Как метрология помогает наукам развиваться, а людям объединяться

Наука и жизньНаука

Мир после запятой

Записал Максим Абаев

Ещё в середине прошлого века самый точный на Земле метр можно было подержать в руках. Вплоть до 1960 года изготовленные во Франции в конце XIX столетия три десятка одинаковых стержней из платино-иридиевого сплава служили всемирными эталонами единицы длины. На фото — макет такого эталонного метра.

В научной среде ещё недавно курсировал анекдот (кто-то из читателей наверняка его помнит) про физика, математика и инженера, которым дали задание: найти объём красного резинового мячика. Физик погрузил мяч в стакан с водой и измерил объём вытесненной жидкости, математик измерил диаметр мяча и рассчитал тройной интеграл, а инженер достал из своего стола «таблицу объёмов красных резиновых мячей»… Каждый из учёных решил задачу тем методом, которым привык решать стоящие перед ним научные задачи и которым владеет в совершенстве. Но автор шутки не включил в «соревнование» представителя той науки, без которой ни физики, ни математики, ни инженеры не смогли бы договориться, какое из полученных значений объёма мячика — верное. Верное настолько, насколько оно может и должно быть.

Науку об измерениях — метрологию — многие воспринимают как своего рода «бэк-офис» больших наук вроде физики, химии или биологии. Некоторые и вовсе сомневаются в её необходимости: исследователи, мол, сами разберутся, как пользоваться своими приборами, не стоит им мешать делать открытия ежегодными метрологическими поверками. Однако один всемирно известный русский учёный, возглавивший в 1892 году в Петербурге «Депо образцовых мер и весов», скорее всего, думал по-другому… О том, как метрология помогает наукам развиваться, а людям объединяться, рассказывает Антон Николаевич Пронин, генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. М менделеева.

Как менялись эталоны

Слово «глобализация» охватило население Земли на рубеже XX—XXI веков. Однако в области науки речь о глобализации пошла, конечно, намного раньше, а первыми реальными глобализаторами можно назвать метрологов, благодаря которым в 1875 году в Париже была подписана Метрическая конвенция. Страны-участницы договорились о том, что надо измерять всё в определённых единицах, чтобы выбранные эталоны прослеживались и чтобы единицы физических величин были действительно общими для всех. Следующий шаг метрологами был сделан в 1960 году, когда была утверждена Международная система единиц (СИ), распространившаяся уже на большее количество единиц, чем было изначально установлено в Метрической конвенции. И, наконец, в 1999 году появилось Соглашение «О взаимном признании национальных эталонов и сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых национальными метрологическими институтами» (CIPM MPA).

Как видим, измерять всё в одних и тех же единицах метрологи договорились ещё 150 лет назад, но практическая реализация этих договорённостей стала реальностью лишь относительно недавно. Почему же этот путь оказался таким долгим? Скорее всего, из-за отсутствия в мире большой потребности в подобном движении. Процессы глобализации заметно ускорились лишь к концу ХХ века, а до этого национальное законодательство в странах всё-таки превалировало.

Тут надо оговориться: метрология — это далеко не только наука. Метрология — сфера деятельности. Есть законодательная метрология, есть вопросы, связанные с международным признанием, и есть собственно наука метрология. И как сфера деятельности, и как наука, метрология закладывает основы, которые позволяют всему научному сообществу общаться на одном языке, сравнивать и осмысливать результаты экспериментов, проведённых в разных местах. Опять же на одном языке и с одним инструментарием подходить к этим результатам.

Поначалу метрология (вернее, только что появившаяся Метрическая конвенция) касалась в первую очередь физики. Потому что речь шла преимущественно о геометрических измерениях, о массе и других осязаемых физических параметрах. Потом, уже во второй половине ХХ века, к метрологии активно подключилась химия. Стало понятно, что измерения в химии надо привести в соответствие с едиными правилами, пронизывающими и другие науки. Это позволило физикам и химикам обсуждать результаты своих экспериментов на одном языке. Началась активная интеграция, взаимное проникновение наук.

