Превращение метрической системы в международную систему мер и весов.

В середине XIX в. метрическая система была введена или допущена к употреблению не только во Франции, но и в некоторых других странах: в Испании (1849), в Португалии (1852). Новые меры в отдельных государствах первоначально вводились без каких-либо международных соглашений. Для того чтобы метрическая система оказалась единой для всех народов на все времена, необходимо было международное соглашение.

Начиная с середины XIX в. ученые ряда стран высказываются за введение метрической системы в качестве международной.

В 1823 г. Н. И. Лобачевский в своем неопубликованном учебнике по геометрии ввел элементы метрической системы, что вызвало неудовольствие рецензента, академика Фусса.

47. Лобачевский

Николай Иванович Лобачевский (20 ноября 1792 – 12 февраля 1856) — русский математик, создатель неевклидовой геометрии, названной его именем, деятель университетского образования и народного просвещения. Родился в Нижнем Новгороде. В конце 1806 года окончил гимназию, показав хорошие знания, особенно по математике и языкам — латинскому, немецкому, французскому. 14 февраля 1807 года был зачислен в Казанский университет. В 1811 году окончил университет, получил степень магистра по физике и математике с отличием и был оставлен при университете. 7 июля 1816 года был утверждён экстраординарным профессором, а 3 мая 1827 года в возрасте 35 лет тайным голосованием был избран ректором университета. В 1836 году университет посетил Государь Николай I, остался доволен и наградил Лобачевского орденом Анны II степени, дававшим право на потомственное дворянство. 29 апреля 1838 года «за заслуги на службе и в науке» Н. И. Лобачевскому было пожаловано дворянство. Скончался 12 февраля 1856 года, похоронен на Арском кладбище в Казани.

Д. М. Перевощиков в «Ручной математической энциклопедии» дал очерк метрических мер.

48. Перевощиков

Дмитрий Матвеевич Перевощиков (17 апреля 1788 – 3 сентября 1880) — русский астроном и математик. Родился в Саранске. в 1808 окончил Казанский университет. В 1809-1816 преподавал математику и физику в гимназии в Симбирске. В 1818-1851 преподавал в Московском университете (с 1826 — профессор астрономии, в 1848-1851 — ректор). По его инициативе и под его руководством в 1830-1832 была построена Московская университетская обсерватория. Уйдя в отставку в 1851, поселился в Санкт-Петербурге и работал в Петербургской АН. Академик Петербургской АН

В середине XIX в. Ф. И. Петрушевский в «Общей метрологии» пишет, что переходу на общую систему мер мешают: «...привычка, политические расчеты (мнимые или действительные), страсти, невежество, со множеством других дельных и недельных причин...».

Академик А. Я. Купфер в 1855-1865 гг. был деятельным членом Международного общества для установления единой системы мер, весов и монет. Общество выполняло большую агитационную работу по распространению метрической системы. Академик Б. С. Якоби в 1869 г. явился инициатором проекта создания новых международных прототипов метра и килограмма. Горячим сторонником введения метрической системы в России был Д. И. Менделеев. Еще в 1868 г. на I съезде русских естествоиспытателей и врачей он выступил с заявлением в пользу введения метрической системы, прежде всего в научных работах и преподавании. Д. И. Менделеев считал, что «выведенная научно-метрическая система отличается единообразием всех соотношений, простотою и легкостью приложения к наукам и искусствам, к промыслам и торговле, а потому она наиболее пригодна к всеобщему распространению, ...несомненно, что когда-нибудь и мы примем метрическую систему».

Содействовали оформлению мысли о необходимости введения метрической системы всемирные выставки. На выставках в 1851 г. в Лондоне и в 1855 г. в Париже члены жюри сделали заявления о необходимости принять, по соглашению между различными) странами, единообразную систему мер. Такое же мнение высказывали статистики, так как они испытывали особенно большие неудобства из-за разнообразия мер.

Во время Международного статистического конгресса в Париже в 1855 г. было принято решение учредить Международную ассоциацию для содействия установлению единой десятичной системы мер, весов и монет. Ассоциация признала, что лишь метрическая система может стать международной.

Крымская война, в которой Франция выступала союзником Турции, исключала возможность участия России в работе Международной ассоциации. Но Ассоциация не мыслила своей деятельности без готовности России примкнуть к международному соглашению о введении единообразной системы мер весов и монет и без участия Российской Академии наук в разработке возникающих в связи с этим научных проблем. В 1859 г. Международная ассоциация обратилась с соответствующими предложениями к Российской Академии наук. Физико-математическое отделение Академии наук признало полезной цель, которую поставила себе Ассоциация. В докладе специальной комиссии, назначенной физико-математическим отделением Академии наук, были сформулированы основные направления, по которым следовало вести работу в связи с предложением Международной ассоциации. Комиссия признала французскую метрическую систему пригодной для рекомендации в качестве международной и сочла необходимым ввести метрическую систему и в России. Комиссия в своем докладе писала: «Введение в России французских мер и весов было бы большим благодеянием не только для России, но и для всей Европы. Французская метрическая система лучше всего отвечает всем требованиям науки промышленности и торговли: науки — своей строгостью и логикой; промышленности — своей простотой; торговли — тем, что она принята во многих других государствах Европы. Если бы Россия и Англия приняли метрическую систему, то можно было бы сказать, что вся Европа имеет одни в те же меры и веса»

