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

Анна Седокова Анна Седокова

Наверное, она уже привыкла к эпитетам «горячая», «аппетитная», «сочная»

Playboy
Семейный исход: почему Борис Минц покинул список Forbes и Россию Семейный исход: почему Борис Минц покинул список Forbes и Россию

Борис Минц строил свой бизнес в тесной близости к «ФК Открытие»

Forbes
Освободиться от зависимости. Вылечить женский алкоголизм за 14 дней Освободиться от зависимости. Вылечить женский алкоголизм за 14 дней

Психолог Юрий Сорокин написал книгу о женском алкоголизме

СНОБ
Вода как воля и представление: несколько свежих научных фактов, которые перевернут твое представление о воде! Вода как воля и представление: несколько свежих научных фактов, которые перевернут твое представление о воде!

Вода — дико загадочная субстанция и, может быть, вообще инопланетный разум

Maxim
Гид по тканям: как выбрать лучшее Гид по тканям: как выбрать лучшее

Состав материала не всегда говорит о его свойствах

Популярная механика
Развод не всегда трагедия: как найти плюсы в новой жизни Развод не всегда трагедия: как найти плюсы в новой жизни

О плюсах развода рассказывает коуч Лиза Колдуэлл

Psychologies
Вот зараза! Самые опасные для путешественников страны и чем там можно заразиться Вот зараза! Самые опасные для путешественников страны и чем там можно заразиться

В каких регионах планеты можно подцепить самые опасные заболевания

Maxim
Конкурс оригинальности Конкурс оригинальности

Новый компактный Citroen играет по своим правилам. Но ведь и Kia Soul такой же

АвтоМир
Бомбы, которые не взрываются: что такое виркатор Бомбы, которые не взрываются: что такое виркатор

«ПМ» уже не раз писала об электромагнитном оружии

Популярная механика
Франс Халс. Пророчество харлемской ведьмы Франс Халс. Пророчество харлемской ведьмы

Упрямое желание Франса написать портрет Баббе напоминало наваждение

Караван историй
Как выжить в толпе при панике: инструкция от профессионала Как выжить в толпе при панике: инструкция от профессионала

Хочешь выжить в толпе? Просто держись подальше

Популярная механика

5 обычных девушек решили повторить самые обсуждаемые из "луков" звезды

Cosmopolitan
«Терминатор» с «Кинжалом»: какая техника участвует в Параде Победы «Терминатор» с «Кинжалом»: какая техника участвует в Параде Победы

Какие новинки военной техники можно увидеть на Красной площади 9 мая?

Forbes
Учить детей делать шпаргалки? Ни за что! Учить детей делать шпаргалки? Ни за что!

Размышления нашего автора, матери троих детей Александры Галимовой

Psychologies
Майя Тупикова-Фоменко: Майя Тупикова-Фоменко:

Очередное открытие в характере мужа иногда пугало, иногда восхищало

Караван историй
Люди будущего Люди будущего

Двадцать историй молодых людей, которые работают на передовых направлениях

РБК
Кирилл Капризов: «Я похож на Юру Шатунова из «Ласкового мая»? Да ладно, хорош!» (видео) Кирилл Капризов: «Я похож на Юру Шатунова из «Ласкового мая»? Да ладно, хорош!» (видео)

Хоккеист сборной Кирилл Капризов дал интервью MAXIM на чемпионате мира

Maxim
Из тех, кто в море Из тех, кто в море

Нью-йоркский шеф Марио Карбоне составил идеальное рыбное меню

Robb Report
Психодрама: каждый может найти свою звезду Психодрама: каждый может найти свою звезду

Все об участии в Конференции психодрамы

Psychologies
Прекрасная пятерка. Женщины в рейтинге самых влиятельных людей мира по версии Forbes Прекрасная пятерка. Женщины в рейтинге самых влиятельных людей мира по версии Forbes

Кто из женщин вошел в список самых могущественных людей мира

Forbes
Василий Зайцев: неизвестная история легендарного снайпера Василий Зайцев: неизвестная история легендарного снайпера

Кем был в реальности знаменитый русский снайпер

Maxim
Воры времени Воры времени

Эти люди приходят к вам и не уходят

Psychologies
«8 подруг Оушена», «Реинкарнация» и другие главные фильмы июня «8 подруг Оушена», «Реинкарнация» и другие главные фильмы июня

Прочитай наши рецензии и реши, бежать ли тебе в кинотеатр

Maxim
История Анны Герман, которой удалось обмануть смерть лишь однажды История Анны Герман, которой удалось обмануть смерть лишь однажды

Певица Анна Герман пережила страшную аварию, но ей не удалось победить рак

Cosmopolitan
Можно ли обсуждать с гинекологом проблемы с кожей? Можно ли обсуждать с гинекологом проблемы с кожей?

Женщины часто откладывают регулярное посещение гинеколога, а зря

Psychologies
Болото обещаний. Почему Россия проиграла Казахстану в создании финансового центра Болото обещаний. Почему Россия проиграла Казахстану в создании финансового центра

На создание Международного финансового центра в Астане ушло три года

Forbes
11 звездных детей, которым родители разрешают краситься, как взрослым 11 звездных детей, которым родители разрешают краситься, как взрослым

Дети знаменитостей, лояльно относящихся к самовыражению несовершеннолетних

Cosmopolitan
«Драма как по Гамлету — Шестеркин или Кошечкин?!» Три причины, почему Россия победила словаков «Драма как по Гамлету — Шестеркин или Кошечкин?!» Три причины, почему Россия победила словаков

Сборная России обыграла Словакию

Maxim
Клуб по интересам Клуб по интересам

Квартира на Старом Арбате по проекту Юлии Голавской

AD
Большое счастье Большое счастье

Интервью с актрисой Марией Куликовой

Домашний Очаг
Открыть в приложении