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

Электрическая ракета, которая изменит войну Электрическая ракета, которая изменит войну

Барражирующие боеприпасы «Ланцет», которые могут в корне изменить войны будущего

Популярная механика
Бериллий вне таблицы. Каков он? Бериллий вне таблицы. Каков он?

Периодическая таблица. От элемента к элементу

Наука и жизнь
Угоны в России: машины увозят прямо из автосервисов Угоны в России: машины увозят прямо из автосервисов

Как пропадают автомобили и как их защитить

РБК
Показ Jacquemus прошел в лавандовых полях Прованса Показ Jacquemus прошел в лавандовых полях Прованса

Было жарко – в прямом и переносном смысле

GQ
Бразилия. Не жизнь, а золото Бразилия. Не жизнь, а золото

Золотая лихорадка: по какому сценарию она развивается и чем заканчивается

Зеркало Мира
Тряпку в зубы Тряпку в зубы

Учителя заставляли Евгения Стычкина отмывать стену с матерными надписями

StarHit
Какие вещи нельзя носить в городе летом Какие вещи нельзя носить в городе летом

И что же надеть им на замену

GQ
Состоялась презентация коллекции модного Дома FABIANA FILIPPI Состоялась презентация коллекции модного Дома FABIANA FILIPPI

4 июня прошла презентация коллекции итальянского модного Дома Fabiana Filippi

Cosmopolitan
А теперь тост! Рейтинг тостеров для дома 2019 А теперь тост! Рейтинг тостеров для дома 2019

Несколько хороших моделей тостеров

CHIP
«Дизайнерские дети»: как ученый из Китая открыл ящик Пандоры, отредактировав ДНК двух младенцев, — и пропал без вести «Дизайнерские дети»: как ученый из Китая открыл ящик Пандоры, отредактировав ДНК двух младенцев, — и пропал без вести

В ноябре 2018-го в Китае родились дети с отредактированной ДНК

Esquire
Домашний мальчик Домашний мальчик

Дерек Бласберг пишет в новой квартире новую главу своей жизни

Tatler
Ловушки майского указа Путина. Как власти могут повторить ошибки позднего СССР Ловушки майского указа Путина. Как власти могут повторить ошибки позднего СССР

В дискуссиях об экономической политике предлагаются противоречивые рецепты

Forbes
Зависимость от путешествий: как она возникает и чем опасна Зависимость от путешествий: как она возникает и чем опасна

В многочисленных «бесконтрольных» путешествиях таится опасность

Psychologies
Хозяева земли русской: 20 самых дорогих землевладений России. Рейтинг Forbes Хозяева земли русской: 20 самых дорогих землевладений России. Рейтинг Forbes

Двадцать землевладельцев контролируют 7,9 млн га стоимостью 471,6 млрд рублей

Forbes
Вас повысили в должности: как не поссориться с коллегами? Вас повысили в должности: как не поссориться с коллегами?

Отношения между коллегами всегда чреваты обидами и неловкими ситуациями

Psychologies
Трансформация Сельмы Блэр Трансформация Сельмы Блэр

Как болезнь Сельмы Блэр меняет ее тело, голос, цель в жизни и стиль в одежде

Tatler
Медленнее, ниже, слабее: почему «Люди Икс: Темный Феникс» провалились в прокате Медленнее, ниже, слабее: почему «Люди Икс: Темный Феникс» провалились в прокате

После долгих мучений вышел финал франшизы «Люди Икс»

Forbes
Коллаборации поп-звезд с брендами: лучшие тренды этого лета из Кореи Коллаборации поп-звезд с брендами: лучшие тренды этого лета из Кореи

О главных коллабах корейских поп-звезд

Cosmopolitan
Элементарно, Ватсон! Элементарно, Ватсон!

Лето – лучшее время для путешествия по Англии

Cosmopolitan
5 способов не сойти с ума в мире, где все хотят худеть 5 способов не сойти с ума в мире, где все хотят худеть

Чего мы на самом деле хотим и почему диета — не лучший способ добиться цели

Psychologies
«Мне надо всё делать в последний момент» «Мне надо всё делать в последний момент»

Актриса Аглая Тарасова практически неуловима

OK!
Кого «Барселона» может купить этим летом? Кого «Барселона» может купить этим летом?

В этом году каталонцы снова в центре трансферного внимания

GQ
Как говорить и писать, чтобы нас поняли правильно Как говорить и писать, чтобы нас поняли правильно

Всем нужно тщательнее выбирать слова

Psychologies
Почему нам так грустно, когда заканчивается любимый сериал? Почему нам так грустно, когда заканчивается любимый сериал?

Не странно ли — горевать по тому, что закончилась вымышленная история?

Psychologies
«Чтобы мы прямо завтра внесли — такого пока нет». Как могут измениться российские законы из-за дела Голунова «Чтобы мы прямо завтра внесли — такого пока нет». Как могут измениться российские законы из-за дела Голунова

Дело Ивана Голунова заставило депутатов задуматься о реформах законодательства

Forbes
Классовая борьба. Тест-драйв Mercedes-Benz GLS Классовая борьба. Тест-драйв Mercedes-Benz GLS

Новый внедорожник от Mercedes подоспел как раз вовремя

РБК
Выжимаем соки из ПК: разгон процессора Выжимаем соки из ПК: разгон процессора

Как с помощью простых действий в БИОСе увеличить производительность компьютера

CHIP
Тяжкий груз. Почему Шереметьево не справляется с багажом пассажиров Тяжкий груз. Почему Шереметьево не справляется с багажом пассажиров

В Шереметьево признали, что для обработки багажа не хватает 250 грузчиков

Forbes
Этика и синтетика Этика и синтетика

Звезда электропопа Sophie разрушает границы и стереотипы

Vogue
Как определить, ты действительно устал или тебе просто лень (и все вокруг правы)? Как определить, ты действительно устал или тебе просто лень (и все вокруг правы)?

Действительно ли вы измотаны или просто недостаточно мотивированы?

Playboy
Открыть в приложении