Назад

История создания метрической системы

Как известно, метрическая система зародилась во Франции в конце XVIII столетия. Многообразие мер и весов, стандарты которых порой значительно отличались в разных регионах страны, зачастую приводило к путанице и конфликтам. Таким образом, остро назрела необходимость реформировать действующую систему измерений или же разработать новую, взяв за основу простой и универсальный стандарт. В 1790 году на обсуждение в Национальное собрание был представлен проект небезызвестного князя Талейрана, впоследствии ставшего министром иностранных дел Франции. В качестве эталона длины деятель предложил принять длину секундного маятника на широте 45°.

К слову, идея с маятником была на тот момент уже не нова. Еще в XVII веке ученые делали попытки определить универсальные измерители на основе реальных предметов, сохранявших постоянную величину. Одно их таких исследований принадлежало голландскому ученому Христиану Гюйгенсу, проводившему опыты с секундным маятником и доказавшему, что его длина зависит от широты места, где проводился эксперимент. Еще за столетие до Талейрана на основании собственных опытов Гюйгенс предложил в качестве всемирного эталона длины применить 1/3 длину маятника с периодом колебаний 1 секунда, что приблизительно составляло 8 см.

И все же, предложение вычислить эталон длины на показаниях секундного маятника не нашло поддержки в Академии наук, а в основу будущей реформы легли идеи астронома Мутона, который рассчитывал единицу длины от дуги земного меридиана. Ему же принадлежало предложение создать новую систему измерений на десятичной основе.

В своем проекте Талейран подробно изложил порядок определения и введения единого стандарта длины. Во-первых, предполагалось со всех уголков страны собрать всевозможные меры и привезти в Париж. Во-вторых, Национальному собранию предстояло связаться с Британским парламентом с предложением создания международной комиссии из ведущих ученых обеих стран. После проведения эксперимента Французская академия наук должна была установить точное соотношение между новой единицей длины и мерами, которые ранее применялись в различных уголках страны. Копии эталонов и сравнительные таблицы со старыми мерами необходимо было разослать во все регионы Франции. Данный регламент был одобрен Национальным собранием, а 22 августа 1790 года его утвердил король Людовик XVI.

Работы по определению метра начались в 1792 году. Руководителями экспедиции, которой было поручено измерить дугу меридиана между Барселоной и Дюнкерком, были назначены французские ученые Мешен и Деламбр. Работа французских ученых была рассчитана на несколько лет. Однако в 1793 году Академия наук, проводившая реформу, была упразднена, что вызвало серьезную задержку и без того непростого трудоемкого исследования. Было принято решение не ждать окончательных результатов по измерению дуги меридиана и рассчитать дину метра на основе уже имеющихся данных. Так в 1795 году был определен временный метр как 1/10000000 часть парижского меридиана между экватором и северным полюсом. Работы по уточнению метра были завершены к осени 1798 года. Новый метр оказался короче на 0,486 линии или 0,04 французского дюйма. Именно это значение легло в основу нового эталона, узаконенного 10 декабря 1799 года.

Одним из основных положений метрической системы является зависимость всех мер от единого линейного стандарта (метра). Так, например, при определении основной единицы веса — — было решено взять за основу кубический сантиметр чистой воды.

К концу XIX века почти во всей Европе, за исключением Греции и Англии, была принята метрическая система. Быстрому распространению этой уникальной системы мер, которой мы пользуемся и поныне, способствовали простота, единство и точность. Несмотря на все преимущества метрической системы Россия на рубеже XIX - XX столетий так и не решилась присоединиться к большинству европейских стран, уже тогда сломав вековые привычки народа и отказавшись от использования традиционной русской системы мер. Впрочем, «Положение о весах и мерах» от 4 июня 1899 года официально допускало применение килограмма наряду с русским фунтом. Окончательный же измерений завершился лишь к началу 1930-х годов.

Международная система единиц - это структура, в основе которой лежит использование показателей массы в килограммах и длины в метрах. С самого ее возникновения существовали различные её варианты. Различие между ними заключалось в выборе основных показателей. На сегодняшний день многими странами используются единицы измерения в В ней элементы являются одинаковыми для всех государств (исключение составляют США, Либерия, Бирма). Эта система достаточно широко применяется в разных сферах - от повседневной жизни до научных исследований.

