Ett koordinerat mätsystem är en av mänsklighetens största prestationer – vi måste hålla fast vid det – Physics World

Ett koordinerat mätsystem är en av mänsklighetens största prestationer – vi måste hålla fast vid det – Physics World

Tidsstämpel: 19 maj 2023 10:00

Steven domare hävdar att det skulle vara fel av länder att återgå till imperialistiska åtgärder

frukt och grönt stall i Borough Market, London
Balansgång De två mätsystemen – imperialistisk och metrisk – används ofta tillsammans i brittiska butiker. (Med tillstånd: iStock)

När jag gick i grundskolan på 1960-talet utfördes mätningar med traditionella, eller imperialistiska, enheter. Uns, pund, sten, tum, fot och så vidare kombinerades i multiplar av 3, 4, 12, 14, 16 och...1760 (en mil är 1760 yards) och hade ofta konstiga definitioner. Den furlong, till exempel, härstammar från längden som en oxdragen plog kunde täcka, som var 220 yards.

Från 1974 och framåt skedde en välkommen förändring när det blev obligatoriskt för brittiska skolor att lära ut metriska enheter – ett mätsystem som var vettigt, baserat på multiplar av 10. Den bisarra vokabulären för olika enheter ersattes av prefix som var desamma oavsett om man mätte längd, tid, massa eller radioaktivitet. Det är ett system som är enkelt och fungerar från det mycket lilla till det mycket stora.

För detta koncept kan vi tacka den Northamptonshire-födde prästen och naturfilosofen Pastor John Wilkins (1614–1672). En av de största tänkarna i sin generation, 1668 föreslog han ett mätsystem baserat på en universell standard för längd och ett decimalschema. Det var ett av de första konkreta förslagen till det metriska mätsystemet.

Hans idéer antogs inte direkt, men Wilkins visste att det, med Predikarens ord, finns en tid för varje fråga under himlen. För det metriska systemet var den tiden den franska revolutionen. Mätningar i Frankrike på 18-talet hade varit en enda röra, med hundratals lokala system som ledde till otaliga bedrägerier. Rättvisa vikter och mått var ett krav från revolutionärerna.

Faktum är att 1790 Talleyrand kontaktade biskopen av Autun det brittiska parlamentet för att föreslå att man skulle anta ett enhetligt mätsystem. Detta förmodade anglo-franska samarbete förkastades av det brittiska parlamentet men fransmännen fortsatte ändå. Fördelarna med det nya metriska systemet var tydliga och den 20 maj 1875 undertecknades ett internationellt fördrag – Meterkonventionen – som fastställde det metriska systemet för mätningar.

Konventionen fastställde också International Weights and Measures Bureau (BIPM) för att samordna det nya systemet. Ett av dess första jobb var att konstruera ett standardkilogram – en metallartefakt som skulle fungera som referenspunkt för världen. Länder skulle ha en kopia av artefakten, vilket gör det möjligt för industrin att jämföra sin vikt med kopian. Att konstruera standardkilogrammet visade sig vara svårt och faktiskt en brittisk ingenjörsfirma, Johnson Matthew, fick i uppdrag att hjälpa till. Det första standardkilogrammet, känt som Internationell prototyp Kilogram, är på BIPM till denna dag.

Ändå det metriska systemet – känt som Système International d'Unités eller helt enkelt "SI" - var tvungen att expandera för att möta industrins behov. Det visade sig att endast sju basenheter behövdes (massa, längd, tid, elektrisk ström, temperatur, ljusstyrka och mängd ämne); allt annat kan uttryckas i termer av dessa enheter. Metoder utvecklades för att realisera standardenheter som endast förlitade sig på den underliggande fysiken.

Den brittiska regeringen borde inse att det metriska systemet har starka brittiska rötter och bör applådera det bidrag som brittiska forskare har gjort, snarare än att uppfatta det som något "utländskt" 

Även om kilogrammet förblev envist svårt att ersätta, var det en brittisk vetenskapsman – Bryan Kibble – som hjälpte till att hitta en lösning. Baserad på National Physical Laboratory i Teddington, Storbritannien, utvecklade han en genialisk balans som kopplade en mätning av massa till kraften som produceras av en elektrisk ström i en spole, och därmed till Planck-konstanten. Standardkilogrammet kunde dra sig tillbaka graciöst och från den 20 maj 2019 baserades alla mätningar på konstanter som beskriver den naturliga världen. Wilkins vision hade gått i uppfyllelse.

"Overmåttlig dårskap"

Jag nämner allt detta eftersom imorgon, den 20 maj 2023, markeras Världsmätningsdagen. Det firar årsdagen av undertecknandet av Meter Convention, som Storbritannien undertecknade 1884, efter att ha legaliserat användningen av metriska system flera år tidigare. Temat i år är metrologi för att stödja det globala livsmedelssystemet. Detta inkluderar snabba mätningar av massa för att säkerställa att färdigförpackade livsmedel är korrekt märkta, fastställande av isotopsammansättningen av högvärdiga livsmedel (som honung) för att bekräfta deras ursprung, och detektering av kemisk eller biologisk kontaminering.

Trots framgången med det metriska systemet finns det fortfarande några politiker i Storbritannien som – i denna tid efter Brexit – faktiskt överväger om det skulle vara bättre för butiker att återgå till imperialistiska enheter. Regeringen till och med genomförde en undersökning för att mäta den allmänna opinionen om en återgång till historiska vikter och mått, som fick över 100,000 XNUMX svar. Men befintlig lagstiftning tillåter redan butiker att använda traditionella enheter, så länge som metriska enheter också visas.

Naturligtvis är det inget fel med att använda de gamla enheterna vid sidan av SI, och det finns inget i nuvarande brittiska regler som förbjuder det. Pundet definieras till att vara exakt 0.45359237 kg och en tum är exakt 2.54 cm, så de två systemen är sammanfogade. Min lokala pub säljer öl i pints, jag köper bensin i liter, anger min längd i fot och tum, och jag använder centimeter eller tum när jag hugger upp ved för gör-det-själv-projekt, vad som är bekvämast.

Att ha de två systemen är en kompromiss som har fungerat bra i decennier. Bortsett från tiden och pengarna som slösas bort på undersökningen, väcker den brittiska regeringen helt enkelt missnöje mellan dem som vill gå tillbaka till "den gamla goda tiden" och en yngre generation som vill följa med tiden.

Den brittiska regeringen borde inse att det metriska systemet har starka brittiska rötter och bör applådera det bidrag som brittiska forskare har gjort, snarare än att uppfatta det som något "främmande". Det borde fira vetenskapen om metrologi och se till de möjligheter som utvecklingen erbjuder innovativa instrument baserade på kvantmekanik och förbättra produktiviteten genom att införa digitalisering. Ett harmoniserat mätsystem är en av mänsklighetens största landvinningar och för vilken regering som helst att främja en återgång till det gamla sättet är en dumhet övermått.

Med den franske matematikern och filosofen Marquis de Condorcets ord 1791, är det metriska systemet "för alla människor, för alla tider".

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden