценки

Для многих из нас успеваемость детей приобретает дополнительный смысл

Psychologies
5 признаков эмоционально нестабильного мужчины, который разобьет вам сердце 5 признаков эмоционально нестабильного мужчины, который разобьет вам сердце

Стоит ли связывать жизнь с человеком, не способным создать крепкие отношения

Psychologies
Мужской дресс-код на свадьбу: базовые правила Мужской дресс-код на свадьбу: базовые правила

19 мая состоится главная свадьба этого года — принц Гарри женится на Меган Маркл

Esquire
Как самый юный разработчик «ВКонтакте» и Иван Ургант подсадили россиян на онлайн-викторины Как самый юный разработчик «ВКонтакте» и Иван Ургант подсадили россиян на онлайн-викторины

В 14 лет Сева работал в Meduza, а в 15 присоединился к команде «ВКонтакте»

РБК
Открыть в приложении