В Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии

Наука и жизньНаука

Последним сдался килограмм

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Французская гравюра, около 1800 года, иллюстрирующая метрическую систему мер: 1 — литр; 2 — грамм; 3 — метр; 4 — ар (100 м2); 6 — стер (эквивалент 1 м3, определялся по объёму определённым образом сложенных деревянных брусков). Любопытно, что на пятом месте затесалась денежная единица — франк, так как параллельно была сделана попытка реформы запутанной денежной системы введением в ней десятичного деления. Иллюстрация: L. F. Labrousse/PD

16 ноября 2018 года в Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии. Последняя из основных единиц системы СИ — килограмм — лишилась своего материального воплощения. Теперь килограмм будет определяться не платиново-иридиевой «гирькой», а сверхточным значением фундаментальной постоянной Планка и сложным измерительным устройством, известным как весы Киббла. О хронике революции и о том, как теперь взвесить килограмм, наш рассказ.

На пути к системе единиц

Человек занимался измерениями с древних времён. Это было нужно для строительства, изготовления изделий, торговли и планирования деятельности. Каждое государство изобретало свои меры. Ещё полтора века назад в нашей стране размеры мерили вершками, пядями и аршинами, массу — фунтами и пудами, а в качестве мер объёма жидкости можно было встретить чарки и вёдра. В Великобритании до сих пор в ходу дюймы, футы, фунты и пинты.

Потребность в единой системе мер существовала всегда, но со стремительным развитием науки и техники в Новое время она стала просто жизненно необходимой. Интенсивный обмен знаниями и технологиями требовал всё более точных измерений. На революцию в метрологии учёных, видимо, подвиг дух Великой французской революции. В 1795 году во Франции государство официально приняло так называемую метрическую систему мер, базирующуюся на мерах длины и массы.

Для универсальности все введённые меры были привязаны к природным объектам, казавшимся тогда одинаковыми повсюду. Единица длины — метр приравнивался к одной сорокамиллионной доле длины парижского меридиана. Единицу массы — грамм — определили как массу кубического сантиметра воды при 4оС, когда вода имеет наибольшую плотность, а секундой назвали 1/86 400 суток (24 часа по 60 минут из 60 секунд как раз дают 86 400 секунд).

Но наша планета — не шар, к тому же вращается она неравномерно. А вода содержит различные примеси, влияющие на результаты измерений. Поэтому во второй половине XIX века было решено задать меры длины и массы посредством эталонов. В 1875 году в Париже семнадцать стран, включая Россию, подписали Метрическую конвенцию, согласно которой создавались эталоны массы и длины. Их оригиналы должны были храниться в штаб-квартире Международного бюро мер и весов в пригороде Парижа — Севре. А метрологические организации участников конвенции получали точные копии эталонов.

Так родилась современная система мер, которая на сегодняшний день распространена на большей части земного шара. Для её совершенствования с тех пор раз в четыре года в Севре собираются Генеральные конференции по мерам и весам. Любопытно, что в России закон о необязательном использовании метрической системы, проект которого подготовил Д. И. Менделеев, появился лишь в 1899 году, а обязательной она стала лишь после революции, в 1918 году.

Надо сказать, что самый первый эталон длины и массы был изготовлен из платины ещё в 1799 году. Последние варианты сделаны в 1889 году из сплава платины (90%) и иридия (10%). Выбор материала обусловлен химической устойчивостью сплава. Эталон массы выполнен в форме цилиндра с равными высотой и диаметром (чуть более 39 мм). Этим достигалась наименьшая площадь его поверхности и, соответственно, износ. Находится эталон под вакуумным колпаком в комнате, доступ в которую имеют только три человека. Причём, чтобы попасть в неё, они должны одновременно вставить все три имеющихся у них ключа. Первый ключ находится у директора Международного бюро мер и весов, второй — у председателя Международного комитета мер и весов, а третий хранится в Архиве Франции. Эталон длины до 1960 года имел вид Х-образной линейки.

Стремительное развитие новых научных направлений в XIX — начале XX века привело к введению в оборот большого числа новых единиц измерений и нескольких их систем, таких как СГС (1861), МКСА (1901) и других. К середине ХХ века возникла необходимость стандартизировать и упростить сложившуюся сложную совокупность систем и внесистемных единиц в соответствии с современными требованиями. И в 1960 году 11-я Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц СИ (SI, от французского Le Système International d’Unités). В неё вошли шесть величин, считающихся основными: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура и сила света. Седьмая единица — количество вещества — моль добавлена в 1971 году. Все остальные физические величины стали производными, то есть определяемыми через основные единицы по соответствующим физическим законам.

