Измерения и меры

У ИСТОКОВ МЕТРОЛОГИИ

В глубокой древности мерами служили главным образом части человеческого тела. Достоинство таких «мер» в том, что они всегда «под руками».

Несколько тысячелетий назад в Египте были воздвигнуты огромные пирамиды. При постройке их в качестве единицы длины применялся локоть — расстояние от кончика среднего пальца до локтя. Египетский локоть равнялся приблизительно 525 миллиметрам.

Такая же мера длины употреблялась и в древней Вавилонии (1500—500 годы до нашей эры), но вавилонский локоть был равен примерно 540 миллиметрам.

До конца XVI века локоть служил основной единицей длины и в России. Здесь его длина составляла около 457 миллиметров. Затем локоть заменили аршином, который был в полтора раза длиннее, т. е. равнялся примерно 686 миллиметрам. Слово аршин пришло с востока; «арш» по-персидски — тот же локоть. В начале XVIII века аршин увеличили до 711 миллиметров.

Издавна в России применялась и другая единица длины — сажень; до XVII столетия она была равна трём локтям. В 1649 году сажень приравняли трём аршинам. Помимо трёхлокотной и трёхаршинной саженей находили применение две другие сажени — косая и маховая (вспомните поговорку «косая сажень в плечах»).

Косая сажень равнялась расстоянию от подошвы левой ноги до конца большого пальца вытянутой вверх правой руки Маховая сажень была равна расстоянию между концами средних пальцев распростёртых рук.

В Англии до сих пор применяется единица длины — дюйм, который первоначально равнялся длине сустава большого пальца. Само слово «дюйм» по-голландски означает большой палец.

Многими народами применялась ещё одна единица длины — фут (от английского слова «ступня»). Он был равен длине человеческой ступни.

Расстояния измерялись шагами, двойными шагами и т. д. В древнем Риме для этой цели применяли особую единицу — милю, равную тысяче двойных шагов. Слово «милле» по-латыни значит тысяча.

Но все подобные меры имели очень большой недостаток. Ведь у одного человека рука длиннее, а у другого короче; у одного шаг шире, а у другого уже. Значит, каждый измеряет по-своему. Отсюда и пошла пословица «другого на свою меру не меряй». Немудрено, что долгое время в мерах царила полная неразбериха. Так, например, в Германии даже в начале XIX века единица длины фут имела значение от 250 до 330 миллиметров.

Всё это мешало развитию промышленности и торговли. Ведь дело доходило до того, что в одном и том же городе на разных рынках употреблялись разные меры! Развитие торговли требовало, чтобы все «локти», по крайней мере в пределах одной страны, были одинаковыми.

Ещё в XII веке английский король Генрих I ввёл узаконенную меру длины — ярд. По преданию ярд равнялся расстоянию от носа короля до конца среднего пальца вытянутой руки. Другое предание гласит, что прототипом ярда послужил королевский меч.

В XIV столетии в Англии был установлен «законный дюйм, равный длине трёх ячменных зёрен, вынутых из средней части колоса и приставленных одно к другому своими концами». Но мало установить «законную меру», нужно ещё следить, чтобы ею правильно пользовались. Поэтому одновременно с установлением таких мер вводились суровые наказания за обмеривание и обвешивание. Например, в XII веке новгородский князь Всеволод повелел виновных в этом преступлении «казнити близко смерти».

Иван Грозный даже запретил иметь собственные весы для торговли. Разрешалось пользоваться лишь казёнными — «государевыми» — весами.

В XVII столетии царь Фёдор Алексеевич впервые ввёл регулярную проверку правильности существующих мер. Проверенные меры (линейки, гири, вёдра и т. д.) клеймились «орлёной печатью» с изображением государственного герба — орла. На рис. 1 показаны «орлёные» гири, изготовленные в XVIII веке.

Ряд важных законодательных актов по упорядочению мер осуществил Пётр I. В 1700 году он приказал бургомистрам (главам городов) «просматривать весы, гири, аршины и сальные бочки и исправлять их по московским таможенным медным и заорлённым гирям, и чтобы у торговых и мастеровых людей были весы и фунты заклеймены годовым клеймом».

Рис. 1. Старинные «орлёные» гири.

В 1722 году Пётр приказал проверять торговые меры и весы дважды в год, «дабы упредить в том воровские умыслы». В 1725 году выходит указ Петра I о мерах.

И всё же даже «орлёные» меры часто не совпадали друг с другом. Один клеймёный аршин оказывался больше или меньше другого. Это объяснялось прежде всего отсутствием образцов, изготовленных очень точно и предназначенных только для проверки обычных рабочих мер. И вот, в 1736 году русское правительство образовало специальную комиссию, занимавшуюся созданием образцовых мер. Эта комиссия установила, в частности, точные размеры аршина, взяв за образец полуаршин, сохранившийся в кабинете Петра I. Она же установила величину русской меры веса — фунта (приблизительно 409,5 грамма). Образцовый фунт был изготовлен в 1747 году. Он хранится поныне.

В 1797 году вышел закон «Об учреждении повсеместно в Российской империи верных весов, питейных и хлебных мер». Этот закон предписывал изготовить по образцовому фунту целый набор гирь — в 1 и 2 пуда (пуд равен примерно 16,38 килограмма), 1, 3, 9 и 27 фунтов и т. д.

Рис. 2. Указ Петра I о мерах.

Наконец, в 1842 году в России была создана государственная служба мер и весов, сохранившая свои основные черты и поныне. В тот год начало работать первое метрологическое учреждение — «Депо образцовых мер и весов», возглавляемое «учёным хранителем». Должность «учёного хранителя» занимали известные метрологи акад. А. Я. Купфер, проф. В. С. Глухов, а с 1892 года — великий русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев, сыгравший исключительно важную роль в дальнейшем развитии отечественной метрологии.

Д. И. Менделеев.

Ещё полтора века назад метрология, по словам видного советского метролога проф. П. М. Тиходеева, представляла «как бы справочник о мерах, содержащий их перечисление и соотношения между мерами разных стран».

Благодаря Д. И. Менделееву метрология превратилась в науку об измерениях не только длины, веса и объёма, но и большого числа других величин, как-либо характеризующих окружающий нас мир.

По инициативе Д. И. Менделеева «депо» было преобразовано в Главную палату мер и весов, где он проработал последние 15 лет своей жизни, до 1907 года.

Главная палата существовала и в советское время. Сейчас метрологическая работа осуществляется в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.