Менделеев

Для весовой комнаты освободили одно из центральных помещений главного этажа; провели электрическое освещение от аккумуляторов, так как дневного света в таком замкнутом со всех сторон помещении не было. Благодаря массивным стенам и коридорам температура в помещении отличалась зимой и летом замечательным постоянством. Наблюдатель помещался в четырех метрах от весов за глухим теплоизолирующим экраном, в котором были сделаны отверстия для штанг, зрительных труб и шкал, уплотненные замшей. Гири устанавливались на чашках весов с помощью длинных штанг. Окончательное взвешивание производилось каждый раз лишь на другой день после установки гирь на чашках весов. Одновременно с помощью зрительных труб считывались показания точного термометра, психрометра и барометра, необходимые для вычислении удельного веса воздуха при приведении веса гирь к пустоте.

В результате точность взвешивания в палате в 1895 году достигла рекордной величины — тысячных долей миллиграмма при весе в 1 килограмм. Чтобы наглядно представить себе, что означает такая точность, Дмитрий Иванович приводил такой пример: при взвешивании 1 миллиона рублей в золотых монетах погрешность составила бы всего одну десятую долю копейки. «Такая погоня за всею возможною точностью может с первого взгляда показаться преувеличенною и в некоторой степени излишнею, — писал Менделеев. — При этом мы должны обратить внимание на следующее: прототип фунта употребляется лишь для выверки основных копий. С этими основными копиями сличаются рабочие копии для Главной Палаты мер и весов; с этими последними копии первого разряда для поверочных палаток торговых мер и весов, с перворазрядными копиями сличаются копии второразрядные и, наконец, с последними уже обиходные торговые меры. При такой цепи сличений, ошибка исходного прототипа может суммироваться и повлечь за собою уже заметную погрешность даже и в торговых мерах, тем более что и погрешность взвешивания по мере удаления от прототипа увеличивается примерно раз в пять при каждом переходе».

Достижения Главной Палаты в области сверхточного взвешивания основывались на знаменитом менделеевском исследовании колебания весов. Чисто метрологическая задача побудила его взяться за изучение этого вопроса. И оказалось, что в трудах даже выдающихся механикой содержится множество принятых на веру мнений. Рассеять эти заблуждения ему удалось замечательным экспериментальным исследованием «О колебании весов», о котором он с гордостью писал: «Много я тут работал и вложил души…»

В том же 1895 году, находясь в Петербурге, Ф. Блумбах, разговаривая по телефону, услышал ясно доносившееся откуда-то тиканье часов. Ему не составило особого труда найти причину этого явления: он понял, что телеграфная линия, по которой передавались сигналы из Пулкова, идет параллельно с телефонными проводами и прерывистые токи индуцируют точно такие же сигналы и в телефонной сети. Блумбах не замедлил поделиться с коллегами своим открытием — своеобразной службой времени, сигналы которой можно принимать по любому телефону. И возможно, именно этот эпизод навел Дмитрия Ивановича на мысль создать эталонную лабораторию времени, задача которой состояла бы в воспроизводстве третьей основной физической единицы — секунды.

«Я считаю необходимым… во вверенном мне учреждении содействовать изучению… теоретической стороны предмета, так как общеизвестно, что практическая сторона предмета находится в коренной зависимости от теоретических сведений, к ним относящихся». Решив руководствоваться этим принципом, Дмитрий Иванович снова и снова убеждался: измерить или взвесить какой-нибудь предмет с высокой точностью невозможно без привлечения едва ли не всех отраслей физики и математики. Казалось бы, какие уж там теоретические трудности могут быть во взвешивании: положим на весы груз, уравновесим его гирями. Но как все усложняется, когда речь идет о сверхточном взвешивании. Вот наблюдатель подошел к весам, и излучаемая им теплота, неравномерно нагрев коромысло, незримо искривила его. Вот наблюдатель положил на чашки груз и гири — и коромысло, деформировавшись, стало уже совсем не таким, каким его считают. Вот измеритель забыл записать показания барометра — и все его измерения пошли насмарку: выталкивающая сила воздуха, действующая на груз, уже не поддается учету. Вот почему для сверхточного взвешивания мало купить сверхточные весы, но надо еще купить или изготовить сверхточные термометры, барометры, психрометры и газоанализаторы. Мало освоить и изучить все самому, но надо еще найти, обучить, привить вкус к метрологии десяткам других людей. А это не просто.