Особенно большое значение для признания метрической системы в качестве международной имела всемирная выставка в Париже в 1867 г. На выставке была устроена витрина с образцами мер всех стран. Она иллюстрировала преимущества метрической системы. Международный комитет мер, весов и монет, организованный на выставке, сформулировал в своем докладе, составленном русским академиком Борисом Семеновичем Якоби, преимущества метрической системы и поставил вопрос об установлении международного единства мер как средства, способствующего культурному сближению и укреплению экономических связей между народами. «Десятичная система,— говорилось в докладе, — согласованная с применяемой во всем мире системой счисления, наиболее удобна для выражения кратных величин и подразделений в мерах, весе и монетах».

49. Якоби

Борис Семёнович (Мориц Герман фон) Якоби (21 сентября 1801 — 27 февраля / 11 марта 1874) — русский физик, академик Императорской Санкт-Петербургской Академии Наук. Родился в состоятельной еврейской семье. Учился в Берлинском и Гёттингенский университетах. До 1833 года работал архитектором в строительном департаменте Пруссии. В 1834 году переезжает в Кёнигсберг. Изобрел новый тип электродвигателя. В 1835 году приглашён на должность профессора в Дерптский университет на кафедру гражданской архитектуры. В 1837 году переезжает в Россию, принимает российское подданство и до конца жизни считает Россию своей второй родиной. Сконструировал телеграфный аппарат синхронного действия с непосредственной (без расшифровки) индикацией в приёмнике передаваемых букв и цифр и первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат. Руководил строительством первых кабельных линий в Санкт-Петербурге и между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Разрабатывал гальванические батареи. Много работал над созданием противокорабельных мин нового типа, в том числе самовоспламеняющихся (гальваноударных) мин, мин с запалом от индукционного аппарата; был инициатором формирования гальванических команд в сапёрных частях русской армии. В 1839 году был утверждён в звании адъюнкта Императорской Академии Наук, в 1842 году стал экстраординарным, а в 1847 году — ординарным академиком. За изобретение гальванопластики в 1840 году был удостоен Демидовской премии. В 1867 году награжден Большой золотой медалью на Всемирной выставке в Париже. Жалован дипломом на потомственное дворянское достоинство (1864). Последние годы жизни заведовал Физическим кабинетом Петербургской академии наук. Умер 11 марта 1874 г. от сердечного приступа. Похоронен на Смоленском лютеранском кладбище на Васильевском острове.

В результате метрическая система была введена в Германии в 1868 г. как обязательная и допущена к употреблению в Англии в 1864 г. и в США в 1866 г. Но для того чтобы метрическая система действительно могла стать международной, необходимо было пересмотреть ее основания, так как со времени ее создания в конце XVIII в. наука сделала значительные успехи.

Еще в первой половине XIX в. немецкий астроном Бессель обнаружил ошибку, допущенную при обработке результатов измерения дуги парижского меридиана. Оказалось, что парижский меридиан содержит не 40000000 м, а несколько больше. У метрологов в связи с этим возник вопрос: следует ли изготовлять новые эталоны, которые бы по величине точнее соответствовали теоретически установленным единицам? Кроме того, стало совершенно ясно, что все последующие измерения всегда будут отличаться от предыдущих вследствие непрерывных усовершенствований геодезической измерительной аппаратуры и прогресса в области методов геофизических измерений.

В 1869 г. к ученым всего мира обратилась Российская Академия наук. В докладе специальной комиссии из академиков Отто Васильевича Струве, Бориса Семеновича Якоби, Генриха Ивановича Вильде говорилось: «Ввиду успешного распространения метрической системы за последние годы и в предвидении того, что принятие этой системы учеными всех стран не преминет осуществиться в ближайшем будущем, необходимо теперь же рассмотреть те основы, на которых должна быть установлена окончательно единая международная единица мер и весов».

В обращении отмечалось, что достижения науки привели к необходимости отказаться от определения метра как десятимиллионной доли четверти меридиана: «Доказано, что эталон метра, хранящийся в архивах Франции, не составляет десятимиллионной части четверти меридиана». Последующие измерения показали, что каждый раз получаются другие данные «Архивный метр не совпал ни с одним из измерений четверти меридиана». «Следовательно, эталон о котором идет речь, должен был утратить характер естественной меры, который ему приписывался при его изготовлении, и в настоящее время он является просто произвольной и условной мерой». Академия наук предлагала «эталоны, хранимые в архивах Франции, считать прототипами» международной системы мер и изготовить с них образцы для других стран.

