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

15 главных битв 1939–1945 15 главных битв 1939–1945

Первая часть списка самых крупных сражений и операций Второй мировой войны

Дилетант
Три английских гувернера: интервью с Кейси, Джеком и Фирмином, воспитывающими русских детей Три английских гувернера: интервью с Кейси, Джеком и Фирмином, воспитывающими русских детей

Гувернеры, приехавшие работать в Россию прямиком из Англии

Maxim
Наука на продажу Наука на продажу

Десять российских стартапов, покоряющих планету

Русский репортер
5 упражнений, чтобы изменить жизнь 5 упражнений, чтобы изменить жизнь

Как подготовить себя к решительным действиям и сделать шаг навстречу новой жизни

Psychologies
Сколько видеопамяти нужно для игр? Сколько видеопамяти нужно для игр?

Сколько же видеопамяти действительно нужно для игр

CHIP
Вне игры Вне игры

Писатель Лев Рубинштейн объясняет, чем футбол похож на войну

GQ
Переворот: тест BMW X2 xDrive 20d Переворот: тест BMW X2 xDrive 20d

«Неприлично новый», как хвастает реклама, кроссовер BMW X2

Популярная механика
8 женщин, которые меня рассмешили 8 женщин, которые меня рассмешили

Эти женщины заставляют улыбаться актрису Эми Шумер

Glamour
Квартиры из воздуха. Почему слова Путина о массовом строительстве жилья останутся утопией Квартиры из воздуха. Почему слова Путина о массовом строительстве жилья останутся утопией

Как застройщики будут строить дальше в новых реалиях?

Forbes
Мамина школа Мамина школа

Липа Тетерич умеет работать с детьми и делает это профессионально

OK!
Из тех, кто в море Из тех, кто в море

Нью-йоркский шеф Марио Карбоне составил идеальное рыбное меню

Robb Report
Корея без Путина: чем закончится встреча лидеров КНДР и США Корея без Путина: чем закончится встреча лидеров КНДР и США

Северная Корея боится утратить независимость, отказавшись от ядерного оружия

Forbes
Трудный разговор: молчать нельзя нападать Трудный разговор: молчать нельзя нападать

Переговоры бывают трудными не только для первых лиц государств

Psychologies
Если любовь требует усилий, разве она настоящая? Если любовь требует усилий, разве она настоящая?

Конфликты в отношениях заставляют задуматься, подходим ли мы друг другу

Psychologies
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
Проект Guido Проект Guido

Ничего подобного в России прежде не строили

Популярная механика
Эффекс Трибулус Эвалар: стабильная эрекция – уверенность в себе! Эффекс Трибулус Эвалар: стабильная эрекция – уверенность в себе!

Интервью с Виталием Николаевым о мужском здоровье

Maxim
Солнце – друг или... Солнце – друг или...

Косметика с SPF помогает наслаждаться солнцем и не бояться обгореть

Лиза
Футбол вместо нефти. Сколько заработает Россия на чемпионате мира Футбол вместо нефти. Сколько заработает Россия на чемпионате мира

Результат России по официальным прогнозам будет скромным

Forbes
Школьный треугольник Школьный треугольник

Учитель–ребенок–родитель

Psychologies
Большая игра Большая игра

Актер Никита Панфилов тестирует обновленный суперкар Nissan GT-R

OK!
Дэн победы Дэн победы

Стараниями Gucci заново открылось легендарное ателье Дэппера Дэна в Гарлеме

The Rake
Дозорный Дозорный

Николай Телегин живет в Курске. Но каждый год он отправляется на Русский Север

Seasons of life
«Любовь победит»: Анна Седокова откровенно рассказала о борьбе за дочь «Любовь победит»: Анна Седокова откровенно рассказала о борьбе за дочь

Бывший муж Анны Седоковой Максим Чернявский хочет забрать у нее дочь

Cosmopolitan
Донные мины: самое опасное морское оружие Донные мины: самое опасное морское оружие

Едва появившись на флоте, мины потеснили артиллерию

Популярная механика
«Мой сын готов продолжать мое дело». Последнее интервью миллиардера Георгия Генса «Мой сын готов продолжать мое дело». Последнее интервью миллиардера Георгия Генса

Георгий Генс о коллекционировании, спорте и воспитании детей

Forbes
Телефон для фотографов Телефон для фотографов

27 марта компания Huawei представила в Париже два своих флагмана – P20 и P20 Pro

Популярная механика
«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
Что такое Солнце и когда оно погаснет Что такое Солнце и когда оно погаснет

Светило, с точки зрения астрономов, вполне банально

Популярная механика
Лучшие кроссовки мая 2018 Лучшие кроссовки мая 2018

«Конверсы» Вирджила Абло и джинсовые «вэнсы»

Esquire
Открыть в приложении