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
Анатомия потехи: что такое чувство юмора, откуда оно берется и есть ли от него прок Анатомия потехи: что такое чувство юмора, откуда оно берется и есть ли от него прок

Почему некоторые люди совсем не умеют шутить, а другие — понимать шутки

Maxim
Долгое прощение Долгое прощение

Что делать, если вы узнали о неверности своего мужчины: советы психолога

Добрые советы
Пирожные Григория Распутина Пирожные Григория Распутина

Новые теории о смерти Григория Распутина

Дилетант
Особый отдел Особый отдел

Историю знаменитой виллы Борсани и дизайнера Освальдо Борсани

AD
Гиперкары небесные. Изучаем феномен сверхбыстрых автомобилей Гиперкары небесные. Изучаем феномен сверхбыстрых автомобилей

Как и почему появились машины, для которых слова «суперкар» явно недостаточно?

Maxim
На светлой стороне На светлой стороне

Яна Лапутина о своем эксперименте по осветлению волос

OK!
Что такое «альфа-самец» и как этот образ портит жизнь мужчинам Что такое «альфа-самец» и как этот образ портит жизнь мужчинам

Михаил Лабковский о том, что такое «альфа-самец» и как этот образ влияет на нас

Playboy
7 важных фактов о круизном показе Gucci 7 важных фактов о круизном показе Gucci

Детально разбираем инфернальное шоу Алессандро Микеле во французском Арле

Esquire
25 идей для лета 25 идей для лета

Планы, которые стоит воплотить в жизнь в летний период

Домашний Очаг
Изменились до неузнаваемости: отечественные звезды до и после пластики Изменились до неузнаваемости: отечественные звезды до и после пластики

Далеко не всегда результаты пластических операций радуют глаз

Cosmopolitan
Мороз по коже Мороз по коже

Дарья Мороз ломает шаблоны и получает от этого кайф

Vogue
Блог на миллион долларов: как заработать состояние в интернете Блог на миллион долларов: как заработать состояние в интернете

Как определиться с тематикой блога, привлечь в него аудиторию и заработать

Forbes
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Мужчины наглядно показывают, как носить вязаные поло и льняные пиджаки

GQ
Esquire Weekend 2018: как это было Esquire Weekend 2018: как это было

Интерактивный фестиваль журнала Esquire в формате 360 градусов

Cosmopolitan
Китайская медицина: простое упражнение, чтобы стать увереннее Китайская медицина: простое упражнение, чтобы стать увереннее

Уверенность в себе во многом зависит от тела

Psychologies
Политика разрушений: разрыв ядерной сделки с Ираном обвалит цены на нефть Политика разрушений: разрыв ядерной сделки с Ираном обвалит цены на нефть

Котировки сырья в долгосрочной перспективе могут рухнуть по сценарию 2016 года

Forbes
7 вещей, которые люди с аутизмом хотели бы вам сказать 7 вещей, которые люди с аутизмом хотели бы вам сказать

Журналист Сара Курчак разрушает несколько стереотипов о людях с РАС

Psychologies
Выходцы из компании Ликсутова оказались бенефициарами оператора Wi-Fi в метро Выходцы из компании Ликсутова оказались бенефициарами оператора Wi-Fi в метро

В числе бенефициаров компании «МаксимаТелеком» есть люди, связанные с вице-мэром

РБК
Спросите у ясеня Спросите у ясеня

С деревом работают современные дизайнеры и скульпторы

Seasons of life
Трудный разговор: молчать нельзя нападать Трудный разговор: молчать нельзя нападать

Переговоры бывают трудными не только для первых лиц государств

Psychologies
Яндекс. Эксперименты Яндекс. Эксперименты

Как поисковик превратился в экосистему

Forbes
Волшебник в котловане: как Виталий Мутко изменит рынок недвижимости Волшебник в котловане: как Виталий Мутко изменит рынок недвижимости

Бывший министр спорта Виталий Мутко может в ближайшее время стать вице-премьером

Forbes
Самые смешные картинки и шутки о свадьбе принца Гарри и актрисы Меган Маркл! Самые смешные картинки и шутки о свадьбе принца Гарри и актрисы Меган Маркл!

Мемы, появившиеся после венчания знаменитостей

Maxim
10 малоизвестных автомобилей, сделанных в Австрии 10 малоизвестных автомобилей, сделанных в Австрии

Пройдёмся по австрийскому автомобилестроению

Популярная механика
Где провести летние каникулы Где провести летние каникулы

Пароли и явки на белоснежные пляжи Занзибара и Португалии

Vogue
Кислорода не хватает мне Кислорода не хватает мне

Как распознать сезонную гипоксию и справиться с ней

Лиза
5 книг, которые стоит прочитать этим летом: выбор Билла Гейтса 5 книг, которые стоит прочитать этим летом: выбор Билла Гейтса

Билл Гейтс поделился с читателями своего блога списком литературы на лето

Esquire
Вдруг подул северный ветер Вдруг подул северный ветер

Зачем российские учителя едут работать в Таджикистан?

Русский репортер
За гаражами За гаражами

Свой первый большой юбилей «Гараж» отпразднует трехдневным марафоном

Tatler
Открыть в приложении