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

Судьи под судом Судьи под судом

Процесс над судьями вскрыл преступную сущность гитлеровского правосудия

Дилетант
Его превосходительство Его превосходительство

Lexus LX 570 Superior – самый заметный представитель в модельном ряду компании

Robb Report
ЦРУ: Северная Корея не избавится от ядерного оружия, зато откроет бургерную ЦРУ: Северная Корея не избавится от ядерного оружия, зато откроет бургерную

Разведка США знает толк в докладах

Maxim
Дельфин: Дельфин:

Дельфин — о том, где он был в 1993 году и на чьих корпоративах он выступает

Esquire
20 важных весенних фактов про клещей 20 важных весенних фактов про клещей

Клещ ползет к тебе с распростертыми объятиями. Бди!

Maxim
А зори здесь странные... А зори здесь странные...

Мы собрали галерею абсолютно документальных фотографий различной магии

Maxim
«Гони, екарный бабай»: лучшие шутки про Путина за рулем КамАЗа «Гони, екарный бабай»: лучшие шутки про Путина за рулем КамАЗа

15 мая открылся Крымский мост, соединяющий Таманский полуостров и город Керчь

Playboy
Солнце – друг или... Солнце – друг или...

Косметика с SPF помогает наслаждаться солнцем и не бояться обгореть

Лиза
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
Что молодые музыканты думают о жизни в России: отвечают Гречка, Что молодые музыканты думают о жизни в России: отвечают Гречка,

Esquire поговорил с молодыми музыкантами о том, как им живется в России

Esquire
Синицы превратились в журавлей Синицы превратились в журавлей

Россияне выбрали, в чем власти верить, а в чем нет: результат всех устроил

Огонёк
Рецензия на фильм Кирилла Серебренникова Рецензия на фильм Кирилла Серебренникова

В Каннах показали прекрасный музыкальный байопик

Esquire
Как носить эспадрильи в городе Как носить эспадрильи в городе

В первую очередь они должны быть кожаными – и только такими

GQ
Катерина Мурашова: Почему дети болеют Катерина Мурашова: Почему дети болеют

Почему некоторые дети постоянно болеют и как этого избежать

СНОБ
Регионы строятся по росту Регионы строятся по росту

Задача властей - добиться роста инвестиционной привлекательности

РБК
Самые стильные диктаторы: от Саддама до Фиделя Самые стильные диктаторы: от Саддама до Фиделя

Современные лидеры государств в массе своей слишком правильные

Playboy
12 фактов о «Евровидении»! Ты узнаешь о нем больше, чем даже люди, которые его действительно смотрят! 12 фактов о «Евровидении»! Ты узнаешь о нем больше, чем даже люди, которые его действительно смотрят!

Конкурс «Евровидение» впервые был показан в 1956 году

Maxim
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
Виктория Бекхэм дает советы по садоводству Виктория Бекхэм дает советы по садоводству

Как вырастить розовый сад вашей мечты

Vogue
Письмо главного редактора: «Любовь к ближнему» Письмо главного редактора: «Любовь к ближнему»

Пьеса о людоедах и равнодушных (и не очень) прохожих

Maxim
Особый отдел Особый отдел

Историю знаменитой виллы Борсани и дизайнера Освальдо Борсани

AD
История одной искалеченной души и бенефис Бенедикта Камбербэтча: о чем сериал «Патрик Мелроуз» История одной искалеченной души и бенефис Бенедикта Камбербэтча: о чем сериал «Патрик Мелроуз»

На канале Showtime состоялась премьера сериала «Патрик Мелроуз»

Esquire
Топ-8 хитов для караоке к Чемпионату мира по футболу Топ-8 хитов для караоке к Чемпионату мира по футболу

Рейтинг хитов, которые можно исполнить в караоке в месяц ЧМ2018

Cosmopolitan
Lifan X70 Lifan X70

Lifan X70. Китайский заменитель

АвтоМир
Пройти сквозь стену Пройти сквозь стену

Как российский бизнес пробивается на бездонный потребительский рынок Китая

Forbes
Зеленый сад Зеленый сад

Московская квартира площадью 44 м²

AD
Самое место Самое место

Мини-гид для начинающих путешественников

Добрые советы
Химики синтезировали миллионы новых белков, которых нет в природе Химики синтезировали миллионы новых белков, которых нет в природе

Миллионы новых белков, которые можно использовать в качестве лекарства

Популярная механика
От Аль Пачино до Джима Керри: 16 звезд, начинавших карьеру с грязной работы От Аль Пачино до Джима Керри: 16 звезд, начинавших карьеру с грязной работы

Порой кажется, что все звезды Голливуда родились успешными, но это далеко не так

Playboy
Как носить панамы этим летом Как носить панамы этим летом

Отвечаем на вопросы: с чем, куда, а главное – зачем

GQ
Открыть в приложении