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

В издательстве «Эксмо» выходит «Убийство Командора»

Esquire
Юлианна Караулова: «Мне хочется нравиться людям» Юлианна Караулова: «Мне хочется нравиться людям»

«Хорошую репутацию очень тяжело заработать и легко потерять»

Добрые советы
РБК узнал детали новой пенсионной накопительной системы РБК узнал детали новой пенсионной накопительной системы

Принцип участия будущих пенсионеров в системе до сих пор не определен

Forbes
Идея! Стать Джеймсом Бондом Идея! Стать Джеймсом Бондом

Каратистом и рок-музыкантом тебе уже не стать. А вот Джеймсом Бондом – запросто!

Maxim
Как победить аллергию с помощью гаджета: проверяем на себе Как победить аллергию с помощью гаджета: проверяем на себе

Тест очистителя воздуха Dyson Pure Hot+Cool на настоящих аллергиках

Популярная механика
Как мужчине носить украшения? Как мужчине носить украшения?

Роберт Татеосян советует, как правильно носить украшения

GQ
Багратионы Багратионы

Грузинский род Багратионов считается одним из древнейших по меркам всей Европы

Дилетант
8 самых роскошных люксов в мире (ночь в них стоит как квартира) 8 самых роскошных люксов в мире (ночь в них стоит как квартира)

Из этих номеров не захочется выселяться

Playboy
Везде успела Везде успела

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

Домашний Очаг
Самые большие зарплаты футболистов в России и мире на 2019 год Самые большие зарплаты футболистов в России и мире на 2019 год

Здесь и Дзюба, и Месси, и даже Кокорин

Playboy
Кто такая 16-летняя Грета Тунберг и за что ее номинировали на Нобелевскую премию Кто такая 16-летняя Грета Тунберг и за что ее номинировали на Нобелевскую премию

16-летняя Грета Тунберг претендует на Нобелевскую премию мира

Популярная механика
Самые высокооплачиваемые спортсмены мира — 2019. Рейтинг Forbes Самые высокооплачиваемые спортсмены мира — 2019. Рейтинг Forbes

Рейтинг самых высокооплачиваемых спортсменов мира

Forbes
Михаил Конев: Вечная память. Чему нас научил сериал «Чернобыль» Михаил Конев: Вечная память. Чему нас научил сериал «Чернобыль»

Почему нужно смотреть мини-сериал «Чернобыль»

СНОБ
Сандра Чой и Эшли Уильямс рассказали Vogue о том, как создавалась коллекция Jimmy Choo x Ashley Williams Сандра Чой и Эшли Уильямс рассказали Vogue о том, как создавалась коллекция Jimmy Choo x Ashley Williams

Зеленые меховые балетки и не только

Vogue
Представить себе свободу: почему мы фантазируем о разводе Представить себе свободу: почему мы фантазируем о разводе

Если отношения давно зашли в тупик, порой мы переносим свои желания в мир грез

Psychologies
Надо поговорить! Разговор о правильном питании компании «Нестле» Надо поговорить! Разговор о правильном питании компании «Нестле»

Правильное питание ребенка — постоянная головная боль каждого родителя

Cosmopolitan
Гордон Рамзи Гордон Рамзи

Правила жизни британского шеф-повара Гордона Рамзи

Esquire
«Я чувствую ответственность за это безобразие». Главное из прямой линии Владимира Путина «Я чувствую ответственность за это безобразие». Главное из прямой линии Владимира Путина

Семнадцатая по счету прямая линия Владимира Путина продлилась более 4 часов

Forbes
6 подсказок для первой встречи с родителями девушки (удачи!) 6 подсказок для первой встречи с родителями девушки (удачи!)

Знакомство с родителями может показаться настоящим испытанием, но ты справишься!

Playboy
20 вопросов к Вигго Мортенсену 20 вопросов к Вигго Мортенсену

Американо-датский актер Вигго Мортенсен отвечает на 20 вопросов

Playboy
Бизнесмен, чью компанию регистрировал Путин: как он зарабатывает на кофе на АЗС Бизнесмен, чью компанию регистрировал Путин: как он зарабатывает на кофе на АЗС

Как компания бывшего советского офицера зарабатывает на оборудовании кофе-зон

Forbes
Незамеченная катастрофа: в Судане военные убивают и насилуют людей, но международное сообщество не спешит вмешаться Незамеченная катастрофа: в Судане военные убивают и насилуют людей, но международное сообщество не спешит вмешаться

Судан существует в режиме политической и гуманитарной катастрофы

Esquire
Шутки кончились Шутки кончились

Solano на российском рынке обосновался давно

АвтоМир
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
Директор Foreo в России — о морщинах, моргании и подделках Директор Foreo в России — о морщинах, моргании и подделках

Яркие щеточки Foreo — один из самых популярных гаджетов в Instagram

РБК
За три моря За три моря

Учиться за рубежом можно почти даром

Лиза
Модная реформа. Зачем министр Силуанов взял российских дизайнеров под личный контроль Модная реформа. Зачем министр Силуанов взял российских дизайнеров под личный контроль

Для чего нужен Фонд Моды: рассказывают дизайнеры, ретейлеры и фэшн-критики

Forbes
Molly: Если ты знаешь, к чему стремишься, никто не сможет тебе помешать Molly: Если ты знаешь, к чему стремишься, никто не сможет тебе помешать

В жизни Ольги Серябкиной много перемен

Cosmopolitan
От Сталинграда до ГАЗа: как в СССР появилась «Победа» От Сталинграда до ГАЗа: как в СССР появилась «Победа»

28 июня 1946 года была собрана первая партия автомобилей ГАЗ-М20 «Победа»

Популярная механика
Открыть в приложении