Возросшие требования к точности измерений уже тогда привели к тому, что метр первым потерял своё «предметное» воплощение. Он стал равным 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ядерный грипп Ядерный грипп

Легендарная болезнь, унесшая жизней больше, чем обе мировые войны

Maxim
Прозрачная «вторичка» Прозрачная «вторичка»

Депутаты хотят запретить манипуляции с историей подержанных автомобилей

АвтоМир
Свинячьи грибы, или маслята Свинячьи грибы, или маслята

Маслята — одни из самых собираемых грибов в России

Наука и жизнь
Конгресс США обнародовал проект санкций против «Северного потока— 2» Конгресс США обнародовал проект санкций против «Северного потока— 2»

Новый проект санкций США

Forbes
От большого к малому От большого к малому

Если ты хочешь лидерства, то должен бежать вдвое быстрее других

РБК
Больше, чем у X7: еще десять автомобилей с монументальными решетками радиатора Больше, чем у X7: еще десять автомобилей с монументальными решетками радиатора

«Ноздри» радиаторных решеток многих марок мутировали до огромных размеров

Maxim
Три фильма, которые нужно смотреть на этой неделе Три фильма, которые нужно смотреть на этой неделе

Обновленные «Люди в черном», байопик про Элтона Джона и злые Фениксы

Esquire
Байкал будет злиться Байкал будет злиться

Кто вредит главному пресному озеру планеты

Русский репортер
Отказ от безналичного доллара. Что советует Путину экономист Сергей Глазьев Отказ от безналичного доллара. Что советует Путину экономист Сергей Глазьев

Forbes узнал у экономиста Сергея Глазьева, что он сейчас советует президенту

Forbes
Обзор смартфона realme 3: кто на новенького? Обзор смартфона realme 3: кто на новенького?

Делимся впечатлениями от одного из первых экземпляров realme 3

CHIP
Тени прошлого Тени прошлого

Готова ли ты избавиться от назойливых воспоминаний и начать жить настоящим?

Лиза
Время собирать кельтские камни Время собирать кельтские камни

Интеллектуальная и загадочная игрушка — кельтский камень

Наука и жизнь
Впервые в истории РБК, «Ведомости» и «Коммерсантъ» вышли с одинаковой протестной полосой Впервые в истории РБК, «Ведомости» и «Коммерсантъ» вышли с одинаковой протестной полосой

Она посвящена требованию проверить действия органов

Playboy
Как получать удовольствие от любого дела. Даже самого скучного Как получать удовольствие от любого дела. Даже самого скучного

Как получать удовольствие, даже от самой монотонной и неинтересной работы?

Psychologies
Почему мы скрываем проблемы со здоровьем от начальства и коллег? Почему мы скрываем проблемы со здоровьем от начальства и коллег?

Почему мы скрываем от работодателя наличие проблем со здоровьем

Psychologies
Цветные дожди Хундертвассера Цветные дожди Хундертвассера

О доме, похожем на постройку из кубиков, созданную буйной фантазией ребенка

Караван историй
Все, что ты хотел знать о радиации (но боялся спросить у того говорящего гриба с пятью руками) Все, что ты хотел знать о радиации (но боялся спросить у того говорящего гриба с пятью руками)

Сколько микрозивертов поместится в твоей печени и прочие факты о радиации

Maxim
Три четверти бизнесменов не успели поставить онлайн-кассы к 1 июля Три четверти бизнесменов не успели поставить онлайн-кассы к 1 июля

Предпринимателям, не успевшим подключить онлайн-кассы, могут грозить штрафы

Forbes
Камеры, ужесточения и запрет правых рулей: что ждет автомобилистов Камеры, ужесточения и запрет правых рулей: что ждет автомобилистов

С 1 июля в России изменится жизнь автомобилистов

РБК
История с географией История с географией

Ценителям красивой жизни найдётся отель по вкусу от Ломбардии до Дубая

Robb Report
Упражнение на доверие: как амнистия капиталов подтолкнет бизнес и власть к новому социальному контракту Упражнение на доверие: как амнистия капиталов подтолкнет бизнес и власть к новому социальному контракту

Вторичные эффекты деофшоризации окажутся важнее, чем сама редомициляция капитала

Forbes
Дейтинговый сервис Bumble откроет винный бар на Манхэттене Дейтинговый сервис Bumble откроет винный бар на Манхэттене

Дейтинговая компания Bumble откроет собственное заведение в Нью-Йорке

Forbes
Ищите женщину. Как найти баланс кадров в сфере IT Ищите женщину. Как найти баланс кадров в сфере IT

Гендерное разнообразие приносит бизнесу чисто практический результат

Forbes
Infiniti QX60: Прибавка мощности Infiniti QX60: Прибавка мощности

Внешность у Infiniti Qx60 привычная, вместительность – на зависть конкурентам

АвтоМир
Анна Плетнева Анна Плетнева

Певица уверяет, что она заколдованная и выигрывает всегда у всех мужчин!

Playboy
Неделя потребления: ди-джей в Большом и поясная сумка в Berluti Неделя потребления: ди-джей в Большом и поясная сумка в Berluti

Чем нам запомнилась эта неделя

Forbes
Созерцательная терапия Созерцательная терапия

Исследования исцеляющих аспектов медитации

Yoga Journal
Как будет работать новая криптовалюта от Facebook. Разбор технологии Libra Как будет работать новая криптовалюта от Facebook. Разбор технологии Libra

Кому, когда и как можно будет покупать, хранить и тратить Libra

Forbes
Кабуки открывает Россию Кабуки открывает Россию

Екатерина Великая пришла на японскую сцену

Огонёк
Книги: Андрей Курпатов Книги: Андрей Курпатов

Врач-психотерапевт и основатель интеллектуального кластера «Игры разума»

Собака.ru
Открыть в приложении