Современные эталоны длины основаны на воспроизведении с помощью лазерных технологий квантовых свойств определённых атомов (подробнее в статье А. Голубева «В погоне за точностью: единый эталон времени — частоты — длины», см. «Наука и жизнь» № 12, 2009 г.). В отличие от использовавшихся раньше физических эталонов длины, размеры которых меняются со временем, параметры атомов не меняются, что позволяет получать эталон длины непосредственно из природы. Почти сто лет назад, в 1927 году, метр выразили через длину световых волн в спектре атомов кадмия. Затем на смену кадмию пришёл криптон, а уже с развитием лазерных источников излучения появилась возможность ещё более точного определения эталона длины. Сейчас во ВНИИМ над воспроизведением эталонного метра «трудится» гелий-неоновый лазер, стабилизированный по молекулярному йоду, — это целый комплекс из оптических установок. На фото — один из его элементов, называемый «оптическая частотная гребёнка».

К концу ХХ века к метрологии стала тянуться и биология. У биологов возникло понимание, что если на качественном уровне, на уровне оценок какие-то результаты экспериментов и описывались, то с количественным сравнением, с достоверностью измерений возникали проблемы. Но в целом, если говорить о биологии и медицине, то эти науки — ещё на стадии выработки и освоения метрологического языка. Простой пример из жизни. Мы с вами привыкли к тому, что анализы, сделанные в одном медицинском учреждении, «не действительны» в другом. Не потому что врачи не верят «чужим» анализам, а потому что так построена система. Каждая фирма, производящая медицинское оборудование, выпускает свои приборы, свои калибраторы. И даже с учётом того, что приборы показывают результаты в одних и тех же единицах, это весьма условные единицы, привязанные к оборудованию и реактивам конкретной фирмы. Сама проблема с измерениями в медицине была поставлена давно, ещё в конце 1970—1980-х годов. И в СССР, и на Западе были исследования, когда, например, один и тот же образец крови высылали на анализ в разные лаборатории, где в итоге получались совершенно разные результаты. К сожалению, прошло уже больше 40 лет, а пути решения этой проблемы ещё ищутся и только начинают обретать более или менее чёткий вид. Эта область пока не «переварена» метрологией полноценно, но прогресс уже ощутим.

После медицины, на мой взгляд, прогресс метрологии распространится на области нейрофизиологии и психологии. Сейчас появляются возможности измерить, как и что воздействует на психику человека, конкретно отражаясь в организме, в сигналах мозга. Хотя это и сложная с этической стороны тема, потому что мы можем дойти до уровня, когда захотим, к примеру, определять способности человека по каким-то физиологическим характеристикам. Но, несомненно, в данном направлении уже есть движение. Такие исследования нужны, и они должны человеку о нём самом много нового рассказать.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Свет и блеск Достоевского Свет и блеск Достоевского

Тернистый путь, пройденный Фёдором Михайловичем Достоевским

Наука и жизнь
Антипригарное покрытие для посуды: какое лучше? Антипригарное покрытие для посуды: какое лучше?

Какие антипригарные покрытия сегодня бывают, какие у них плюсы и минусы

CHIP
«Дело Финляндии — наше дело» «Дело Финляндии — наше дело»

В 1939–1940 годах театром военных действий снова стала Финляндия

Дилетант
Почему не нужно бояться неизвестности Почему не нужно бояться неизвестности

Как перестать бояться будущего и изменить отношение к жизни?

Psychologies
Шереметевы Шереметевы

Древний боярский род Шереметевых возвысился в XVII веке

Дилетант
Щедрость юга Щедрость юга

В Крыму и в Краснодарском крае в июне уже можно купаться и есть клубнику

Лиза
Дело Эрлиха — Альтера Дело Эрлиха — Альтера

80 лет назад в Советском Союзе создали Еврейский антифашистский комитет

Дилетант
Вместо уколов и таблеток: робот-оригами доставит лекарство прямо к больному органу Вместо уколов и таблеток: робот-оригами доставит лекарство прямо к больному органу

Изобретение американских ученых уже называют революцией в медицине

Вокруг света
Миссия — впечатлить: 5 самых важных правил поведения на первом свидании Миссия — впечатлить: 5 самых важных правил поведения на первом свидании

Первое свидание — дело ответственное. Ведь от него зависит, будет ли второе

VOICE
Как найти стикеры в Telegram? 5 простых методов Как найти стикеры в Telegram? 5 простых методов

