Skoordynowany system pomiarowy to jedno z największych osiągnięć ludzkości – musimy się go trzymać – Świat Fizyki

Skoordynowany system pomiarowy to jedno z największych osiągnięć ludzkości – musimy się go trzymać – Świat Fizyki

Znacznik czasu: 19 maja 2023 r. 10:00

Sędzia Stefan twierdzi, że powrót do imperialnych środków byłby niewłaściwy

stoisko z owocami i warzywami na Borough Market w Londynie
Równoważenie Dwa systemy miar – imperialny i metryczny – są często używane razem w sklepach w Wielkiej Brytanii. (Dzięki uprzejmości: iStock)

Kiedy chodziłem do szkoły podstawowej w latach 1960., pomiarów dokonywano w jednostkach tradycyjnych, czyli imperialnych. Uncja, funt, kamień, cal, stopa i tak dalej były łączone jako wielokrotności 3, 4, 12, 14, 16 i… 1760 (jedna mila to 1760 jardów) i często miały dziwne definicje. Na przykład furlong wywodzi się z długości, jaką mógł pokonać pług ciągnięty przez woły, wynoszącej 220 jardów.

Od 1974 r. nastąpiła pożądana zmiana, kiedy stał się obowiązkowy dla szkół w Wielkiej Brytanii uczyć jednostek metrycznych – system miar, który miał sens, oparty na wielokrotnościach 10. Dziwaczne słownictwo różnych jednostek zostało zastąpione przedrostkami, które były takie same, niezależnie od tego, czy mierzono długość, czas, masę czy radioaktywność. Jest to system, który jest prosty i działa od bardzo małych do bardzo dużych.

Za tę koncepcję możemy podziękować urodzonemu w Northamptonshire duchownemu i filozofowi przyrody Wielebny John Wilkins (1614-1672). Jeden z największych myślicieli swojego pokolenia, w 1668 roku zaproponował system miar oparty na uniwersalnym wzorcu długości i systemie dziesiętnym. Była to jedna z pierwszych konkretnych propozycji metrycznego systemu miar.

Jego idee nie zostały przyjęte od razu, ale Wilkins wiedział, że zgodnie ze słowami Księgi Kaznodziei, na każdą sprawę pod niebem jest odpowiedni czas. Dla systemu metrycznego była to rewolucja francuska. Pomiary we Francji w XVIII wieku były bałaganem, a setki lokalnych systemów prowadziły do ​​niezliczonych oszustw. Uczciwe wagi i miary były jednym z żądań rewolucjonistów.

Rzeczywiście, w 1790 Talleyrand, biskup Autun skontaktował się z brytyjskim parlamentem z propozycją przyjęcia jednolitego systemu miar. Ta domniemana współpraca anglo-francuska została odrzucona przez brytyjski parlament, ale Francuzi i tak naciskali. Zalety nowego systemu metrycznego były oczywiste i 20 maja 1875 r. podpisano międzynarodowy traktat – Konwencję metryczną – ustanawiający metryczny system miar.

Konwencja ustanowiła również tzw Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM) do koordynowania nowego programu. Jednym z jej pierwszych zadań było skonstruowanie standardowego kilograma – metalowego artefaktu, który miał służyć jako punkt odniesienia dla świata. Kraje posiadałyby kopię artefaktu, umożliwiając przemysłowi porównanie ich wagi z kopią. Skonstruowanie standardowego kilograma okazało się trudne i w rzeczywistości brytyjska firma inżynierska, Johnson Matthey, został powołany do pomocy. Pierwszy standardowy kilogram, tzw Międzynarodowy prototypowy kilogram, jest na BIPM do dziś.

Jednak system metryczny – znany jako Systeme International d'Unités lub po prostu „SI” – musiało się rozwijać, aby sprostać potrzebom przemysłu. Stwierdzono, że potrzebnych jest tylko siedem jednostek podstawowych (masa, długość, czas, prąd elektryczny, temperatura, natężenie światła i ilość substancji); wszystko inne można wyrazić w tych jednostkach. Opracowano metody realizacji standardowych jednostek, które opierały się wyłącznie na podstawowej fizyce.