Особенности

Метрическая система мер - это упорядоченный набор параметров. Это существенно отличает ее от используемых ранее традиционных способов определения тех или иных единиц. Для обозначения любой величины метрическая система мер использует лишь один основной показатель, величина которого может изменяться в кратных долях (достигается применением десятичных приставных элементов). Главное преимущество при таком подходе заключается в более простом использовании. При этом устраняется огромное количество разных ненужных единиц (футы, мили, дюймы и другие).

Временные параметры

На протяжении длительного периода со стороны ряда ученых предпринимались попытки представить время в метрических единицах измерения. Предлагалось разделить сутки на более мелкие элементы - миллисутки, а углы - на 400 градов или принимать полный цикл оборота за 1000 миллиоборотов. Со временем из-за неудобства в использовании пришлось отказать от этой идеи. Сегодня время в СИ обозначается посредством секунд (состоят из миллисекунд) и радиан.

История возникновения

Считается, что современная метрическая система мер родилась во Франции. В период с 1791 по 1795 в этой стране был принят рад важнейших законодательных актов. Они были направлены на определение статуса метра - одной десятимиллионной доли 1/4 меридиана от экватора до Северного полюса. 4 июля 1837 года приняли специальный документ. Согласно ему, было официально утверждено обязательное использование элементов, из которых состояла метрическая система мер, во всех экономических сделках, осуществляемых на территории Франции. В дальнейшем принятая структура начала распространяться на соседние страны Европы. Ввиду своей простоты и удобства, метрическая система мер постепенно вытеснила большинство национальных, используемых ранее. Также её допустимо использовать в США и Великобритании.

Основные величины

За длины основатели системы, как было уже отмечено выше, взяли метр. Элементом массы стал грамм - вес одной миллионной м 3 воды при ее стандартной плотности. Для более удобного применения единиц новой системы создатели придумали способ сделать их более доступными - путем изготовления эталонов из металла. Эти модели выполнены с идеальной точностью воспроизведения величин. Где находятся эталоны метрической системы, будет сказано ниже. В дальнейшем при использовании этих моделей люди осознали, что сравненивать искомое значение с ними гораздо проще и удобнее, чем, например, с четвертью меридиана. При этом, определяя массу искомого тела, стало очевидно, что оценивать её по эталону гораздо удобнее, чем по соответствующему количеству воды.

"Архивные" образцы

Постановлением Международной комиссии в 1872-м году был принят за эталон измерения длины специально изготовленный метр. Тогда же члены комиссии решили принимать за эталон особый килограмм. Он был изготовлен из сплавов платины и иридия. "Архивные" метр и килограмм находятся на постоянном хранении в Париже. В 1885-м году, 20-го мая, представителями семнадцати стран была подписана особая Конвенция. В рамках ее была регламентирована процедура определения и использования эталонов измерения в научных исследованиях и трудах. Для этого понадобились специальные организации. К ним, в частности, относят Международное бюро мер и весов. В рамках вновь созданной организации началась разработка образцов массы и длины, с последующей передачей их копий всем странам-участницам.

Метрическая система мер в России

Принятыми образцами пользовалось все больше и больше стран. В сложившихся условиях Россия не могла игнорировать возникновение новой системы. Поэтому Законом от 4 июля 1899 года (автор и разработчик - Д. И. Менделеев) она была разрешена к применению в необязательном порядке. Обязательной же она стала только после принятия Временным правительством соответствующего декрета 1917 года. Позднее её применение было закреплено постановлением СНК СССР от 21-го июля 1925 года. В ХХ веке большинство стран перешло на измерения в международной системе единиц СИ. Окончательный вариант ее был разработан и утвержден XI Генеральной конференцией в 1960 году.

Развал СССР совпал с моментом бурного развития компьютерной и бытовой техники, основное производство которой сосредоточено в странах Азии. На территорию Российской Федерации стали ввозиться огромные партии товаров этих производителей. При этом азиатские государства не задумывались о возможных проблемах и неудобстве эксплуатации их товаров русскоязычным населением и снабжали свою продукцию универсальной (на их взгляд) инструкцией на английском языке, с использованием американских параметров. В обиходе обозначение величин по метрической системе стало вытесняться элементами, используемыми в США. Например, размеры компьютерных дисков, диагонали мониторов и другие составляющие указываются в дюймах. При этом первоначально параметры этих комплектующих обозначались строго в величинах метрической системы (ширина CD и DVD, например, равна 120 мм).

