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

«Слон» на трансзвуке «Слон» на трансзвуке

Грузовая авиация работала, спасая мировую экономику

Популярная механика
Путь к сердцу женщины: 4 рецепта идеального романтического ужина Путь к сердцу женщины: 4 рецепта идеального романтического ужина

Сытая женщина больше настроена на романтический лад, чем голодная

Playboy
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
«Мы как будто не существуем»: как знакомятся и влюбляются люди с инвалидностью «Мы как будто не существуем»: как знакомятся и влюбляются люди с инвалидностью

С какими проблемами сталкиваются люди с инвалидностью на пути к отношениям

Cosmopolitan
Максим Диденко и Дмитрий Глуховский — о спектакле “Текст” и зависимости от технологий Максим Диденко и Дмитрий Глуховский — о спектакле “Текст” и зависимости от технологий

Esquire поговорил с Диденко и Глуховским о предстоящей премьере

Esquire
Hisense – технологии будущего теперь в России! Hisense – технологии будущего теперь в России!

Международная корпорация Hisense открыла офис в России

Популярная механика
#НЕПРОВОЙНУ: про мирное небо и стиль милитари #НЕПРОВОЙНУ: про мирное небо и стиль милитари

Арина Яганова пошла на самую мирную из военных выставок

Cosmopolitan
Главные вечеринки ПМЭФ 25 мая: фильм о Собчаке, праздник Прохорова и ужин Гергиева Главные вечеринки ПМЭФ 25 мая: фильм о Собчаке, праздник Прохорова и ужин Гергиева

Главные неофициальные события второго дня форума ПМЭФ

Forbes
Как помочь пожилым родителям не чувствовать себя одинокими Как помочь пожилым родителям не чувствовать себя одинокими

Одиночество опасно для здоровья

Psychologies
«Бессмертный полк»: звезды показали своих родных, прошедших войну «Бессмертный полк»: звезды показали своих родных, прошедших войну

Традиция проводить в День Победы «Бессмертный полк» затронула и знаменитостей

Cosmopolitan
Техника безопасности Техника безопасности

Как детям не утонуть в виртуальном водовороте

Psychologies
10 вещей, которые надо сделать в июне 10 вещей, которые надо сделать в июне

Проведите первый месяц лета ярко и незабываемо

Добрые советы
Светлана Бондарчук, Хаски и другие на открытии выставки «Новая Япония» Светлана Бондарчук, Хаски и другие на открытии выставки «Новая Япония»

Открылась выставка «Новая Япония»

Cosmopolitan
А мне летать охота: 5 тренировок, которые нарушают законы гравитации А мне летать охота: 5 тренировок, которые нарушают законы гравитации

Пять занятий из нашей подборки способны подарить тебе крылья

Cosmopolitan
Ешь на здоровье Ешь на здоровье

Не всегда стоит бежать в аптеку при первых симптомах недомогания

Cosmopolitan
Моего ума дело Моего ума дело

Звезды-бизнесмены

StarHit
Поллиноз Поллиноз

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

Maxim
Узор на всю жизнь: 10 главных стилей современных татуировок Узор на всю жизнь: 10 главных стилей современных татуировок

Всё, что ты хотел знать о татуировках

Maxim
«Книжные списки: инструкция по применению». Фрагмент новой книги Галины Юзефович «Книжные списки: инструкция по применению». Фрагмент новой книги Галины Юзефович

Гид по современной литературе от литературного критика Галины Юзефович

Esquire
Сборная России по футболу Сборная России по футболу

Правила жизни сборной России по футболу

Esquire
Экотуризм в Армении Экотуризм в Армении

Почувствовать себя экотуристом в Армении проще, чем где-либо

Psychologies
Боль как составляющая жизни: чем она полезна? Боль как составляющая жизни: чем она полезна?

Как выстраивать отношения с болью? Действительно ли она зачем-то нужна?

Psychologies

Диета, на которой сидят "ангелы" Victoria's Secret перед показом

Cosmopolitan
Тренинг: как научить подростков управлять временем Тренинг: как научить подростков управлять временем

Как помочь детям гармонизировать отношения с временем?

Psychologies
Возвращение Возвращение

Прошло 7 лет после возрождения одного из старейших в мире мотоциклетных брендов

Популярная механика
Скопцы: самая загадочная и влиятельная секта кастратов в России Скопцы: самая загадочная и влиятельная секта кастратов в России

Об одной из самых влиятельных и странных сект России — скопцах

Cosmopolitan
«Психотерапия помогла мне найти смыслы в жизни» «Психотерапия помогла мне найти смыслы в жизни»

Блогер Анджули Нанн посещает психотерапевта не один год

Psychologies
Панические атаки. Шанс родиться заново Панические атаки. Шанс родиться заново

Что испытывает человек во время панической атаки, как она меняет его жизнь?

Psychologies
Уйти, чтобы вернуться... Уйти, чтобы вернуться...

Парадное, шаверма, «в Питере — пить» и прочие парадигматические артефакты

Quattroruote
Мы в сад! Мы в сад!

Как помочь растениям быстро справиться со стрессом и освоиться на новом месте?

Добрые советы
Открыть в приложении