Một hệ thống đo lường phối hợp là một trong những thành tựu vĩ đại nhất của nhân loại – chúng ta phải gắn bó với nó – Physics World

Một hệ thống đo lường phối hợp là một trong những thành tựu vĩ đại nhất của nhân loại – chúng ta phải gắn bó với nó – Physics World

Dấu thời gian: 19:2023 sáng ngày 10 tháng 00 năm XNUMX

thẩm phán Steven lập luận rằng sẽ là sai lầm nếu các quốc gia quay trở lại các biện pháp đế quốc

gian hàng trái cây và rau quả ở Borough Market, London
Hành động cân bằng Hai hệ thống đo lường - hệ đo lường Anh và hệ mét - thường được sử dụng cùng nhau trong các cửa hàng ở Vương quốc Anh. (Được phép: iStock)

Khi tôi còn học tiểu học vào những năm 1960, các phép đo được thực hiện bằng các đơn vị truyền thống hoặc đơn vị đo lường Anh. Ounce, pound, stone, inch, foot, v.v. được kết hợp thành bội số của 3, 4, 12, 14, 16 và…1760 (một dặm bằng 1760 thước Anh) và thường có những định nghĩa kỳ lạ. Ví dụ, furlong bắt nguồn từ chiều dài mà một chiếc máy cày do bò kéo có thể đi được, là 220 thước Anh.

Từ năm 1974 trở đi, một sự thay đổi đáng hoan nghênh đã xảy ra khi nó trở thành bắt buộc đối với các trường học ở Vương quốc Anh để dạy các đơn vị số liệu – một hệ thống đo lường có ý nghĩa, dựa trên bội số của 10. Từ vựng kỳ lạ của các đơn vị khác nhau đã được thay thế bằng các tiền tố giống nhau cho dù bạn đang đo chiều dài, thời gian, khối lượng hay độ phóng xạ. Đó là một hệ thống đơn giản và hoạt động từ rất nhỏ đến rất lớn.

Đối với khái niệm này, chúng ta có thể cảm ơn giáo sĩ và nhà triết học tự nhiên sinh ra ở Northamptonshire Mục sư John Wilkins (1614–1672). Là một trong những nhà tư tưởng vĩ đại nhất trong thế hệ của mình, vào năm 1668, ông đã đề xuất một hệ thống đo lường dựa trên tiêu chuẩn chung về độ dài và sơ đồ thập phân. Đó là một trong những đề xuất cụ thể đầu tiên cho hệ mét đo lường.

Ý tưởng của ông không được chấp nhận ngay lập tức, nhưng Wilkins biết rằng, theo lời của Truyền đạo, mọi vấn đề dưới trời đều có thời điểm. Đối với hệ mét, thời điểm đó là cuộc Cách mạng Pháp. Các phép đo ở Pháp vào thế kỷ 18 là một mớ hỗn độn, với hàng trăm hệ thống địa phương dẫn đến vô số gian lận. Trọng lượng và biện pháp hợp lý là một trong những yêu cầu của các nhà cách mạng.

Thật vậy, vào năm 1790 Talleyrand, Giám mục Autun đã liên hệ với Quốc hội Anh để đề xuất áp dụng một hệ thống đo lường thống nhất. Sự hợp tác Anh-Pháp giả định này đã bị quốc hội Anh bác bỏ nhưng người Pháp vẫn tiếp tục. Những ưu điểm của hệ mét mới rất rõ ràng và vào ngày 20 tháng 1875 năm XNUMX, một hiệp ước quốc tế - Công ước Đồng hồ đo - đã được ký kết nhằm thiết lập hệ thống đo lường mét.

Công ước cũng thành lập các Cục Cân đo Quốc tế (BIPM) để điều phối kế hoạch mới. Một trong những công việc đầu tiên của nó là xây dựng một kilôgam tiêu chuẩn - một đồ tạo tác bằng kim loại sẽ đóng vai trò là điểm tham chiếu cho thế giới. Các quốc gia sẽ giữ một bản sao của đồ tạo tác, cho phép ngành công nghiệp so sánh trọng lượng của họ với bản sao. Việc xây dựng kilôgam tiêu chuẩn tỏ ra khó khăn và trên thực tế, một công ty kỹ thuật của Anh, Johnson Matthey, được giao nhiệm vụ giúp đỡ. Kilôgam tiêu chuẩn đầu tiên, được gọi là Kilôgam nguyên mẫu quốc tế, là tại BIPM cho đến ngày nay.

Tuy nhiên, hệ thống số liệu - được gọi là Hệ thống quốc tế d'Unités hay đơn giản là “SI” – phải mở rộng để đáp ứng nhu cầu của ngành. Người ta thấy rằng chỉ cần bảy đơn vị cơ sở (khối lượng, chiều dài, thời gian, dòng điện, nhiệt độ, cường độ sáng và lượng chất); mọi thứ khác có thể được thể hiện dưới dạng các đơn vị này. Các phương pháp đã được phát triển để nhận ra các đơn vị tiêu chuẩn chỉ dựa vào vật lý cơ bản.

