Измерения и меры

Дело осложнялось тем, что существовавшие системы мер и единиц были очень неудобны. Чтобы перейти от одной единицы к другой, приходилось проделывать порой сложные арифметические вычисления. Вспомните, как неудобна была, например, система прежних русских единиц длины. Миля (это название пришло в Россию с запада) равнялась семи вёрстам, верста — 500 саженям, сажень — трём аршинам, аршин — четырём четвертям, четверть — четырём вершкам. Не сразу подсчитаешь, сколько в миле вершков!

Была и ещё одна беда. От употребления рабочие меры изнашивались. С течением времени менялось значение и образцовых мер. А сравнивать их было не с чем.

Назревала необходимость в создании новой, гораздо более совершенной системы мер, единой для всех государств и основанной на неизменных единицах.

«Для создания… системы мер, которая была бы достойна просвещённого века, — писал один из учёных того времени, — нельзя допускать ничего, что не покоилось бы на прочных основаниях, что не связано теснейшим образом с предметами неизменными, ничего, что могло бы впоследствии зависеть от людей и от событий, надо обратиться к самой природе, почерпнув основу системы мер в её недрах…». В конце XVIII века французское Национальное собрание вынесло решение о том, чтобы «единица длины установлена была неизменная и в любое время восстанавливаемая».

Новая система единиц родилась во Франции во время французской революции. «Как могут друзья равенства терпеть пестроту и неудобство мер, хранящих ещё память о позорном феодальном рабстве… в то время, как они клялись уничтожить самое наименование тирании, каково бы оно ни было?..» — таков был девиз сторонников реформы.

Создание новой системы мер поручили специальной комиссии, в состав которой входили виднейшие французские математики и астрономы Борда, Кондорсе, Лагранж, Лаплас, Монж. Комиссия предложила «считать за основную единицу меры длины одну десятимиллионную часть четверти земного меридиана» (рис. 3).

В течение шести лет французские учёные Деламбо и Мешен измеряли длину Парижского меридиана между Дюнкерком и Монжуй (близ Барселоны). Для этой цели служил туаз (приблизительно 1,95 метра).

Закончив измерения, учёные вычислили длину новой меры, равной одной десятимиллионной доле четверти меридиана, проходящего через Париж. Новая единица получила название метра (от греческого слова метрон — мера). Она послужила основой для международной метрической системы мер.

Как же построена эта система?

Основная единица метрической системы — метр. Существует и ряд других единиц длины. Но каждая единица в десять раз больше или меньше соседней. Такое соотношение между единицами очень удобно при расчётах.

Если единица длины больше метра, то в её название входит греческое слово — «дека» (десять), «гекто» (сто), «кило» (тысяча). Оно показывает, сколько метров содержит эта единица.

Если же единица меньше метра, то её название начинается с латинских слов «деци» (десять), «санти» (сто) или «милли» (тысяча). Они означают, что единица в соответствующее число раз меньше, чем метр.

Таким образом, километр в тысячу раз больше метра, а миллиметр — в тысячу раз меньше метра.

Рис. 3. Земные меридианы.

Другая важная особенность метрической системы — взаимосвязь между единицами длины, площади, объёма и веса (массы). Так, квадратный сантиметр — это площадь квадрата со сторонами в 1 сантиметр. Кубический метр — это объём куба с рёбрами в 1 метр.

Вес кубического дециметра[2] (то есть куба с рёбрами в 1 дециметр) чистой воды при температуре 4 °C приняли за единицу веса и назвали килограммом. В килограмме 1000 граммов. Тысячную долю грамма называют миллиграммом.

Как видите, получилась стройная и удобная система мер. Отмечая её большое значение для всего человечества, французское правительство постановило изготовить медаль, «чтобы передать памяти потомства время, когда система мер была доведена до совершенства». Надпись на медали должна была гласить: «На все времена — для всех народов» (рис. 4). Однако проект медали так и остался неосуществлённым.

Рис. 4. Проект медали с надписью «На все времена — для всех народов».

Несмотря на преимущества метрической системы, её внедрение в жизнь встретило много препятствий. Противодействие оказал, например, Наполеон Бонапарт. «Чтобы заставить старую нацию принять новые единицы мер и весов, — писал он, — надо переделывать все административные правила, все расчёты промышленности; такая работа устрашает разум». Практическое осуществление метрической реформы было отложено на много лет.

В 1867 году в Париже возник Международный комитет мер и весов.

Основная его задача состояла в изучении метрической системы. В России, в Петербургской Академии наук с этой же целью образовали комиссию в составе академиков О. В. Струве, Г. И. Вильда и Б. С. Якоби. Вскоре по предложению Петербургской и Парижской Академий французское правительство организовало международную метрическую комиссию, которая собиралась дважды — в 1870 и 1872 годах.