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

Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Эксперты отвечают на вопросы читателей

Вокруг света
Топ-5 лучших плагинов для PSP-консоли Топ-5 лучших плагинов для PSP-консоли

Какие пять плагинов на PSP следует установить в обязательном порядке

CHIP
Вулканизация биткоина Вулканизация биткоина

Исландия превратилась в рай для майнинга криптовалют

Forbes
Большая игра Большая игра

Актер Никита Панфилов тестирует обновленный суперкар Nissan GT-R

OK!
Письмо сестре, которая вырастила меня после смерти родителей Письмо сестре, которая вырастила меня после смерти родителей

Иногда смерть забирает самых важных для ребенка людей — мать и отца

Psychologies
Приходи на ведущее событие года в области блокчейн-технологий и криптовалют — Russian blockchain week 2018 Приходи на ведущее событие года в области блокчейн-технологий и криптовалют — Russian blockchain week 2018

RBW-2018 — это 5 дней погружения в блокчейн-индустрию

Maxim
С чем носить гавайскую рубашку С чем носить гавайскую рубашку

5 поводов надеть гавайскую рубашку

Esquire
25 идей для лета 25 идей для лета

Планы, которые стоит воплотить в жизнь в летний период

Домашний Очаг
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
Босс, я иду на свидание!.. Босс, я иду на свидание!..

Как найти спутника жизни, если ты все время проводишь на работе

Лиза
Esquire Weekend 2018: как это было Esquire Weekend 2018: как это было

Интерактивный фестиваль журнала Esquire в формате 360 градусов

Cosmopolitan
Твои, мои и наши: как помочь детям, когда у родителей новые отношения Твои, мои и наши: как помочь детям, когда у родителей новые отношения

Об отношениях между детьми и их родителями в новом браке

Домашний Очаг
Щедрая душа Щедрая душа

Близкие актера Александра Абдулова поделились воспоминаниями о друге

StarHit
Сколько должен длиться секс? Сколько должен длиться секс?

Сколько должен длиться нормальный половой акт, чтобы не было мучительно стыдно

Maxim
Пол-литра, полуфабрикат, полуправда и еще 22 знаменитых полувещи! Пол-литра, полуфабрикат, полуправда и еще 22 знаменитых полувещи!

Есть на свете половины, которые ничем не хуже, а порой и лучше целого

Maxim
7 важных фактов о круизном показе Gucci 7 важных фактов о круизном показе Gucci

Детально разбираем инфернальное шоу Алессандро Микеле во французском Арле

Esquire
Алкогений: Фрэнсис Скотт Фицджеральд Алкогений: Фрэнсис Скотт Фицджеральд

Американский писатель Фрэнсис Скотт Фицджеральд — классический пример алкогения

Maxim
10 нестандартных способов улучшить общение, о которых вы никогда не слышали 10 нестандартных способов улучшить общение, о которых вы никогда не слышали

Что можно сделать, чтобы людям было приятно с нами общаться

Cosmopolitan
Хочу, не хочу Хочу, не хочу

Что делать, если вы не подходите друг другу в сексуальной сфере

Домашний Очаг
«Как армия к войне»: Билл Гейтс призывает готовиться к глобальным эпидемиям «Как армия к войне»: Билл Гейтс призывает готовиться к глобальным эпидемиям

По словам основателя Microsoft от эпидемий могут погибнуть миллионы

Forbes
9 альтернативных концовок известных фильмов! 9 альтернативных концовок известных фильмов!

Самые популярные альтернативные концовки известных фильмов и сериалов

Maxim
Дважды в одну реку Дважды в одну реку

Пентхаус в центре Рима, где живет и работает архитектор Андреа Трульё

AD
«Кортеж» для Путина. Что не так с автомобилем для президента России «Кортеж» для Путина. Что не так с автомобилем для президента России

Презентация российского лимузина оказалась под угрозой срыва

Forbes
Перемены: 7 уроков выживания Перемены: 7 уроков выживания

Можно ли научиться принимать перемены с оптимизмом и надеждой

Psychologies
Екатерина Волкова: «Муж ревнует меня к столбу» Екатерина Волкова: «Муж ревнует меня к столбу»

Екатерина Волкова о муже, детях и о съемках в мужском глянце

StarHit
Горячая Джей Ло и Мила Кунис в новом образе на Billboard Music Awards 2018 Горячая Джей Ло и Мила Кунис в новом образе на Billboard Music Awards 2018

Церемония вручения одной из крупнейших музыкальных наград США

Cosmopolitan
20 важных весенних фактов про клещей 20 важных весенних фактов про клещей

Клещ ползет к тебе с распростертыми объятиями. Бди!

Maxim
Как в лучших фильмах Как в лучших фильмах

Актриса и продюсер Рената Пиотровски показала свой любимый курорт Сен-Тропе

OK!
Самые стильные диктаторы: от Саддама до Фиделя Самые стильные диктаторы: от Саддама до Фиделя

Современные лидеры государств в массе своей слишком правильные

Playboy
Симон Боливар: человек и шляпа Симон Боливар: человек и шляпа

Какое отношение имеет головной убор к Симону Боливару

Дилетант
Открыть в приложении