Chính phủ Vương quốc Anh nên nhận ra rằng hệ thống số liệu có nguồn gốc từ Anh và nên hoan nghênh sự đóng góp mà các nhà khoa học Anh đã thực hiện, thay vì coi nó như một thứ gì đó 'ngoại lai' 

Mặc dù kilogam vẫn cứng đầu khó thay thế, nhưng chính nhà khoa học người Anh – Bryan Kibble – đã giúp tìm ra giải pháp. có trụ sở tại Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia ở Teddington, Vương quốc Anh, ông đã phát triển một sự cân bằng khéo léo liên kết phép đo khối lượng với lực do dòng điện trong cuộn dây tạo ra, và do đó với hằng số Planck. Kilôgam tiêu chuẩn có thể rút lui một cách nhẹ nhàng và kể từ ngày 20 tháng 2019 năm XNUMX, tất cả các phép đo đều dựa trên các hằng số mô tả thế giới tự nhiên. Tầm nhìn của Wilkins đã thành hiện thực.

'Sự ngu xuẩn không thể đo lường được'

Tôi đề cập đến tất cả những điều này bởi vì ngày mai, 20 tháng 2023 năm XNUMX, đánh dấu Ngày đo lường thế giới. Nó kỷ niệm ngày ký kết Công ước Mét mà Vương quốc Anh đã ký vào năm 1884, đã hợp pháp hóa việc sử dụng hệ thống số liệu vài năm trước đó. Chủ đề năm nay là đo lường để hỗ trợ hệ thống lương thực toàn cầu. Điều này bao gồm các phép đo nhanh khối lượng để đảm bảo thực phẩm đóng gói sẵn được dán nhãn chính xác, xác định thành phần đồng vị của thực phẩm có giá trị cao (chẳng hạn như mật ong) để xác nhận nguồn gốc của chúng và phát hiện ô nhiễm hóa học hoặc sinh học.

Bất chấp sự thành công của hệ thống số liệu, vẫn còn một số chính trị gia ở Vương quốc Anh - trong thời kỳ hậu Brexit này - đang thực sự cân nhắc liệu có tốt hơn không nếu các cửa hàng trở lại đơn vị đo lường đế quốc. Chính phủ thậm chí Tiến hành khảo sát để đánh giá dư luận về việc quay trở lại các trọng lượng và thước đo lịch sử, đã nhận được hơn 100,000 phản hồi. Tuy nhiên, luật hiện hành đã cho phép các cửa hàng sử dụng các đơn vị truyền thống, miễn là các đơn vị số liệu cũng được hiển thị.

Tất nhiên, không có gì sai khi sử dụng các đơn vị cũ cùng với SI và không có quy định hiện hành nào của Vương quốc Anh cấm điều đó. Bảng Anh được định nghĩa chính xác là 0.45359237 kg và một inch chính xác là 2.54 cm, vì vậy hai hệ thống được nối với nhau. Quán rượu địa phương của tôi bán bia theo panh, tôi mua xăng theo lít, tính chiều cao của tôi bằng feet và inch, và tôi sử dụng centimet hoặc inch khi xẻ gỗ cho các dự án DIY, bất cứ thứ gì thuận tiện nhất.

Có hai hệ thống là một sự thỏa hiệp đã hoạt động tốt trong nhiều thập kỷ. Ngoài việc lãng phí thời gian và tiền bạc cho cuộc khảo sát, chính phủ Vương quốc Anh chỉ đơn giản là đang khuấy động sự bất bình giữa những người muốn quay lại “những ngày xưa tốt đẹp” và một thế hệ trẻ muốn theo kịp thời đại.

Chính phủ Vương quốc Anh nên nhận ra rằng hệ thống số liệu có nguồn gốc từ Anh và nên hoan nghênh sự đóng góp mà các nhà khoa học Anh đã thực hiện, thay vì coi nó như một thứ gì đó “ngoại lai”. Cần tôn vinh khoa học đo lường và tìm kiếm các cơ hội do phát triển công cụ sáng tạo dựa trên cơ học lượng tử và cải thiện năng suất bằng cách giới thiệu số hóa. Một hệ thống đo lường hài hòa là một trong những thành tựu lớn nhất của nhân loại và đối với bất kỳ chính phủ nào thúc đẩy việc quay trở lại các cách thức cũ là điều ngu ngốc không thể đo lường được.

Theo lời của nhà toán học và triết gia người Pháp Marquis de Condorcet vào năm 1791, hệ mét là “dành cho mọi người, mọi thời đại”.

Dấu thời gian:

Thêm từ Thế giới vật lý