Как найти новые стикеры в Телеграме, чтобы общаться стало еще веселее

CHIP
Жизнь после развода: как стать самодостаточным мужчиной и хорошим отцом Жизнь после развода: как стать самодостаточным мужчиной и хорошим отцом

Развод может стать настоящим испытанием на прочность не только для женщины

Forbes
Три корзины с недоношенными младенцами. Как начиналась неонатальная терапия Три корзины с недоношенными младенцами. Как начиналась неонатальная терапия

История инкубаторов для младенцев

ТехИнсайдер
«За фасадом «За фасадом

Отрывок из книги Елены Осокиной о том, как был устроен быт в СССР

N+1
Мимо туристических маршрутов. 7 неочевидных мест для отдыха в Турции Мимо туристических маршрутов. 7 неочевидных мест для отдыха в Турции

«Сноб» составил подборку небанальных мест для отдыха в Турции

СНОБ
Вопрос дня: как все успевать? Вопрос дня: как все успевать?

Как успевать реализовывать свои амбиции и не забывать про личные интересы?

СНОБ
5 городов, которые на самом деле сводят с ума: все об опасных для психики «синдромах путешественника» 5 городов, которые на самом деле сводят с ума: все об опасных для психики «синдромах путешественника»

Какие опасности поджидают туристов в Иерусалиме, Париже и Венеции?

Вокруг света
Пенис в сумочке: история Сада Абэ — самой странной эскортницы-убийцы в истории Пенис в сумочке: история Сада Абэ — самой странной эскортницы-убийцы в истории

Сада Абэ считается самой странной куртизанкой в Японии

VOICE
Недалеко от Рима нашли останки древнейшей курицы Италии Недалеко от Рима нашли останки древнейшей курицы Италии

Палеозоологи нашли фрагменты птичьих костей X– IX века до нашей эры

N+1
Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца? Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца?

Невозможно смотреть свежие фото Антонио Бандераса!

VOICE
В Татрах обнаружили лагерь палеолитических охотников-собирателей В Татрах обнаружили лагерь палеолитических охотников-собирателей

Археологи обнаружили в Татрах лагерь палеолитических охотников-собирателей

N+1
Другая история. Как экономист из Орска восстанавливает старинный Плес Другая история. Как экономист из Орска восстанавливает старинный Плес

Алексей Шевцов уже более четверти века занимается историческим сохранением Плеса

СНОБ
Наталья Андреева. Кровные друзья Наталья Андреева. Кровные друзья

Наталья Андреева — о своем друге Валерии Гаркалине

Коллекция. Караван историй
Лицом в унитаз, брашингом в глаз: реальные истории домработницы об унижениях со стороны работодателей Лицом в унитаз, брашингом в глаз: реальные истории домработницы об унижениях со стороны работодателей

Отрывки из книги о взаимоотношениях между работодателями и домашним персоналом

VOICE
10 персонажей из новых фильмов, которых режиссеры «зря потратили» на экране 10 персонажей из новых фильмов, которых режиссеры «зря потратили» на экране

Колоритные и важные герои, которые вдруг покрылись пылью на задворках сценария

Maxim
Как изменится мир, которым будут управлять разумные машины? Как изменится мир, которым будут управлять разумные машины?

Каким будет новое человеческое будущее?

Вокруг света
10AGE 10AGE

Рэпер 10AGE взрывает чарты каждым новым треком и сам режиссирует свои клипы

Собака.ru
«Игра по правилам»: как 9 гендерных стереотипов влияют на сексуальную жизнь мужчин? «Игра по правилам»: как 9 гендерных стереотипов влияют на сексуальную жизнь мужчин?

Как социальные нормы влияют на сексуальную самооценку мужчин?

Psychologies
«Красный барон»: история самого известного хот-рода в мире «Красный барон»: история самого известного хот-рода в мире

Хот-роддинг — автомобильное искусство, признанное и уважаемое

Maxim
Опасная косметика: косметолог рассказала, какими средствами вредно пользоваться летом Опасная косметика: косметолог рассказала, какими средствами вредно пользоваться летом

Летом некоторые компоненты ваших уходовых средств могут причинить вред

Psychologies
Втулки стабилизатора: для чего нужны, когда и как менять Втулки стабилизатора: для чего нужны, когда и как менять

Что укажет на износ втулок стабилизатора, легко ли их поменять своими силами?

РБК
Открыть в приложении