Международное использование

В настоящее время самой распространенной на планете Земля является метрическая система мер. Таблица масс, длин, расстояний и прочих параметров позволяет с легкостью переводить одни показатели в другие. Стран, в силу определенных причин не перешедших на эту систему, с каждым годом остается все меньше и меньше. К таким государствам, продолжающим использовать собственные параметры, относятся США, Бирма и Либерия. Америка пользуется в отраслях научного производства системой СИ. Во всех других применялись американские параметры. Великобритания и Сент-Люсия еще не перешли на мировую систему СИ. Но, надо сказать, что процесс находится в активной стадии. Последней из стран, окончательно перешедших на метрическую систему в 2005 году, стала Ирландия. Антигуа и Гайана только производят переход, но темпы очень медленные. Интересна ситуация в Китае, который официально перешел на метрическую систему, но при этом на его территории продолжается использование древнекитайских единиц.

Авиационные параметры

Метрическая система мер признана практически повсеместно. Но есть отдельные отрасли, в которых она не прижилась. В авиации до сих пор используется система измерения, в основе которой находятся такие величины, как фут и миля. Применение данной системы в этой области сложилось исторически. Позиция Международной организации гражданской авиации однозначна - должен быть осуществлен переход на метрические величины. Однако этих рекомендаций в чистом виде придерживаются лишь несколько стран. Среди них Россия, Китай и Швеция. Более того, гражданская авиационная структура РФ, во избежание путаницы с международными диспетчерскими пунктами, в 2011 году частично приняла систему мер, основной единицей которой является фут.

Международная десятичная система измерений, в основу которой положено использование таких единиц, как килограмм и метр, называется метрической . Разнообразные варианты метрической системы разрабатывались и использовались в течение последних двухсот лет, а различия между ними состояли в основном в выборе основных, базовых единиц. На данный момент практически повсеместно применяется так называемая Международная система единиц (СИ ). Те элементы, которые в ней используются, идентичны во всем мире, хотя в отдельных деталях и есть различия. Международная система единиц очень широко и активно используется во всем мире, причем как в повседневной жизни, так и в научных исследованиях.

На данный момент Метрическая система мер используется в большинстве стран мира. Есть, однако, несколько крупных государств, в которых по сей день применяется основанная на таких единицах, как фунт, фут и секунда – английская система мер. К ним относятся Великобритания, США и Канада. Однако эти страны также уже приняли несколько законодательных мер, направленных на переход к Метрической системе мер .

Сама она зародилась в средине XVIII столетия во Франции. Именно тогда учеными было принято решение о том, что следует создать систему мер , основу которой будут составлять взятые из природы единицы. Суть такого подхода состояла в том, что таковые постоянно остаются неизменными, и поэтому стабильной будет и вся система в целом.

Меры длины

• 1 километр (км) = 1000 метрам (м)
• 1 метр (м) = 10 дециметрам (дм) = 100 сантиметрам (см)
• 1 дециметр (дм) = 10 сантиметрам (см)
• 1 сантиметр (см) = 10 миллиметрам (мм)

Меры площади

• 1 кв. километр (км 2) = 1 000 000 кв. метрам (м 2)
• 1 кв. метр (м 2) = 100 кв. дециметрам (дм 2) = 10 000 кв. сантиметрам (см 2)
• 1 гектар (га) = 100 арам (а) = 10 000 кв. метрам (м 2)
• 1 ар (а) = 100 кв. метрам (м 2)

Меры объёма

• 1 куб. метр (м 3) = 1000 куб. дециметрам (дм 3) = 1 000 000 куб. сантиметрам (см 3)
• 1 куб. дециметр (дм 3) = 1000 куб. сантиметрам (см 3)
• 1 литр (л) = 1 куб. дециметру (дм 3)
• 1 гектолитр (гл) = 100 литрам (л)

Меры веса

• 1 тонна (т) = 1000 килограммам (кг)
• 1 центнер (ц) = 100 килограммам (кг)
• 1 килограмм (кг) = 1000 граммам (г)
• 1 грамм (г) = 1000 миллиграммам (мг)

Метрическая система мер

Необходимо отметить, что метрическая система мера получила признание далеко не сразу. Что касается России, то в нашей стране ее разрешили к использованию после того, как она подписала Метрическую конвенцию . При этом эта система мер в течение длительного времени использовалась параллельно с национальной, в основу которой были положены такие единицы, как фунт, сажень и ведро.

