Разработка и внедрение метрической системы измерений.

Идея построения системы измерений на десятичной основе принадлежит французскому астроному Г. Мутону, жившему в XVII веке во Франции, где феодалы имели право пользоваться своими собственными мерами, содержать таможни и собирать пошлину. Вопрос о рациональной системе мер стоял особо остро.

Восьмого мая 1790 г. Учредительное собрание Франции приняло декрет о реформе системы мер и поручило Парижской академии наук разработать соответствующие предложения. Комиссия академии, руководимая Лагранжем, рекомендовала десятичное подразделение кратных и дольных единиц, а другая комиссия, в состав которой входил Лаплас, предложила принять в качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе этой единственной единицы - метра - строилась вся система, получившая название метрической. За единицу площади принимался квадратный метр, за единицу объема - кубический метр, за единицу массы - килограмм - масса кубического дециметра чистой воды при температуре 4 °С.

Метрическая система с самого начала была задумана как международная. Ее единицы не совпадали ни с какими национальными единицами, а наименования единиц и десятичных приставок были произведены от слов латинского и древнегреческого языков. В конце XVIII века в истории метрологии произошло знаменательное событие: Декретом французского революционною правительства от 10 декабря 1799 г. было легализована и введена во Франции в качестве обязательной метрическая система мер. Утвержденные законом платиновые прототипы метра были сданы на хранение Архиву Франции, с тех пор они именуются архивными. Несмотря на очевидные преимущества, метрическая система внедрялась с большим трудом. Наполеон, став императором Франции, считал, что "нет ничего более противоречивого складу ума, памяти и соображению, чем то, что предлагают эти ученые". В 30-х годах XVIII в. во Франции фактически применялись две системы мер: основанная на туазе и основанная на метре. Лишь законом от 4 июля 1837 г. метрическая система мер в ее первоначальном виде была объявлена обязательной для употребления во Франции с 1 января 1840 г. Во второй половине и особенно в последней четверти XIX века произошли важные события международного метрологического значения, положившие прочное начало объединенной работе метрологов разных стран и распространению метрической системы.

В 1870 г. по инициативе Петербургской Академии наук была организована в Париже Международная комиссия, рассматривавшая вопросы введения метрической системы мер в различных странах и изготовления новых прототипов метрических мер и их копий. В 1875 г. представителями 17 государств (в том числе Россией) была подписана Метрическая конвенция, которой предусматривалось изготовление международных и национальных прототипов метра и килограмма и создание международных метрологических учреждений.

Принятие Международной метрической конвенции и учреждение Международного бюро мер и весов принято считать началом международной стандартизации. Поэтому 20 мая отмечается как «Международный день метролога», а 14 октября отмечается как «Всемирный день стандартов». Появление вещественных мер (в виде линеек, гирь и т.п.) сделало возможным воспроизведение большого количества одинаковых мер (в том числе дольных и кратных), что открывало путь к использованию математических действий и создавало необходимые предпосылки для выделения метрологии как науки из наличной совокупности знаний.

1.4 История становления системы СИ

22 июня 1799 года во Франции были изготовлены два эталона из платины — эталонный метр и эталонный килограмм. Эту дату можно справедливо считать днем начала развития нынешней системы СИ.

В 1832 году Гаусс создает так называемую абсолютную систему единиц, приняв за основные три единицы: единицу времени — секунду, единицу длины - миллиметр, и единицу массы — грамм, ведь с использованием именно этих единиц ученому удалось измерить абсолютное значение магнитного поля Земли (эта система получила название СГС Гаусса).

В 1860-х под влиянием Максвелла и Томсона было сформулировано требование, согласно которому базовые и производные единицы необходимо согласовть между собой. В итоге система СГС была введена в 1874 году, при этом были выделены и приставки для обозначения дольных и кратных единиц от микро до мега.

В 1875 году представителями 17 государств, среди которых Россия, США, Франция, Германия, Италия, - была подписана Метрическая конвенция, согласно которой были учреждены Международное бюро мер, Международный комитет мер и начинал действовать регулярный созыв Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ). Тогда же было положено начало работам по разработке международных эталона килограмма и эталона метра.

В 1889 году на первой конференции ГКМВ была принята система МКС, основанная на метре, килограмме и секунде, сходная с СГС, однако единицы МКС виделись более приемлемыми в силу удобства из практического использования. Позже будут введены единицы для оптики и электричества.

В 1948 году, по предписанию французского правительства и Международного союза теоретической и прикладной физики, девятая Генеральная конференция по мерам и весам выступила с поручением Международному комитету по мерам и весам предложить, с целью унификации системы единиц измерения, свои идеи по созданию единой системы единиц измерения, которая смогла бы быть принятой всеми государствами участниками Метрической конвенции.

В результате, в 1954 году на десятой ГКМВ были предложены и приняты следующие шесть единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина и кандела. В 1956 году система получила название «Système International d’Unitйs» - международная система единиц. В 1960 году был принят стандарт, который впервые назвали «Международная система единиц», и назначили сокращение «SI». Основными единицами остались те же шесть единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина и кандела. (Русскоязычное сокращение «СИ» можно расшифровать как «Система интернациональная»).

В 1963 году в СССР, по ГОСТу 9867-61 «Международная система единиц», СИ была принята в качестве предпочтительной для областей народного хозяйства, в науке и технике, а также для преподавания в учебных заведениях.

В 1968 году на тринадцатой ГКМВ единица «градус Кельвина» была заменена на «кельвин», также было принято обозначение «К». Кроме того было принято новое определение секунды: секунда — это интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного квантового состояния атома цезия-133. В 1997 году будет принято уточнение, согласно которому этот интервал времени относится к атому цезия-133 в покое при 0 К.

В 1971 году на 14 ГКМВ добавили еще одну основную единицу «моль» - единицу количества вещества. Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

В 1979 году на 16 ГКМВ приняли новое определение для канделы. Кандела - сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан).

В 1983 году на 17 ГКМВ было дано новое определение метра. Метр — это длина пути, проходимого светом в вакууме за (1 / 299 792 458) секунды.

В 2009 году Правительством РФ было утверждено «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», а в 2015 году в него были внесены изменения, призванные исключить «срок действия» некоторых внесистемных единиц.