Предложение Российской Академии наук было поддержано научными учреждениями других стран. В 1870 г. Французская Академия наук разослала приглашения всем государствам для участия в Международной комиссии по изготовлению образцов метрической системы для всех народов. 24 государства прислали делегатов, представлявших почти все страны Европы и Америки. Комиссия собралась в Париже и приступила к работе 8 августа 1870 г., через три недели после начала франко-прусской войны, поэтому в ней не принимали участия представители Германии; отсутствовали также представители Бельгии и Голландии.

В основу своей работы Комиссия положила принципы, высказанные в обращении Российской Академии наук. Однако время, выбранное для работы Комиссии, оказалось весьма неудачным. Осада Парижа прервала работу Комиссии. По предложению русского делегата, директора Пулковской обсерватории Отто Васильевича Струве, работа Комиссии была отложена и возобновлена лишь осенью 1872 г.

50. Струве

Отто (Оттон) Васильевич Струве (25 апреля / 7 мая 1819 — 1/14 апреля 1905) — русский астроном, член Петербургской Академии Наук (1852—1889). Сын астронома В. Я. Струве, брат государственного деятеля Бернгарда Струве и дипломата Кирилла Струве. В 1836-1838, после окончания гимназии в городе Дерпт (Тарту) слушал лекции в Дерптском (Тартуском) университете, одновременно состоял сверхштатным помощником директора Дерптской университетской обсерватории (своего отца В. Я. Струве). В 1839 занял пост помощника директора Пулковской обсерватории. В 1843 году защитил диссертацию в Петербургском университете. В 1843—1844 руководил и сам принимал участие в больших хронометрических экспедициях между Альтоной, Гринвичем и Пулковом. В 1862—1889 — директор Пулковской обсерватории.

Теперь Комиссия объединила представителей 30 государств. Комиссия наметила основы изготовления новых международных прототипов метра и килограмма. Было зафиксировано, что длина земного меридиана не является неизменной величиной, следовательно, погоня за естественной единицей меры не имеет смысла. Комиссия ознакомилась с состоянием архивного метра и признала, что нет оснований считать, что длина архивного метра сколько-нибудь заметно изменилась со времени его изготовления. Таким образом, основой метрической системы были признаны меры, изготовленные в 1799 г. По этим образцам было решено сделать новые прототипы.

Международная комиссия 1872 г. избрала постоянный комитет, который должен был находиться в Париже и заниматься изготовлением новых прототипов метра и килограмма. Один из эталонов метра и килограмма следовало признать международным, а остальные по жребию распределить между государствами как национальные прототипы.

51. Образцовый метр 1872 г.

Практическому осуществлению постановлений Комиссии 1872 г., по мнению постоянного комитета, мешало отсутствие официального оформления обязательств государств по принятию соглашения о мерах. 1 марта 1875 г. в Париже собралась дипломатическая конференция в составе представителей 20 государств. Работа конференции оформилась подписанием 17 государствами метрической конвенции по метру «для обеспечения международного единства и усовершенствования метрической системы». В число 17 государств входила в Россия. Метрическая система была принята под покровительство договаривающихся государств, и ее развитие стало международным делом. Подписавшие конвенцию страны обязались «основать и содержать на общие средства Международное бюро мер и весов — постоянное учреждение, находящееся в Париже». «Международное бюро мер и весов будет действовать, — говорилось в конвенции, — под исключительным наблюдением и руководством Международного комитета мер и весов, который в свою очередь подчиняется Международной конференции'' мер и весов, состоящей из представителей всех договаривающихся сторон». Бюро следовало выбрать материал для прототипов, изготовить соответствующие образцы по числу стран — участниц конференции, сверить их с архивным метром и килограммом, т. е. с мерами, изготовленными в 1799 г., и раздать их всем заинтересованным странам.

Материалом для изготовления эталонов послужила иридиевая платина — сплав, состоящий из 90% платины и 10% иридия и отличающийся особенно большим удельным весом, твердостью и способностью противостоять всяким химическим влияниям. Эталон метра представлял собой стержень, поперечный разрез которого напоминал букву «х». Эталон воспроизводил длину архивного метра с точностью до 0,001 мм. За величину килограмма был принят архивный килограмм, т. е. масса 1,000 028 куб. дециметра воды при 4°С, а не уточненный вес кубического дециметра воды.

К 1889 г. работы по созданию прототипов были закончены и в Париже собралась первая Международная конференция мер и весов, которая утвердила международные прототипы метра и килограмма и распределила их по жребию между странами, подписавшими метрическую конвенцию. России достались эталоны метра № 28 и килограмма № 12.

Международные прототипы метра и килограмма вместе с двумя контрольными к каждому прототипу образцами 28 сентября 1889 г. были помещены на хранение в специальное здание — Бретейльский павильон в парке Сен-Клу под Парижем.

52. Международный прототип килограмма.

53-54. Бретейльский павильон.

С этого момента кончалась роль архивного метра и килограмма, а метр и килограмм стали определяться как длина и вес международных эталонов.