Некоторые старые русские меры

Меры длины

• 1 верста = 500 саженям = 1500 аршинам = 3500 футам = 1066,8 м
• 1 сажень = 3 аршинам = 48 вершкам = 7 футам = 84 дюймам = 2,1336 м
• 1 аршин = 16 вершкам = 71,12 см
• 1 вершок = 4,450 см
• 1 фут = 12 дюймам = 0,3048 м
• 1 дюйм = 2,540 см
• 1 морская миля = 1852,2 м

Меры веса

• 1 пуд = 40 фунтам = 16,380 кг
• 1 фунт = 0,40951 кг

Главное отличие Метрической системы мер от тех, которые применялись ранее, состоит в том, что в ней используется упорядоченный набор единиц измерения. Это означает, что любая физическая величина характеризуется некоей главной единицей, а все единицы дольные и кратные образуются по единому стандарту, а именно – с применением десятичных приставок.

Введение этой системы мер ликвидирует то неудобство, к которому ранее приводило обилие различных единиц измерения, имеющих достаточно сложные правила преобразований между собой. Таковые в метрической системе очень просты и сводятся к тому, что исходная величина умножается или делится на степень 10.

В 1795 году во Франции был принят Закон о новых мерах и весах, который установил единую единицу длины - метр , равный десятимиллионной части четверти дуги меридиана, проходящего через Париж. Отсюда идет и название системы - метрическая.

В качестве эталона метра был избран платиновый стержень длиной один метр и очень странной формы. Теперь размер всех линеек, длиной один метр, должны были соответствовать этому эталону.

Были установлены единицы:

- литр как мера вместимости жидких и сыпучих тел, равная 1000 куб. сантиметров и вмещающая 1 кг воды (при 4° тепла по Цельсию),

- грамм как единица веса (вес чистой воды при температуре 4 градуса Цельсия в объеме куба с ребром 0,01 м),

- ар как единица площади (площадь квадрата со стороной 10 м),

- секунда как единица времени (1/86400 часть средних солнечных суток).

Позднее основной единицей массы стал килограмм . Прототипом этой единицы служила платиновая гиря, которую положили под стеклянные колбы и откачали воздух - чтобы пыль не попадала и вес не увеличивала!

Прототипы метра и килограмма и сегодня хранятся в Национальном Архиве Франции и называются "метр Архива" и "килограмм Архива" соответственно.

Разные меры были и раньше, но важным достоинством Метрической системы мер была ее десятичность, так как дольные и кратные единицы, согласно принятым правилам, образовывались в соответствии с десятичным счетом с помощью десятичных множителей, которым соответствуют приставки деци,- санти,- милли,- дека,- гекто- и кило-.

В настоящее время метрическая система мер принята в России и в большинстве стран мира. Но существуют и другие системы. Например, английская система мер, в которой за основные единицы приняты фут, фунт и секунда.

Интересно, что во всех странах есть привычные упаковки для разных продуктов и напитков. В России, например, молоко и соки обычно фасуют в литровые пакеты. А большие стеклянные банки - сплошь трёхлитровые!

Запомни: на профессиональных чертежах габариты (размеры) изделий подписывают в миллиметрах. Даже если это очень большие изделия, вроде машин!

Фольксваген "Кади".

Ситроен "Берлинго".

Феррари-360.

Большое число и раздробленность применяемых мер стесняли торговые, экономические и культурные связи между странами и вызывало путаницу и злоупотребления внутри отдельных государств. Развитие промышленного производства, расширение экономических связей, развитие торговли и обмена привело к идее создания единой системы мер, общей для всех стран мира.

Основными в поисках новой системы являлись следующие положения:

· естественное происхождение мер (новые единицы мер должны быть взяты из природы);

· определенность мер;

· независимость мер от времени и случайностей;

· неизменность и постоянство мер;

· восстанавливаемость в случае утраты;

· общность системы мер;

· удобство взаимосвязи единиц мер в данной системе;

· десятичный принцип отношений мер друг к другу.

Система мер, отвечающая всем вышеперечисленным требованиям, была предложена Парижской Академией Наук, которая рекомендовала принять в качестве основной единицы – метр, равный одной сорокамиллионной части дуги земного меридиана, проходящего через Париж. Учредительное собрание Франции 26 марта 1791 года утвердило предложение Парижской Академии Наук, а в 1799 работа по экспериментальному определению длины и массы завершилась передачей их платиновых прототипов на хранение Архиву Франции.

