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

Загадки исчезнувшей цивилизации Загадки исчезнувшей цивилизации

800 лет назад на месте современного Татарстана располагалась Волжская Булгария

Дилетант
Эй, вы, там, наверху Эй, вы, там, наверху

Актеры фильма «Черновик» вспоминают фантастическое путешествие по трем мирам

Vogue
«Замороженные яйца осьминогов забросили на Землю из космоса миллионы лет назад»! Сенсационные выводы ученых «Замороженные яйца осьминогов забросили на Землю из космоса миллионы лет назад»! Сенсационные выводы ученых

Исследование, ратующее за внеземное происхождение братьев наших головоногих

Maxim
«В технику я верю полностью»: тайна гибели Юрия Гагарина «В технику я верю полностью»: тайна гибели Юрия Гагарина

В обстоятельствах смерти Юрия Гагарина до сих пор остается много белых пятен

Cosmopolitan
5 салонных процедур с мгновенным эффектом 5 салонных процедур с мгновенным эффектом

Пять процедур, которые подходят как мужчинам, так и женщинам

Esquire
Цензура не помеха! 11 самых горячих актрис в советском кино Цензура не помеха! 11 самых горячих актрис в советском кино

Яркие актрисы, героини «с перчинкой» — постоянные гостьи мужских фантазий

Playboy
Без шума и ярости. О премьере «Трех сестер» в постановке Константина Богомолова Без шума и ярости. О премьере «Трех сестер» в постановке Константина Богомолова

МХТ им. А. Чехова выпустил долгожданную премьеру «Трех сестер»

СНОБ
Ставка на эксклюзив: как нишевые интернет-магазины отбирают долю у крупных игроков Ставка на эксклюзив: как нишевые интернет-магазины отбирают долю у крупных игроков

Онлайн-торговля в России начала меняться в сторону большего разнообразия

Forbes
Пахом с клюкой и комик с бейсбольной битой: 7 лучших фильмов Beat Film Festival Пахом с клюкой и комик с бейсбольной битой: 7 лучших фильмов Beat Film Festival

С 31 мая по 10 июня в Москве пройдет Beat Film Festival

СНОБ
Боль как составляющая жизни: чем она полезна? Боль как составляющая жизни: чем она полезна?

Как выстраивать отношения с болью? Действительно ли она зачем-то нужна?

Psychologies
Как вырастить из хрупкой девочки сильную женщину? Как вырастить из хрупкой девочки сильную женщину?

Как помочь дочери вырасти сильной и  самостоятельной женщиной

Psychologies
Вождь и реформы: чем обернется четвертый срок Путина для России Вождь и реформы: чем обернется четвертый срок Путина для России

Новый срок Путина станет отправной точкой для обновления политической системы

Forbes
Место мужчины на кухне: почему мы толстеем Место мужчины на кухне: почему мы толстеем

Несправедливое распределение ролей на кухне обходится дорого,

Cosmopolitan
Вылечить женский алкоголизм: истории тех, у кого получилось Вылечить женский алкоголизм: истории тех, у кого получилось

Психолог Юрий Сорокин написал книгу о том, что мы привыкли считать табу

СНОБ
Дмитрий Второв:Группа риска. Как в России ищут пропавших детей Дмитрий Второв:Группа риска. Как в России ищут пропавших детей

Как ведутся поиски потерявшихся людей в России и за рубежом

СНОБ
20 лучших обложек журнала Interview Magazine 20 лучших обложек журнала Interview Magazine

Вспоминаем самые лучшие обложки журнала Interview Magazine за всю историю

Esquire
Последние бои Второй Мировой: Берлин, Бреслау, Прага Последние бои Второй Мировой: Берлин, Бреслау, Прага

На 2 мая 1945 года вермахт еще располагал многочисленными группировками

Популярная механика
5 фактов о показе Philipp Plein в Каннах 5 фактов о показе Philipp Plein в Каннах

Все самое важное, что нужно знать о показе бунтаря Филиппа Пляйна

Vogue
Загадочная находка на Филиппинах поставила антропологов в тупик Загадочная находка на Филиппинах поставила антропологов в тупик

Неужели предки человека пересекли океан целых 700 000 лет назад?

Популярная механика
10 британских автомобилей, о которых вы ничего не знали 10 британских автомобилей, о которых вы ничего не знали

Есть огромное количество британских марок, о которых мы никогда и не слышали

Популярная механика
Встречаем по обложке: 10 приложений для идеального Instagram-аккаунта Встречаем по обложке: 10 приложений для идеального Instagram-аккаунта

Приложения, которые обязательно сделают из тебя звезду Instagram

Cosmopolitan
Особый отдел Особый отдел

Историю знаменитой виллы Борсани и дизайнера Освальдо Борсани

AD
Куда бежать в случае зомби-апокалипсиса? Куда бежать в случае зомби-апокалипсиса?

В случае превращения людей в зомби исследователи советуют уезжать из города

Популярная механика
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
Идея на весну и лето: оливковый пиджак Идея на весну и лето: оливковый пиджак

Три стильных образа на весну и лето

GQ
Как британские принцы одевались на свои свадьбы с 1893 года Как британские принцы одевались на свои свадьбы с 1893 года

Разнообразие небольшое – или фрак, или мундир

GQ
Экотуризм в Армении Экотуризм в Армении

Почувствовать себя экотуристом в Армении проще, чем где-либо

Psychologies
Надежная защита бесплатной не бывает Надежная защита бесплатной не бывает

Какой продукт действительно обезопасит вашу систему

CHIP
Кислорода не хватает мне Кислорода не хватает мне

Как распознать сезонную гипоксию и справиться с ней

Лиза
5 ошибок при увольнении (и как их избежать) 5 ошибок при увольнении (и как их избежать)

Нюансы, на которые следует обратить внимание при увольнении

Psychologies
Открыть в приложении