Rząd Wielkiej Brytanii powinien zdać sobie sprawę, że system metryczny ma silne brytyjskie korzenie i powinien pochwalić wkład brytyjskich naukowców, zamiast postrzegać go jako coś „obcego” 

Chociaż kilogram był uparcie trudny do zastąpienia, to brytyjski naukowiec – Bryan Kibble – pomógł znaleźć rozwiązanie. Z siedzibą w Narodowe Laboratorium Fizyczne w Teddington w Wielkiej Brytanii opracował genialną wagę, która powiązała pomiar masy z siłą wytwarzaną przez prąd elektryczny w cewce, a tym samym ze stałą Plancka. Standardowy kilogram mógł spokojnie przejść na emeryturę, a od 20 maja 2019 r. wszystkie pomiary opierały się na stałych opisujących świat przyrody. Wizja Wilkinsa się spełniła.

„Głupota ponad miarę”

Wspominam o tym wszystkim dlatego, że jutro, 20 maja 2023 r., minie Światowy Dzień Metrologii. Świętuje rocznicę podpisania Konwencji Metrycznej, którą Wielka Brytania podpisała w 1884 roku, kilka lat wcześniej zalegalizując system metryczny. W tym roku tematem jest metrologia wspierająca globalny system żywnościowy. Obejmuje to szybkie pomiary masy w celu zapewnienia prawidłowego oznakowania paczkowanej żywności, określanie składu izotopowego żywności o wysokiej wartości (takiej jak miód) w celu potwierdzenia jej pochodzenia oraz wykrywanie skażenia chemicznego lub biologicznego.

Pomimo sukcesu systemu metrycznego, w Wielkiej Brytanii pozostają niektórzy politycy, którzy – w dobie postbrexitowej – faktycznie zastanawiają się, czy nie byłoby lepiej, gdyby sklepy powróciły do ​​jednostek imperialnych. Rząd nawet przeprowadził ankietę aby ocenić opinię publiczną na temat powrotu do historycznych miar i wag, na które otrzymano ponad 100,000 XNUMX odpowiedzi. Obowiązujące przepisy pozwalają już jednak sklepom na stosowanie tradycyjnych jednostek, o ile podawane są również jednostki metryczne.

Oczywiście nie ma nic złego w używaniu starych jednostek obok SI i nie ma nic w aktualnych przepisach brytyjskich, które by tego zabraniały. Funt jest zdefiniowany jako dokładnie 0.45359237 kg, a cal to dokładnie 2.54 cm, więc oba systemy są połączone. Mój lokalny pub sprzedaje piwo w kuflach, benzynę kupuję w litrach, podaję swój wzrost w stopach i calach, a rąbiąc drewno do projektów DIY używam centymetrów lub cali, tak jak jest to najwygodniejsze.

Posiadanie dwóch systemów to kompromis, który sprawdza się od dziesięcioleci. Oprócz czasu i pieniędzy marnowanych na badanie, rząd Wielkiej Brytanii po prostu wzbudza niezadowolenie między tymi, którzy chcą wrócić do „starych dobrych czasów”, a młodszym pokoleniem, które chce iść z duchem czasu.

Rząd Wielkiej Brytanii powinien zdać sobie sprawę, że system metryczny ma silne brytyjskie korzenie i powinien pochwalić wkład brytyjskich naukowców, zamiast postrzegać go jako coś „obcego”. Powinien celebrować naukę metrologii i patrzeć na możliwości, jakie daje rozwój innowacyjne instrumenty oparte na mechanice kwantowej oraz zwiększenie produktywności poprzez wprowadzenie cyfryzacji. Zharmonizowany system miar jest jednym z największych osiągnięć ludzkości, a promowanie przez jakikolwiek rząd powrotu do starych sposobów jest głupotą ponad miarę.

Jak powiedział francuski matematyk i filozof Marquis de Condorcet w 1791 r., system metryczny jest „dla wszystkich ludzi, na zawsze”.

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki