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

Военные преступления Военные преступления

Первая часть ответов на вопросы о военных преступлениях Второй мировой войны

Дилетант
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Эта неделя запомнится нам не только каннской красной дорожкой

GQ

Диета, на которой сидят "ангелы" Victoria's Secret перед показом

Cosmopolitan
Лучшие шутки дня и крещёный еврей! Лучшие шутки дня и крещёный еврей!

Нефритовый дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Броня легка Броня легка

Алюминиевые сплавы давно и прочно обосновались на бронемашинах

Популярная механика
Дело жизни Казуаки Харады Дело жизни Казуаки Харады

Японский художник Казуаки Хараде нашел свое дело почти случайно

Популярная механика
Лев прав Лев прав

Лев Яшин был легендой советского футбола, но однажды он потерял все

GQ
Знаменитый грузинский стиль: лучшее, что произошло на Неделе моды в Тбилиси Знаменитый грузинский стиль: лучшее, что произошло на Неделе моды в Тбилиси

Арина Яганова написала обзор на Неделю моды в Тбилиси

Cosmopolitan
«Это самый слабый состав нашей национальной команды!». Виктор Гусев о футболе и киберспорте «Это самый слабый состав нашей национальной команды!». Виктор Гусев о футболе и киберспорте

Виктор Гусев теперь не только спортивный, но и киберспортивный комментатор

Maxim
Обзор и тестирование блока питания ThunderX3 Plexus 800 Обзор и тестирование блока питания ThunderX3 Plexus 800

Блок питания, который можно использовать в самых востребованных системах

CHIP
Хозяйка музея Хозяйка музея

Начальник отдела обслуживания Государственного Эрмитажа Елена Рябова

Дилетант
На берег крутой На берег крутой

Байк Indian Roadmaster покоряет дикий шотландский маршрут North Coast 500

Robb Report
Ученые выяснили, чем питались предки человека, жившие одновременно с динозаврами Ученые выяснили, чем питались предки человека, жившие одновременно с динозаврами

Древние предки млекопитающих питались насекомыми

Популярная механика
Jurassic World: Evolution и другие главные игровые новинки месяца Jurassic World: Evolution и другие главные игровые новинки месяца

Warhammer 40,000, Frostpunk, Raging Justice, The Crew 2, Vampyr, Evoland 2

Maxim
Girls in Vogue: Ира и Катя Петелины Girls in Vogue: Ира и Катя Петелины

Модели, которые готовятся к выпускному, рассказали Vogue о своих мечтах и музах

Vogue
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
Прекрасное далеко: зачем Россия вновь строит сверхтяжелую ракету-носитель Прекрасное далеко: зачем Россия вновь строит сверхтяжелую ракету-носитель

Зачем России нужна такая ракета

Forbes
Куплю-продам: редактор Cosmo тестирует сервис доставки Avito Куплю-продам: редактор Cosmo тестирует сервис доставки Avito

С новой услугой доставки покупать и продавать вещи стало еще проще и безопаснее

Cosmopolitan
Не такие как все Не такие как все

Как в России дорабатывают машины на примере самых популярных стилей тюнинга

АвтоМир
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
10 вопросов группе Justice 10 вопросов группе Justice

Интервью с участником группы Ксавье де Росне

Esquire
Личный опыт: как за полгода из домохозяйки с целлюлитом превратиться в фитоняшку Личный опыт: как за полгода из домохозяйки с целлюлитом превратиться в фитоняшку

История нашей читательницы Натальи Кузьмич

Cosmopolitan
Если любовь требует усилий, разве она настоящая? Если любовь требует усилий, разве она настоящая?

Конфликты в отношениях заставляют задуматься, подходим ли мы друг другу

Psychologies
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
10 малоизвестных автомобилей, сделанных в Австрии 10 малоизвестных автомобилей, сделанных в Австрии

Пройдёмся по австрийскому автомобилестроению

Популярная механика
Список вопросов перед расставанием Список вопросов перед расставанием

Расстаться с партнером сегодня проще, чем когда-либо

Psychologies
Приоденься как Джеймс Бонд: новая коллекция KANZLER, вдохновленная бондианой Приоденься как Джеймс Бонд: новая коллекция KANZLER, вдохновленная бондианой

Бренд KANZLER перед выходом 25-го фильма о «007» создал коллекцию для героев

Maxim
Как носить брюки карго Как носить брюки карго

5 идей для самых модных

Vogue
5 правил успешных переговоров 5 правил успешных переговоров

Рассказывает Екатерина Стародубцева, совладельца рекрутингового агентства

Psychologies
Лето - жизнь Лето - жизнь

Интервью с актрисой Екатериной Климовой

Домашний Очаг
Открыть в приложении