Лаплас. Небесная механика

В первой половине 1799 года Лаплас предложил организовать первый международный научный конгресс в истории, чтобы представить на нем новую систему мер и весов. От имени Директории Талейран пригласил все союзные и нейтральные державы. В конгрессе приняли участие девять стран, включая Нидерланды и Испанию. Они отправили в Париж нескольких своих ученых, которые должны были узнать о работе, проведенной во Франции, и сообщить об этом в своих странах. Французскую сторону представляли Лагранж, Лаплас и Лежандр, а также Деламбр и Мешен. Они с большой пышностью представили гостям эталоны метра и килограмма, отлитые из платины. Эти эталоны и сегодня хранятся в Парижской обсерватории — хотя метр больше не определяют как одну десятимиллионную четверти дуги меридиана. Сегодня метр — это путь, пройденный светом в вакууме в течение 1/299792458 секунды. «Завоевания приходят и уходят, — сказал Наполеон Бонапарт,— но это открытие останется навсегда».

МЕТОД ТРИАНГУЛЯЦИИ

Представим себе, что Деламбр и Мешен хотят измерить расстояние между городами А и В, но между этими точками высится постоянное препятствие, гора С, как показано на схеме.

При помощи теодолита или, для большей точности, повторительного круга Борда они могут измерить углы, с которых можно наблюдать вершину горы в обоих городах, то есть угол А треугольника АСН и угол В треугольника ВСН. При помощи барометра, измеряющего давление по отношению к высоте, можно узнать высоту горы, или расстояние между Н и С. Применяя к этим данным правила тригонометрии, делаем вывод, что тангенс угла А равен высоте НС, разделенной на расстояние АН. Тангенс угла В равен высоте НС, разделенной на расстояние ВН. Выделив неизвестное из АН и ВН в обоих выражениях и сложив их, получаем:

AB = AH + HB = HC/tg(A) + HC/tg(B),

то есть расстояние между городами А и В.

Однако введение новых единиц измерения столкнулось с трудностями. Народ не понимал значения этих странных греческих и латинских префиксов — кило- и санти-. Пришлось подключать пропаганду. В сентябре 1801 года был принят закон, запрещающий использование других систем измерения, помимо метрической, но действовал он только на бумаге. Через несколько лет, в 1812 году, Франция вернулась к традиционным единицам. Один из поэтов высмеивал метрическую систему: «Неужели для того, чтобы выпить стакан вина, отрезать локоть материи или починить часы, действительно необходимо измерить дугу меридиана?» Однако хотя метрическая система не была признана в самой Франции, завоевания Наполеона помогли распространить ее за пределы страны. В Нидерландах и Бельгии метрическая система установилась в 1820 и 1830 годах соответственно, хотя сама Франция, эту систему запатентовавшая, в это время все измеряла по старинке. Метрическая система будет применена в ней лишь в 1840 году, когда Шарль Эмиль, сын Лапласа, станет президентом комиссии, которая предложит вернуться к метрической системе, как этого хотел его уже покойный отец. Время подтвердило правоту Лапласа. Германия ввела эту систему в 1868 году, а Соединенные Штаты Америки и Великобритания все еще сохраняли прежние единицы измерения.

Бесспорно, гармонизация мер и весов является одним из важных достижений революции. Метр стал даром французских ученых всем людям и на все времена; и ценность этого дара огромна и сегодня, спустя более чем два века.

ЛАПЛАС-ПЕДАГОГ:

ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ И ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ШКОЛЫ