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

Водородная кругосветка Водородная кругосветка

Кругосветное путешествие катамарана Energy Observer

Популярная механика
Романтичный глэмпинг на крыше ТЦ Авиапарк Романтичный глэмпинг на крыше ТЦ Авиапарк

Торговый центр «Авиапарк» проведёт ежегодный глэмпинг Moscow Escape

Cosmopolitan
Откройте рот Откройте рот

Елена Кухта мотивирует своих клиентов почаще улыбаться

Playboy
«Сейчас тряхнет». Что происходило на борту SSJ 100 перед катастрофой в Шереметьево «Сейчас тряхнет». Что происходило на борту SSJ 100 перед катастрофой в Шереметьево

Отчет о катастрофе Sukhoi Superjet 100 в аэропорту Шереметьево

Forbes
Робочоп Робочоп

Россию можно назвать мировой столицей частных охранных предприятий

Популярная механика
5 пар кроссовок, которые появятся в продаже до конца следующей недели 5 пар кроссовок, которые появятся в продаже до конца следующей недели

Новый силуэт New Balance, баловство adidas с неоном и модификации Air Max 270

GQ
Как все-таки надо мыть овощи и фрукты: пошаговое руководство Как все-таки надо мыть овощи и фрукты: пошаговое руководство

Пора уже разобраться в этом вопросе раз и навсегда

Playboy
Фаньцзиншань, Китай Фаньцзиншань, Китай

Фаньцзиншань – священная гора для китайских буддистов

Maxim
«Давай разведемся». Как режиссер клипов «Ленинграда» сняла самый смешной фильм Кинотавра «Давай разведемся». Как режиссер клипов «Ленинграда» сняла самый смешной фильм Кинотавра

«Давай разведемся» — один из самых хитовых клипов Сергея Шнурова

Forbes
Хэ знает Хэ знает

Научный редактор сайта Laba.Media рассказывает историю ученого Хэ Цзянкуя

Esquire
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
Джо Диспенза: «Измените свой мозг — изменится и реальность!» Джо Диспенза: «Измените свой мозг — изменится и реальность!»

То, как вы думаете и что чувствуете, определяет вашу жизнь

Psychologies
Танец освобождения Танец освобождения

Отрывок из книги «Анандла: десять лет с йогами, целителями и шаманами»

Yoga Journal
Грузия без русских: как запрет полетов повлияет на экономику и политику Грузия без русских: как запрет полетов повлияет на экономику и политику

Исчезновение российских туристов из Грузии не нанесет ущерба ее экономике

Forbes
Самый дорогой объектив по цене Kia Rio: Sony 600 mm F4 GM OSS Самый дорогой объектив по цене Kia Rio: Sony 600 mm F4 GM OSS

На что способен объектив почти за 1 млн рублей? Разбираемся в обзоре

CHIP
Объявлена дата боя Нурмагомедова. И вот что известно о его сопернике Объявлена дата боя Нурмагомедова. И вот что известно о его сопернике

Пляши! Хабиб Нурмагомедов подписал новый контракт с UFC на несколько боев

Maxim
«Нельзя сразу бить по голове». МВД составило черный список водителей «Нельзя сразу бить по голове». МВД составило черный список водителей

В России появился реестр незастрахованных по ОСАГО автомобилей

РБК
24 часа с Айзой Анохиной 24 часа с Айзой Анохиной

Сутки с Айзой Анохиной, рэп-исполнительницей, ведущей шоу VBATTLE

Cosmopolitan
«Люди Икс: Темный Феникс» — последний фильм до покупки Fox компанией Disney, который задумывался эпичным, а вышел рассеянным «Люди Икс: Темный Феникс» — последний фильм до покупки Fox компанией Disney, который задумывался эпичным, а вышел рассеянным

О фильме «Люди Икс: Темный Феникс»

Esquire
Татьяна Буланова: Придуманная быль Татьяна Буланова: Придуманная быль

Блондинка-тихоня из девяностых на экране

Караван историй
Для чего нужна антивозрастная медицина Для чего нужна антивозрастная медицина

О достижениях и перспективах развития антивозрастной медицины

СНОБ
Как ноут подключить к телевизору через Wi-Fi Как ноут подключить к телевизору через Wi-Fi

Подключение ноутбука к телевизору по Wi-Fi без проводов

CHIP
Мозг стареет быстрее тела? Мозг стареет быстрее тела?

Разные части тела стареют не одинаково

Psychologies
ЦБ впервые с марта 2018 года снизил ключевую ставку. Как снизятся ставки по кредитам и вкладам? ЦБ впервые с марта 2018 года снизил ключевую ставку. Как снизятся ставки по кредитам и вкладам?

Банк России решил снизить ставку до 7,5% годовых

Forbes
Пчелы, бабочки и мухи: самые стильные насекомые и где их искать Пчелы, бабочки и мухи: самые стильные насекомые и где их искать

Вышивка в виде пчел, объемный декор в виде бабочек или брошь-муха?

Cosmopolitan
«Премодерация была». Как Гоблин, основатели LavkaLavka, MDK и Promobot попали на прямую линию с Путиным «Премодерация была». Как Гоблин, основатели LavkaLavka, MDK и Promobot попали на прямую линию с Путиным

Какие вопросы задавали Владимиру Путину известные блогеры и бизнесмены

Forbes
Вышли в плюс Вышли в плюс

Почему мы возвращаемся из отпуска с перевесом?

Vogue
Марка аксессуаров, за которой стоит следить: очень странные очки Percy Lau Марка аксессуаров, за которой стоит следить: очень странные очки Percy Lau

Солнцезащитные очки из Китая — для творческих натур, рейверов и просто смелых

Esquire
О чем вам стоит знать, прежде чем резко менять работу О чем вам стоит знать, прежде чем резко менять работу

Полезно узнать истории тех, кто отважился на перемены

Psychologies
Решать головой или сердцем: 9 вопросов и ответов Решать головой или сердцем: 9 вопросов и ответов

Чем лучше руководствоваться, принимая то или иное решение?

Psychologies
Открыть в приложении