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

Водородная кругосветка Водородная кругосветка

Кругосветное путешествие катамарана Energy Observer

Популярная механика
Ольга Копосова: «Я кайфую без мужа» Ольга Копосова: «Я кайфую без мужа»

Звезда сериала «След» о том, как похудела на 12 кг и почему разъехалась с сыном

StarHit
Везение в особо крупных размерах – 2 Везение в особо крупных размерах – 2

Рецепт славы прост: надо в нужное время оказаться в нужном месте

Maxim
Почему у мужчин выпадают волосы? 5 причин и 7 способов с этим бороться Почему у мужчин выпадают волосы? 5 причин и 7 способов с этим бороться

Пора прекратить волосяной произвол

Playboy
Смотрибельные и классные российские фильмы 90-х Смотрибельные и классные российские фильмы 90-х

Какие российские фильмы 90-х стоит посмотреть?

Maxim
Что заставляет женщин все время просить прощения Что заставляет женщин все время просить прощения

Иногда женщины так часто просят прощения, что окружающим становится не по себе

Psychologies
Контактный центр Контактный центр

Журналист Егор Лапшов провел несколько дней в обществе контактеров

Esquire
Увидеть красоту своих шрамов Увидеть красоту своих шрамов

Мы хотели бы быть идеальными и поэтому часто недовольны своей внешностью

Psychologies
Новый чёрный Новый чёрный

Дизайнер Грег Натале вывел свойственный ему высокий стиль на новый уровень

Robb Report
Заводной мандарин Заводной мандарин

Узники китайских лагерей рассказывают про общество будущего

Русский репортер
Финансист Всеволод Розанов: Российские облигации как объект вложения — неплохой вариант Финансист Всеволод Розанов: Российские облигации как объект вложения — неплохой вариант

Во что вкладываться начинающему инвестору?

СНОБ
Открыта планета, с которой нас легко заметить Открыта планета, с которой нас легко заметить

У одной из ближайших к нам звезд обнаружены две каменистые планеты

Forbes
Кто тут четвертая власть? СМИ против беззакония Кто тут четвертая власть? СМИ против беззакония

Способна ли российская пресса занять достойное место «четвертой власти»?

Forbes
Шампунь из пластика. Как построить успешный бизнес и спасти океан Шампунь из пластика. Как построить успешный бизнес и спасти океан

Весь мир бросился на борьбу с отходами из пластика

Forbes
Как текстильный магнат Сергей Щукин собрал лучшую в мире коллекцию импрессионистов и модернистов Как текстильный магнат Сергей Щукин собрал лучшую в мире коллекцию импрессионистов и модернистов

Коллекция, созданная Сергеем Щукиным за 20 лет, сегодня оценивается от $5 млрд

Forbes
Антифашисты в немецких мундирах Антифашисты в немецких мундирах

Заговор против Гитлера окончился двойной неудачей

Дилетант
Влади Влади

Лидер главной рэп-группы страны перешел с рифм на прозу

Maxim
Путешествие по таблице элементов: от водорода до оганесона Путешествие по таблице элементов: от водорода до оганесона

Периодическая таблица считается одним из величайших достижений химической науки

Наука и жизнь
Секрет долголетия и процветания за $99: как бывшая жена Сергея Брина заработала $690 млн Секрет долголетия и процветания за $99: как бывшая жена Сергея Брина заработала $690 млн

История основательницы проекта 23andMe Анны Войжитски

Forbes
Ненавистная работа может подготовить вас к работе мечты Ненавистная работа может подготовить вас к работе мечты

Многие до сих пор считают, что главное — выбрать работу по душе

Psychologies
Летной погоды! Летной погоды!

Grazia собрала специальные предложения на летний отдых от разных отелей

Grazia
Пирамида Солнца. Как бывший автомеханик создал аферу, жертвой которой стал холдинг Баффета Пирамида Солнца. Как бывший автомеханик создал аферу, жертвой которой стал холдинг Баффета

Бывший автомеханик втянул инвесторов в пирамиду

Forbes
Депутатская неожиданность Депутатская неожиданность

Как наши чиновники посрамили Кафку, Бажова и дядюшку Римуса

Maxim
Ведьма Шиндлера: женщина, спасшая сотни жизней Ведьма Шиндлера: женщина, спасшая сотни жизней

Геноцид в Руанде 1994 года считается одним из самых жутких событий

Cosmopolitan
Ведущие «Первого канала»: 8 женщин на страже главной кнопки русского телека Ведущие «Первого канала»: 8 женщин на страже главной кнопки русского телека

Своих телеведущих надо знать в лицо

Playboy
США обогнали Китай по числу инвестпроектов в России США обогнали Китай по числу инвестпроектов в России

Россия вошла в топ-20 стран, привлекательных для иностранных инвесторов

Forbes
Пойдем в кино, Иляна Пойдем в кино, Иляна

Ланч с кинокритиком Антоном Долиным

Glamour
Эксклюзивная фотоохота: топ-7 лучших приключений в дикой природе Эксклюзивная фотоохота: топ-7 лучших приключений в дикой природе

Когда отпуск может быть интереснее, чем ты рассчитывал

Playboy
Натюрморт Михаила Ларионова и «Аэродром» Георгия Нисского — топ-лоты русских торгов Sotheby’s Натюрморт Михаила Ларионова и «Аэродром» Георгия Нисского — топ-лоты русских торгов Sotheby’s

На что обязательно обратить внимание на аукционе Sotheby's

Forbes
«Открывают зубочистками». Что и как угоняют в России «Открывают зубочистками». Что и как угоняют в России

Рейтинг защищенности от угона популярных моделей составили страховщики

РБК
Открыть в приложении