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

Сексуальные привычки животных: 5 самых необычных способов оплодотворения в дикой природе Сексуальные привычки животных: 5 самых необычных способов оплодотворения в дикой природе

Самые странные способы оплодотворить свою вторую половинку в животном мире

Популярная механика
Меня зовут Хан: «Звездные войны» без Империи и джедаев Меня зовут Хан: «Звездные войны» без Империи и джедаев

На экраны в России выходит фильм «Хан Соло. Звездные войны. Истории»

Playboy
9 событий, которые происходили 29 февраля в разные годы 9 событий, которые происходили 29 февраля в разные годы

Какие удивительные события приносила с собой мистическая дата високосного года?

Maxim
Самые классные мужские образы Met Gala прошлых лет Самые классные мужские образы Met Gala прошлых лет

Подборка лучших образов Бала Института костюма

GQ
Разговоры о яйцах: какие лучше — C0, C1 или C2? Разговоры о яйцах: какие лучше — C0, C1 или C2?

Что означают буквы и цифры на яйцах? Как правильно яйца хранить?

ТехИнсайдер
От Пикассо до Репина: 6 громких случаев вандализма в музеях От Пикассо до Репина: 6 громких случаев вандализма в музеях

Громкие случаи порчи великих произведений искусства

Playboy
Юлия Самойлова о «Евровидении»: «Я понимала, что Первый канал меня использует» Юлия Самойлова о «Евровидении»: «Я понимала, что Первый канал меня использует»

Первый случай, когда российский исполнитель не попал в финал Евровидения

Cosmopolitan
АлСиб: легендарная авиатрасса Аляска - Сибирь АлСиб: легендарная авиатрасса Аляска - Сибирь

Легендарная трасса АлСиб в этом году примет летчиков снова

Популярная механика
Цветопредставление: зачем нужны цветные корректоры и как ими пользоваться Цветопредставление: зачем нужны цветные корректоры и как ими пользоваться

Как пользоваться корректорами, чтобы не выглядеть клоуном

Cosmopolitan
This is America: символы и отсылки в нашумевшем клипе Дональда Гловера This is America: символы и отсылки в нашумевшем клипе Дональда Гловера

5 мая рэпер Childish Gambino выпустил клип на новый трек This Is America

Esquire
Как вырастить из хрупкой девочки сильную женщину? Как вырастить из хрупкой девочки сильную женщину?

Как помочь дочери вырасти сильной и  самостоятельной женщиной

Psychologies
Его величество Его величество

Казань величественна и по-праздничному красива даже в самый пасмурный день

Quattroruote
8 постельных кино-сцен, которые лучше не повторять в реальной жизни 8 постельных кино-сцен, которые лучше не повторять в реальной жизни

Тот случай, когда сто раз увидеть все-таки лучше, чем один раз попробовать

Maxim
Римское право Римское право

Лучшее, что Италия дала миру в сфере дизайна, кулинарии, музыки и кино

AD
«Кажется, я беременна...» «Кажется, я беременна...»

Ежегодно в России беременеет примерно каждая 20-я девушка в возрасте 15–19 лет

Psychologies
Сколько видеопамяти нужно для игр? Сколько видеопамяти нужно для игр?

Сколько же видеопамяти действительно нужно для игр

CHIP
«Гони этих русских куда подальше!» Три причины, почему Россия проиграла чехам «Гони этих русских куда подальше!» Три причины, почему Россия проиграла чехам

О боже, мы попали под злых чехов. Как? Что?! Почему!!!

Maxim
Китайская медицина: простое упражнение, чтобы стать увереннее Китайская медицина: простое упражнение, чтобы стать увереннее

Уверенность в себе во многом зависит от тела

Psychologies
Падение цен: стоит ли брать ипотеку в ближайшее время Падение цен: стоит ли брать ипотеку в ближайшее время

Эра долевого строительства заканчивается

Forbes
Как обычный советский служащий женился на миллионерше Онассис и еще 3 случая везения в особо крупных размерах Как обычный советский служащий женился на миллионерше Онассис и еще 3 случая везения в особо крупных размерах

Четыре истории о том, как обыкновенным людям несказанно повезло

Maxim
Тренинг: как научить подростков управлять временем Тренинг: как научить подростков управлять временем

Как помочь детям гармонизировать отношения с временем?

Psychologies
Стареющая сила: в чем беда демографической политики России Стареющая сила: в чем беда демографической политики России

В России наименее защищенной категорией оказались люди старше 45 лет

Forbes
Смарт-платье, удлиненные шорты и еще 3 вещи, без которых летом-2018 никуда Смарт-платье, удлиненные шорты и еще 3 вещи, без которых летом-2018 никуда

Список вещей на лето-2018 озвучивает стилист и тренер по стилю Роман Медный

Cosmopolitan
Мамина школа Мамина школа

Липа Тетерич умеет работать с детьми и делает это профессионально

OK!
А сколько дашь? А сколько дашь?

Почему нас порой вводит в ступор собственная дата рождения

Cosmopolitan
«Пусть подавятся»: что миллиардеры говорят о санкциях «Пусть подавятся»: что миллиардеры говорят о санкциях

Нужно просто понять, что санкции введены навсегда и забыть про них

Forbes
Татуировка, борода и топор: почему все говорят о новой God of War Татуировка, борода и топор: почему все говорят о новой God of War

Семь фактов о новой God of War

Maxim
Корейские денди. Часть 2: как одеваются участники группы BTS Корейские денди. Часть 2: как одеваются участники группы BTS

Стиль корейской группы BTS

Cosmopolitan
Берлин: гид на выходные Берлин: гид на выходные

Берлин – лоскутное одеяло на карте Германии

Esquire
Хранитель ценностей Хранитель ценностей

После четырехлетнего перерыва седан Subaru Legacy вернулся на российский рынок

АвтоМир
Открыть в приложении