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

Идея! Оставлять чаевые Идея! Оставлять чаевые

Учись правильно благодарить тех, кто оказывает тебе услуги

Maxim
Бизнес с высоким EQ: какие качества помогают женщине построить успешную карьеру Бизнес с высоким EQ: какие качества помогают женщине построить успешную карьеру

Как обеспечить равную представленность в бизнесе мужчин и женщин

Forbes
Тайна острова Джекилл Тайна острова Джекилл

Кто и как создал Федеральную резервную систему США

Деньги
10 признаков того, что вы слишком уступчивы, и что с этим делать 10 признаков того, что вы слишком уступчивы, и что с этим делать

Уступчивость — один из «киллеров успеха»

Psychologies
Эйфория головного мозга Эйфория головного мозга

Нейроэстетика помогает нам понять, что человеческий мозг считает красивым

Playboy
Поющая в темноте Поющая в темноте

Му­за Лар­са фон Три­е­ра Шар­лот­та Генс­бур встре­ти­лась с GQ в Нью-Йор­ке

GQ
Идеальные летние каникулы Роми Шнайдер и Алена Делона Идеальные летние каникулы Роми Шнайдер и Алена Делона

Спланируйте совместный отпуск по местам «великолепных любовников»

Vogue
Конгресс США обнародовал проект санкций против «Северного потока— 2» Конгресс США обнародовал проект санкций против «Северного потока— 2»

Новый проект санкций США

Forbes
Поле битвы: Земля Поле битвы: Земля

Эпо­ха су­пер­дер­жав за­кон­чи­лась

GQ
Второй первый Второй первый

Главный «электоральный процесс тридцатилетия» в Казахстане прошел вызывающе тихо

Огонёк
Молния нарушила работу самописцев “Суперджета”: опубликован отчет МАК Молния нарушила работу самописцев “Суперджета”: опубликован отчет МАК

Расследование и анализ данных о крушении Суперджета

Популярная механика
Toyota Supra Toyota Supra

После долгих лет забвения японский спорткар вернулся во всей своей красе

Quattroruote
Загадочная Загадочная

Крабовидная туманность - самый наблюдаемый объект за пределами Солнечной системы

Наука и жизнь
Ты принимаешь душ слишком часто, считают ученые Ты принимаешь душ слишком часто, считают ученые

В среднем человек тратит два года своей жизни на мытье

Maxim
В своей тарелке: какое спутниковое телевидение лучше выбрать? В своей тарелке: какое спутниковое телевидение лучше выбрать?

Спутниковое телевидение - идеальный вариант для коттеджей

CHIP
«Дон Корлеоне, мне нужна справедливость»: о чем говорит первое «свободное» интервью Кирилла Серебренникова «Дон Корлеоне, мне нужна справедливость»: о чем говорит первое «свободное» интервью Кирилла Серебренникова

Интервью Кирилла Серебренникова

СНОБ
Пучок ароматной зелени Пучок ароматной зелени

Немного об использовании пряноароматических растений в кулинарии

Наука и жизнь
Джо Диспенза: «Измените свой мозг — изменится и реальность!» Джо Диспенза: «Измените свой мозг — изменится и реальность!»

То, как вы думаете и что чувствуете, определяет вашу жизнь

Psychologies
Самые высокооплачиваемые спортсмены мира — 2019. Рейтинг Forbes Самые высокооплачиваемые спортсмены мира — 2019. Рейтинг Forbes

Рейтинг самых высокооплачиваемых спортсменов мира

Forbes
Везде успела Везде успела

Телеведущая Регина Тодоренко – о том, почему не нужно быть идеальными родителями

Домашний Очаг
«Причудливый способ вывести деньги»: что вызывает вопросы в деле основателя «Рольф» Сергея Петрова «Причудливый способ вывести деньги»: что вызывает вопросы в деле основателя «Рольф» Сергея Петрова

Балансовая стоимость «Рольф Эстейт» по итогам 2014 года составила 4,2 млрд

Forbes
Реверанс феминизму: впервые за почти вековую историю Warner Bros возглавила женщина Реверанс феминизму: впервые за почти вековую историю Warner Bros возглавила женщина

Энн Сарнофф возьмет на себя руководство крупнейшей компании Warner Bros

Forbes
11 богатейших американок младше 40 лет, заработавших состояние самостоятельно 11 богатейших американок младше 40 лет, заработавших состояние самостоятельно

Самые богатые селф-мейд женщины США в возрасте до 40 лет

Forbes
Кто они такие: самые известные «инстаграмщицы», которые выбились в высший свет Кто они такие: самые известные «инстаграмщицы», которые выбились в высший свет

С чего начинали и кем стали знаменитые инста-модели

Cosmopolitan
Молчание — знак согласия Молчание — знак согласия

Способ справиться с лихорадкой большого города

Vogue
6 актеров, которые могли бы сыграть Росомаху в будущих фильмах Marvel 6 актеров, которые могли бы сыграть Росомаху в будущих фильмах Marvel

Росомаха обязательно появится на экранах, это вопрос времени

Playboy
«Дети всегда были маргинальными членами семьи». Марина Мелия о проблемах воспитания «Дети всегда были маргинальными членами семьи». Марина Мелия о проблемах воспитания

Почему проблема воспитания в современном обществе сильно раздута

Forbes
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
Эхо СССР: почему взрывы потрясли не только Дзержинск Эхо СССР: почему взрывы потрясли не только Дзержинск

Российские региональные власти демонстрируют технократическое мышление

Forbes
Что стоит за заявлением российского ученого о генетическом редактировании эмбрионов? Что стоит за заявлением российского ученого о генетическом редактировании эмбрионов?

Генетик Денис Ребриков хочет стать вторым в мире ученым, после Хэ Цзянькуя

Forbes
Открыть в приложении