Разгаданный секрет

Стержень торжественно поместили в Международном бюро мер и весов, близ Парижа, в глубоком подземелье, и присвоили ему высокий титул: «международный метр-прототип». А его точные копии, метры-близнецы, были развезены в специально охраняемых вагонах по разным странам. С тех пор и поселился в нашей менделеевской палате один из метров-близнецов, известный под названием «метр 28», - платино-иридиевый стержень с штриховыми отметками по концам.

Он лежит, этот стержень, в здании на одном из ленинградских проспектов, наивозможно изолированный от влияний окружающего мира. Он лежит в особой бронированной комнате с двойными шлюзованными дверями, в комнате, где пол не связан со стенами, чтобы предохранить его от сотрясений, где всегда поддерживается строго постоянная температура и где нет окон, сквозь которые мог бы просочиться снаружи солнечный луч и нарушить установленное температурное равновесие. Он лежит, этот стержень, укутанный в бархат, в деревянном футляре.

А футляр заключен в латунный цилиндр. А цилиндр заперт в несгораемом шкафу на три разных замка, ключи от которых хранятся у трех сотрудников института.

И все это для того, чтобы сохранить неприкосновенность метра, неизменной его длину, чтобы расстояние между его ограничивающими штрихами всегда было одинаковым и всегда точнейшим образом равнялось расстоянию между штрихами на международном прототипе, лежащем в подземелье близ Парижа. Исключительная бережность здесь неудивительна. Ведь «метр 28» - наш государственный эталон, по которому, в свою очередь, равняются все орудия и средства линейного измерения - и шкалы точнейших приборов, и портновский сантиметр, и рабочие инструменты, и линейка школьника.

И все же почти каждое десятилетие приходится осуществлять «очную ставку», сверяя государственный эталон с международным прототипом. А это значит извлечь стержень из покойного убежища и, нарушив весь привычный образ его существования, везти неженку, не переносящего даже солнечного света, в далекое путешествие- за тысячи километров, во французский город. Это значит ощущать все-таки зависимость своей первичной меры от меры другой, находящейся где-то далеко, не у себя дома.

Так было до тех пор, пока новейшая физика не открыла наконец возможности привести меру длины к действительно природной основе - к такой основе, которая была бы всегда постоянна и получить которую можно без особого труда в любое время в любом месте. Световая волна - вот что стало такой основой. В тонком эксперименте был найден способ измерять ее длину. Для этой цели физики использовали явление интерференции света, при которой всякий сдвиг в ходе светового луча на полволны ясно и наглядно дает о себе знать темными полосами на фоне хорошо отшлифованной стеклянной пластины. А это уже масштаб, по которому можно вычислять, мерить. Явление интерференции, известное еще со времен Ньютона, подчинилось в руках современной физики задачам точного измерения.

Физикам удалось сравнить длину метра с длиной световой волны и выразить соотношение между ними точным числом. И в наиболее чистом, убедительном виде сумела произвести это сравнение советский ученый-оптик Мария Федоровна Романова со своими сотрудниками. Красный цвет паров металла кадмия служил в этих опытах источником волн - красная заря новой метрологии. Более полутора миллионов этих крошечных волн уложилось в одном метре. А если говорить точнее, то 1 553 164,13. Число это постоянно. Длина световой волны всюду оказывается одинаковой. По желанию ее всегда можно получить, не выходя из лаборатории. И ошибка между двумя результатами будет меньше даже одной двухмиллионной - степень точности, о которой говорят, что «точнее и не нужно».

Так над метром-прототипом, с его условными штриховыми отметками, появился контролер - световой эталон. Незыблемый, непогрешимый.

Но как же передать от него меру длины по всей бесконечно разветвленной цепи средств измерения - всем инструментам, приборам, рабочим калибрам? От метра-прототипа передача размера происходит по принципу «от штриха до штриха». Сначала это длина между двумя штрихами на стержне прототипа, и на стержнях государственных эталонов, и на стержнях-свидетелях. А потом на образцовых мерах эта длина делится также штрихами на более мелкие промежутки - на сантиметры, миллиметры. И от них передается всем шкалам и линейкам, по которым отсчет также ведут от штриха до штриха. Потому и меры эти названы штриховыми.

Совсем иначе передается размер от световой волны. В том же Всесоюзном институте метрологии, где покоится «метр 28», в соседней лаборатории, вам покажут хорошенькую аккуратную шкатулку: «Вот здесь хранятся передатчики светового эталона». Вы открываете крышку- и что же! Там, в шкатулке, в бархатных гнездышках, лежат такие же плитки, какие мы только что видели в цехе московского завода «Калибр».

В мире микронов