Возникновение и распространение метрических мер

Отсутствие каких либо рациональных оснований и произвольность при выборе мер и единиц измерения приводили к большому разнообразию их не только в отдельных странах, но даже в областях и городах одной и той же страны. Это создавало большие неудобства и трудности, особенно в междугородних сношениях.

В некоторых государствах делались попытки упорядочить меры и установить их единообразие. Однако несмотря на это, даже для Европы в XVIII в. характерно большое разнообразие мер. Если в России и Англии к этому времени было достигнуто некоторое единство, то каждый немецкий город, каждая провинция в Италии, каждый кантон в Швейцарии имели свои особые меры. В пределах одной и той же области, в каждом городе, а иногда на различных рынках одного и того же города, применялись меры, имеющие одинаковые названия, но различные размеры. Точные соотношения между этими мерами не были установлены, да и установить их было трудно ввиду их неопределенности. Особенно большой хаос в этом отношении царил во Франции, где, несмотря на наличие государственных мер (туаз » 1,95м и фунт » 367,1г), каждый феодал устанавливал в своих владениях собственные меры.

Развитие торговли требовало строгого упорядочения мер. Во второй половине XVII в. выдвигались предложения за основную единицу длины принять следующие природные величины: длину 1/4 земного меридиана, длину 1/4 экватора, длину секундного маятника и др.

В 1790 г. в Национальное собрание Франции было внесено предложение о создании новой системы мер, основанной на неизменном прототипе, взятом из природы, с тем, чтобы ее могли принять все нации. Комиссия, созданная для этой цели Французской академией наук, предложила считать единицей длины длину десятимиллионной части четверти земного меридиана, проходящего через Париж. В 1791 г. Национальное собрание узаконило эту единицу и назвало ее метром.

В 1792 г. под руководством французских астрономов Делямбра и Мешена начались градусные измерения длины Парижского меридиана между Дюнкерном на севере Франции и испанским городом Барселоной; все работы по измерениям и по обработке их результатов были завершены в 1799 г. Был установлен образец или эталон метра в виде концевой меры - платинового стержня прямоугольного сечения.

За единицу массы была принята масса одного кубического дециметра чистой воды при температуре наибольшей ее плотности (+ 40 С); эта единица была названа килограммом. Эталон килограмма был установлен в виде платинового цилиндра.

В 1799 г. образцы метра и килограмма были сданы на хранение в архив Французской республики; они получили название архивного метра и архивного килограмма.

За единицу измерения объема жидких и сыпучих тел был принят литр, равный объему куба, ребро которого, в свою очередь, равно одному дециметру.

Кратные и дольные единицы находились в десятичных соотношениях с основными мерами, а кратные и дольные единицы площади и объема - в отношениях, пропорциональных соответственно квадратам и кубам линейных единиц.

Метрические меры начали постепенно распространяться в других странах. Представители точных наук раньше и больше других ощутили потребность в единых мерах, и поэтому в борьбе за внедрение и распространение метрических мер они всегда стояли в первых рядах.

Большим стимулом к внедрению метрических мер было развитие международных отношений и связей (торговых, промышленных, культурных, научных и др.). Особенно сильно ощущали такую потребность геодезисты и статистики, работы которых имели международное значение.

Формированию общественного мнения в пользу метрической системы способствовала Всемирная Парижская выставка 1867 г., на которой была устроена витрина с образцами мер всех стран. На выставке был организован Международный комитет мер, весов и монет, на заседании которого русский академик Б.С. Якоби в своем докладе сформулировал все преимущества метрической системы.

Однако к практическому решению вопрос о внедрении метрических мер приблизился лишь в 1869 г., когда Петербургская Академия наук, взяв на себя инициативу, опубликовала доклад комиссии, состоявшей из академиков О.В. Струве, Г.И. Вильда и Б.С. Якоби. В докладе давались практические предложения по скорейшему принятию этих мер в качестве международных, в частности было предложено создать международную комиссию из представителей стран, которой должно было быть поручено изготовление первичных эталонов единиц длины, емкости и массы.

Комиссия была создана и собиралась в 1870 и 1872 г.г. Она постановила принять за единицу длины архивный метр, а за единицу массы - архивный килограмм, несмотря на то, что эти единицы отличались от теоретических метра и килограмма. Дело в том, что как показали последующие измерения, в одной четверти земного меридиана содержится не 10 000 000, а 10 000 856 м. Но и это число нельзя считать окончательным, т.к. последующие более точные измерения могут дать другое значение.

Работы по определению массы данного объема воды показали еще большие относительные расхождения. Это дало основания предположить, что между архивным килограммом и его теоретическим значением (массой одного кубического дециметра воды) различие было больше, чем для метра. Кроме того, ученые признали, что единицы, основанные на материальных эталонах, надежнее “естественных”, и естественная единица не может быть воспроизведена с такой точностью, с какой можно изготовить копию материального эталона и определить ее размер. Эти соображения заставили Международную метрическую комиссию отказаться от теоретических определений метра (как десятимиллионной части четверти земного меридиана) и килограмма (как массы кубического дециметра чистой воды) и избрать архивный метр и архивный килограмм в качестве прототипов (исходных мер).