English
Поиск по сайту
Новости AKTAKOM(434)
Новости Anritsu(96)
Новости Fluke(134)
Новости Keithley(71)
Новости Keysight Technologies(516)
Новости Metrel(6)
Новости National Instruments(249)
Новости NIST(0)
Новости Pendulum(20)
Новости Rigol(58)
Новости Rohde & Schwarz(392)
Новости Tektronix(184)
Новости Texas Instruments(17)
Новости Yokogawa(70)
Новости Росстандарта(95)
AKTAKOM
Anritsu
Fluke
Keithley Instruments
Keysight Technologies
METREL
National Instruments
NIST
RIGOL
Rohde & Schwarz
Spectracom
Tektronix
Texas Instruments
Yokogawa
Росстандарт
Авторизация
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Зарегистрироваться
Реклама на сайте
АКТАКОМ – победитель конкурса "Best in Test"!

Международная система единиц СИ: история и состояние

Предыстория

Историю метрических систем единиц измерений принято излагать, начиная с 1790 г., когда Академия революционной Франции решила революционизировать национальную систему единиц длины — туаз-фут-дюйм-линия — и предложить ее в качестве международной. Однако идея разработки и принятия единой межгосударственной (глобальной) системы мер (на том этапе и уровне развития метрологии, именно мер, а не единиц) имела длительную предысторию.

Первые общегосударственные (частично даже межгосударственные) системы мер возникли очень давно. По традиционному счету интервалов времени (без учета новаций Фоменко и Ко) не менее четырех тысячелетий «тому назад», в Древнем Вавилоне (Халдее). Следующим «объектом» был Древний Египет. Системы мер обеих цивилизаций имели ряд одинаковых, даже одноименных, мер. Назову локоть и фут (дошедшие до наших дней).

Для упомянутых выше цивилизаций наличие единых систем мер было естественным и жизненно необходимым. Без этих систем (они включали также меры веса и объема) было невозможно управление государством, учет его доходов, определение размеров и сбор налогов, торговля, включая таможенные операции, вооружение и содержание армии и многое другое.

Опыт Вавилона и особенно Египта был воспринят и Древним республиканским и императорским Римом (в меньшей степени — Грецией, не являвшейся монолитным государством), во многом Россией и ее предшественницей — Киевской Русью. Трудно сказать, знали ли французские академики о древних системах мер. Археология в это время только зарождалась. Ж. Шампольон — первопроходец в деле чтения египетских иероглифов — родился именно в 1790 г. Так что, скорее всего, к этой идее они пришли независимо.

Сложнее обстояло дело в Европе XVI-XVIII веков. Каждое государство (а их было множество) имело свою монетную систему и систему мер, что становилось тормозом для торговли (включая таможенные сборы), развития ремесел и промышленности и т.п. В этой обстановке и стали рождаться идеи разработки единой, межгосударственной системы мер. Ее сторонниками и пропагандистами были многие видные ученые и промышленники. В их числе можно назвать Д. Уатта, еще в 1783 г. предложившего свой вариант будущей метрической системы, П.С. Лапласа, по настоянию которого метр был определен именно как часть земного меридиана.

Джеймс Уатт

Джеймс Уатт

Пьер Симон Лаплас

Пьер Симон Лаплас

Российские ученые и государственные деятели и в этом вопросе, хотя бы теоретически, оказались «впереди Европы всей». Речь идет о Комиссии об учреждении весов и мер, образованной еще в 1736 г.

Комиссия весьма широко понимала объем своих работ. Первоначально она предполагала даже положить в основу русской системы мер некоторые физические постоянные (размеры градуса земного меридиана и вес чистой воды или золота). Она обсуждала также вопрос об использовании десятичного принципа для соотношений между дольными и кратными единицами. Таким образом, Комиссия до некоторой степени пыталась решить те вопросы, которые в дальнейшем были решены создателями метрической системы мер во Франции. Однако осуществление столь грандиозного плана наталкивалось в России того времени на слишком крупные препятствия, и потому он не был проведен в жизнь.

Предпосылки и планы

Девиз французских академиков, гласивший, что новая система мер должна быть основана на неизменном прототипе, взятом из природы, с тем, чтобы ее могли применять все нации, общеизвестен. А вот насколько он оригинален? Этот вопрос, по-видимому, никем серьезно не исследовался (оговорюсь сразу, что в этом случае не может быть даже намека на плагиат). Я приведу лишь несколько соображений, свидетельствующих о том, что эта идея, как принято говорить, «висела в воздухе».

Эпизод первый: древняя единица для измерения больших расстояний — стадий (стадия). Она (или он) равнялась пути, проходимому специально натренированным жрецом за время выката Солнца над горизонтом в дни равноденствия, на широте Вавилона, близкое к двум минутам. Наиболее достоверный размер стадия — 185 метров. Единица соединяла независящее от человека объективно существующее астрономическое явление с субъективной длиной человеческого шага. Вот что интересно. Если в определении стадия скорость жреца заменить скоростью света в вакууме, 299 792 458 м/с, а вместо времени выката Солнца взять 1/299792458 долю секунды, мы получим современное определение метра.

Эпизод второй. Морская миля — 1852 метра. Одна угловая минута длины земного меридиана. Появилась, возможно, с появлением картографической проекции Меркатора (1512-1594 гг.). Мера весьма древняя. Очень удобна для целей навигации и прямо связана с размером Земли не хуже, чем метр.

Эпизод третий. Старинное французское лье, одна двадцать пятая часть углового градуса земного меридиана, около 4,44 километра. Та же идея образования, что и у морской мили; замечу, что после принятия метрической системы, французы поспешили заменить старофранцузское лье метрическим, равным 4 км. При этом они, очевидно, не заметили, что нарушили десятичный принцип образования кратных и дольных единиц. Кстати, Жюль Верн, горячий сторонник метрической системы, в своем знаменитом романе «20 000 лье под водой» имел в виду именно метрическое лье. Существование морской мили и лье свидетельствует о том, что размер Земли был известен с достаточной точностью задолго до 1700 года.

Так что идея определения размера метра как доли длины земного меридиана ничем не хуже и не лучше идей определений морской мили и старофранцузского лье. Вся разница в точности эксперимента по определению значения метра. Французские академики видели свое будущее детище в виде системы мер (еще не системы единиц), базирующейся на одну единственную эталонную меру — метр. Мера массы — килограмм — определялась тоже через метр, точнее, через его долю — дециметр.


Автор(ы):  Брянский Л.Н.
Номер журнала:  КИПиС 2007 № 3 / КИПиС 2007 № 4

Возврат к списку


Материалы по теме:


При использовании материалов журнала «Контрольно-измерительные приборы и системы» ссылка на сайт www.kipis.ru обязательна.

Для просмотра файлов PDF может понадобиться Adobe Reader. Получить Adobe Reader бесплатно можно здесь.

Свежий номер
№ 6 Декабрь 2017
КИПиС 2017 № 6
Тема номера:
Современная измерительная техника
Подписаться на журнал
WEB-приложение для подписчиков журнала
События из истории измерений