В соответствии с данной системой за единицу длины был принят метр, единицу площади метр квадратный, единицу объема – метр кубический (стер), единицу массы – килограмм, равный массе чистой воды одного кубического дециметра при температуре 4 0 С. Мерой поверхности был утвержден ар (от слова «арос» – пахать), равный квадрату со стороной 10 м, а в качестве меры объема для жидких и сыпучих тел – литр, равный объему жидкости одного кубического дециметра. Все остальные единицы устанавливались при помощи коэффициента 10, а их наименование образовывалось за счет добавления дольных приставок (древнегреческих и латинских числительных) к основным единицам.

Метрическая система мер изначально задумывалась как международная. Ее единицы не совпадали ни с какими национальными, а наименование единиц и дольных приставок были образованы от «мертвых» языков. Закон, принятый Наполеоном 10 декабря 1799 года в статье 4 утверждал: « Будет изготовлена медаль, чтобы передать памяти потомства время, когда система мер была доведена до совершенства, и операцию, которая послужила ей основой. Надпись на лицевой стороне медали будет: «На все времена, для всех народов» . Сама медаль так и не была выпущена, появились другие, более совершенные системы мер, а девиз медали история сохранила.

Несмотря на свое очевидное преимущество, метрическая система мер внедрялась с большим трудом. Даже в самой Франции, где феодалы имели право пользоваться своими собственными мерами, метрическая система была окончательно введена лишь в 1840 году.

20 мая 1875 года по предложению Петербургской Академии Наук была созвана дипломатическая конференция, на которой 17 государств, в том числе Россия подписали Метрическую конвенцию, к которой позднее присоединилась еще 41 страна мира. В этом же году были созданы Международная организация мер и весов (МОМВ) и Международное бюро мер и весов (МБМВ), расположенные во французском городе Севр. В 1889 году России были переданы на хранение эталоны единицы массы под номерами 12 и 26 и эталоны единицы длины под номерами 11 и 28.

Метрическая система, как единственная, окончательно была введена в России в 1927 году. В стране, где грамотность была очень низкой, а разнообразие мер и их наименований, в силу обширности территории, огромно, внедрение данной системы предполагало повсеместную пропаганду и обучение. Так в «Руководстве к изучению метрической системы мер и весов» службы просвещения Омской железной дороги от 1924 года говорится: «Всякий грамотный человек должен, прежде всего, уметь читать, писать и считать. Согласно указанию Учебного отдела НКПС для малоподготовленных агентов в программу курсов должна входить…. история происхождения метрической системы и практические занятия, с целью дать слушателям навык по пользованию метрической системой. В настоящее время имеются…. единицы, которые без всякой системы связаны друг с другом, а у некоторых, например аршин и фут, никакой связи нет. И так, мы имеем 27 употребляемых единиц измерения различного наименования (утвержденных на данный период в Омской области – мои пояснения) и все оне очень неудобно связаны друг с другом, или часто вовсе не имеют никакой связи между собой. Кроме того, не так то легко держать их все в памяти, и затем всякие арифметические действия над именованными числами, выраженными в этих единицах, весьма затруднительны и требуют большого внимания и значительной затраты времени. Когда же появилась эта новая система, все культурные государства перешли на нее, за исключением Англии, по причине крайней консервативности ее населения и Северо-Американских Соединенных Штатов».

Прошло почти столетие, а Великобритания и США наряду с метрической системой, употребляемой в основном в науке, до сих пор пользуются своими национальными системами мер, что создает путаницу и неудобство, в первую очередь, в самих странах. Так, например, мера зерна – бушель – в настоящее время имеет 56 разных значений. С 1 января 2000 года правительство Англии обязало граждан страны пользоваться метрической системой, угрожая «отказникам» денежными штрафами. Однако, «не смотря на законодательное предписание, около одной трети из шестидесяти тысяч магазинов в Великобритании не перестроились на метрическую систему. Приспособление к континентальной системе идет уже с 1969 года, когда для начала на десятичную систему были переведены фунты, шилинги и пессы» .

В настоящее время метрология как наука, пройдя свой описательный период, динамично развивается. Расширение международных отношений в области науки, торговли и производства привело к усилению роли Межгосударственных организаций по метрологии. Международная Организация Законодательной Метрологии (МОЗМ) была создана в 1955 году и объединяет 83 государства. До сих пор не прекращает своей работы старейшая и наиболее представительная международная метрологическая организация – МОМВ. В 1988 году подписана конвенция об образовании ЕВРОМЕТ – общеевропейской метрологической организации.