Сторінка
1
У сучасному розумінні наукою про вимірювання називають, як уже було сказано, метрологію. Але історія становлення й удосконалення вимірювань так само давня, як і історія цивілізації. Вимірювання — це один із засобів розвитку матеріальної культури суспільства.
Необхідність вимірювань стала зрозумілою людям іще в доісторичні часи. Перші міри (водночас і засоби вимірювання) — це здебільшого руки і ноги людини, що завжди були «напохваті». З розвитком продуктивних сил, економіки і торгівлі міри (засоби вимірювання) набули загальносуспільного значення, удосконалювались і уточнювались. Відомо, що вже у стародавньому Єгипті було запроваджено перші узаконені міри: «великий царський лікоть» (525 мм) і «малий лікоть» (450 мм). Похідною від ліктя була одиниця площі арур — квадрат зі стороною в сто великих ліктів і одиниця місткості хомен — половина об’єму куба з ребром в один великий лікоть.
У Європі найбільш рання спроба впровадження узаконених мір датується VI ст. до н. е. і зв’язується з ім’ям відомого грецького реформатора Солона. Тоді обов’язковою мірою довжини в Греції був фут (близько 297 мм) і стадія. В інших країнах обов’язкових мір не існувало. Так, навіть у кінці XVIII ст. на європейських ринках застосовували близько 100 різної довжини «футів», 50 різних «миль», понад 100 різних мір ваги — «фунтів». Подекуди, наприклад в Австрії, майже кожне місто, і навіть окремі ринки того самого міста, мали власні міри. Перерахунки однієї міри в іншу потребували досить складних арифметичних дій: наприклад, англійський ярд (914 мм) не був кратним французькому туазові (1950 мм), а останній — російському аршину (711 мм) і т. д. Та навіть тоді, коли відношення й були кратними, вони не були системними. Так, у Росії миля дорівнювала семи верстам, верста — 500 саженям, сажень — трьом аршинам, аршин — чотирьом чвертям, чверть — чотирьом вершкам. Спробуйте швидко підрахувати, скільки у милі вершків! Поряд з цим існувала ще одна проблема. У процесі використання інструменти вимірювання (різноманітні лінійки, палиці, гирі тощо) поступово зношувалися, втрачали свій номінальний розмір і вагу, а для їх відновлення не існувало надійного, «незалежного» від людини еталона. Саме це і спонукало в кінці XVIII ст. учених, прогресивних промисловців, комерсантів створити нову однакову для всіх країн систему мір, котра, як писав один із французьких учених, «була б гідна людей свого освіченого часу і не могла б залежати від сваволі людини, а запозичена була б у самої природи».
З рішення Національних зборів Паризька академія наук створила комісію, до якої ввійшли видатні вчені: математик Жорж Луї Лагранж, астроном П’єр Симон Лаплас, геометр Гаспар Монж, геодезист і математик Жан Шарль Борда і економіст Жан Антуан Кондорсе. Саме вони запропонували «узяти за основну одиницю міри довжини одну десятимільйонну частину чверті земного меридіану». Як виникла ця ідея? На жаль, про це не написано в шкільних підручниках, хоча відомо, що досить точно величину земної кулі виміряв іще давньогрецький математик, астроном і географ Ератосфен Кіренський, який жив близько 276—194 рр. до н. е. і, так само як і Арістотель, уважав, що Земля має кулясту форму. За його вимірами (у перерахунку на наші міри) довжина меридіану становить приблизно 40 000 км. Як він спромігся це зробити? Ератосфен знав, що в день літнього сонцестояння в єгипетському місті Сиєні (сучасний Асуан) Сонце стоїть в зеніті і його промені освітлюють дно глибоких колодязів. Водночас в Александрії (на північ від Сиєни на тому самому меридіані) кут між сонячним променем і віссю колодязя (отже і між двома радіусами Землі — АС і ВС) відповідає 7°12¢, що становить 1/50 частку кола (меридіану Землі). Відстань між Сиєною і Александрією була відома — 5000 грецьких стадій (1 стадія — близько 175 м), звідки окружність земної кулі визначалася як 5 000 ´ ´ 50 = 250 000 стадій (рис. 11).
Рис. 11. Метод вимірювання давньогрецьким ученим Ератосфеном Киренським довжини меридіану Землі (ІІІ ст. до н. е.)
Зрозуміло, що засоби вимірювання за часів Ератосфена були недосконалі і його досить точні вимірювання скоріше сприятлива випадковість, ніж свідома майстерність. Але ідею французьких учених виміряти довжину Земного меридіану було запозичено в Ератосфена. Протягом шести років (1792—1798) під керівництвом учених Деламбре і Мешена геодезисти й математики виконували градусне вимірювання довжини Паризького меридіану від Дюнкерка до міста Монж поблизу Барселони.
Одиницею виміру був французький туаз (близько 1,95 м). За нову одиницю було прийнято 1/10 000 000 частку чверті меридіану, яку назвали метром (від грецького metrέw — міра), а система мір на її основі отримала назву метричної. Кожна більша одиниця послідовно збільшувалась кратно 10, а її назва починалася з грецького префікса «дека» (десять), «гекто» (сто), «кіло» (тисяча). Назва одиниць, менших за метр, починалася з латинських префіксів «деці», «санти», «мілі». Інші важливі особливості метричної системи — взаємозв’язок, кратний 10, між одиницями площі, об’єму і одиницею ваги. Вагу одного кубічного дециметра хімічно чистої води температурою +4°С було взято за одиницю ваги і названо кілограмом, а її 1/1000 — грамом. На честь нової системи було навіть розроблено проект медалі з написом «На всі часи — для всіх народів» (рис. 12).
|
Рис. 12. Проект медалі на відзнаку впровадження Метрологічної системи і еталони: метр (1 м) і кілограм (1 кг) |
Здавалося б, запровадження не тільки в науку, а і в практику виробництва, торгівлі й побуту такої досконалої та зручної системи не викликатиме спротиву. На жаль, сталося не так, тривала історія впровадження метра в багатьох країнах світу не завершилась і нині. Проти запровадження метричної системи у Франції виступив «перший француз» Наполеон Бонапарт і, хоч як дивно, але саме з огляду на економічну незручність: «Щоб прийняти нову систему мір і ваги, — писав він, — треба перекроїти всі адміністративні правила, всі розрахунки промисловості; така робота страхає розум». Водночас французькі реформатори вимагали покінчити зі «строкатістю мір — нагадуванням про ганьбу феодального рабства». Знадобилося майже століття, щоб у Парижі на конференції 20-ти країн (1875) представники 17-ти з них прийняли нову метричну систему і підписали конвенцію про «забезпечення міжнародної єдності вимірювань і вдосконалення метричної системи мір». Конференція прийняла рішення про утворення і підтримку державами — учасницями конференції Міжнародного бюро мір і ваги — першої у світі науково-дослідної установи (МБМВ), яка б опрацьовувала міждержавні програми з метрології.
1 2
Інші реферати на тему «Технічні науки»:
Основні терміни і поняття сучасної метрології
Пристрої для ущільнення стиків, що зварюються
Виготовлення сукні
Охорона праці та техніка безпеки при ремонті та обслуговуванні автомобілів. Основні небезпечні та шкідливі фактори при ремонті та обслуговуванні автомобілів
Компонування установок для автоматичного зварювання
