Универсальная мера

МЕТРОЛОГИЯ

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

В практической деятельности человек всегда имеет дело с измерениями. С незапамятных времен требовалось измерять длину, вес, площадь, объем и др. Для этого в первую очередь использовались подручные средства. Единица веса драгоценных камней карат в переводе с греческого «кератион» (маленький рог) – форма стручка акации, семя которого служило мерой веса. Единица аптекарского веса гран в переводе с латинского означает «зерно».

Многие меры длины имели антропологическое происхождение. И совсем не случайно, древние говорили: «Человек – мера всех вещей». Из Киевской Руси: вершок – «верх перста» – длина фаланги указательного пальцев; пядь – «пять», «пятерня» – расстояние между концами вытянутых большого и указа­тельного пальцев; локоть – расстояние от локтя до конца среднего пальца; са­жень – «сягать», «достигать» – можно достать – расстояние между концами средних пальцев вытянутых противоположно рук; косая сажень – предел того, что можно достать, т. е. расстояние от конца среднего пальца правой поднятой вверх руки до подошвы левой ноги; верста – «верти», «поворачивай плуг об­ратно», т. е. длина борозды.

В основе английской системы мер тоже был человек. Так, единица длины фут в переводе означала «ступня ноги», дюйм – «длина второго сустава большого пальца». Единица длины ярд имела привязку не к любому человеку, а к королев­ской особе. Указом английского короля Генриха I это было расстояние от кон­чика носа короля до конца среднего пальца его вытянутой руки.

Из этих примеров видно, что в системах мер длины, царил полнейший хаос, а точнее – никакой системы не было, поэтому с развитием промышленности и международной торговли потребность замены бесчисленного количества ярдов, футов, саженей, локтей, миль и других мер длины какой-то единой, универсальной, становилось все острее. Так, например, в конце XVIII в. словом фунт обозначалась 391 единица веса, а словом фут – 282 различные единицы длины. От этого разнобоя особенно страдала Франция, где каждый город или феодал мог иметь собственную единицу длины и веса. И не случайно при выборе в Генеральные штаты депутаты получали от избирателей наказ: «Единый для всей Франции король, единые законы, меры и вес».

Оригинальное предложение высказывал в свое время профессор Краков­ского университета С. Пудловский. Его идея заключалась в том, что в качестве единой меры надо принять ту длину маятника, который совершает полный раз­мах за одну секунду. Это предложение было опубликовано в книге «Универ­сальная мера», изданной в г. Вильно в 1675 г. его учеником Т. Буратини. Он же предложил и назвать метром единицу длины.

Несколько раньше, в 1673 г. голландский ученый Х. Гюйгенс издал блестящую работу «Маятниковые часы», где разработал теорию колебаний, описал конструкции маятниковых часов. На основе этой работы Гюйгенс пред­ложил свою универсальную меру длины, которую он назвал часовым футом, а по величине часовой фут равнялся 1/3 длины секундного маятника. «Эта мера не только может быть определена везде в мире, но и на все будущие века может быть всегда восстановлена», – с гордостью писал Гюйгенс.

Однако было одно обстоятельство, которое смущало ученых. Период колебания маятника при одной и той же его длине был разным в зависимости от географической широты, т. е. мера, строго говоря, не была универсальной.

Идею Гюйгенса пропагандировал французский геодезист Ш. Кондамин, предложивший положить в основу системы измерений единицу длины, соот­ветствующую длине маятника, совершающего один размах в секунду на экваторе.

Французский астроном и математик Г. Мутон также поддерживал идею о секундном маятнике, но только в качестве контрольного аппарата, а в основу универсальной системы мер Г. Мутон предлагал положить принцип связи единицы измерения с размерами Земли, т. е. принять в качестве единицы длины часть длины дуги меридиана. Этот ученый предложил также измеренную часть поделить на десятые, сотые и тысячные доли, т. е. использовать деся­тичный принцип.