Навіщо потрібні в науці вимірювання фізика 7. Як розвивалося сприйняття простору людиною, і навіщо нам потрібні вимірювання. в прислів'ях і приказках

Навіщо людині потрібні вимірювання

Вимірювання - одне з найважливіших справ у сучасного життя. Але не завжди

Було так. Коли первісна людина вбивав ведмедя в нерівному поєдинку він, звичайно, радів, якщо той опинявся досить великим. Це обіцяло сите життя йому і всьому племені на довгий час. Але він не тягнув тушу ведмедя на ваги: в той час ніяких ваг не було. Не було особливої потреби в вимірах і коли людина робила кам'яна сокира: технічних умов на такі сокири не існувало і все визначалося розміром відповідного каменю, Який вдавалася знайти. Все робилося на око, так, як підказувало чуття майстра.

Пізніше люди стали жити великими групами. Почався обмін товарами, які перейшли потім в торгівлю, виникли перші держави. Тоді з'явилася потреба в вимірах. Царські песці повинні були знати, яка площа поля у кожного селянина. Цим визначалося, скільки зерна він повинен віддати цареві. Треба було виміряти урожай з кожного поля, а при продажу льняного м'яса, вина та інших рідин - обсяг проданого товару. Коли почали будувати кораблі, потрібно було заздалегідь намітити правильні розміри: інакше корабель затонув би. І вже, звичайно, не могли обійтися без вимірювань стародавні будівельники пірамід, палаців і храмів, до сих пір вражають нас своєю відповідністю і красою.

^ СТАРОВИННІ РУССКИЕ ЗАХОДИ.

Російський народ створив свою власну систему заходів. Пам'ятники X століття говорять не тільки про існування системи заходів в Київської Русі, Але і державний нагляд за їх правильністю. Нагляд цей був покладений на духовенство. В одному з статутів князя Володимира Святославовича йдеться:

«... еже споконвіку встановлено є і доручено є єпископам градские і всюди всякі мірила і спід і ваги ... дотримуватися без капості, ні умножіті, ні умаліті ...» (... здавна встановлено і доручено єпископам спостерігати за правильністю мір .. . не допускати ні применшення, ні збільшення їх ...). Викликана була ця необхідність нагляду потребами торгівлі як усередині країни, так і з країнами Заходу (Візантія, Рим, пізніше німецькі міста) і Сходу (Середня Азія, Персія, Індія). На церковній площі відбувалися базари, в церкві стояли ларі для зберігання договорів по торговельних угодах, при церквах знаходилися вірні ваги і міри, в підвалах церков зберігалися товари. Зважування проводилися в присутності представників духовенства, які отримували за це мито на користь церкви

міри довжини

Найдавнішими з них є лікоть і сажень. Точної первісної довжини тієї й іншої міри ми не знаємо; якийсь англієць, котрий подорожував по Росії в 1554 році, свідчить, що російська лікоть дорівнював половині англійської ярда. Згідно «Торгової книзі», складеної для руських купців на рубежі XVI і XVII століть, три лікті були дорівнюють двом аршинам. Назва «аршин» походить від перського слова «арш», що означає лікоть.

Перша згадка сажні зустрічається в літописі ХІ століття, складеної київським ченцем Нестором.

У більш пізній часи встановилася міра відстані верста, прирівняна до 500 сажням. У стародавніх пам'ятках верста називається тереном і прирівнюється іноді до 750 сажням. Це може бути пояснено існуванням в давнину коротшою сажні. Остаточно верста до 500 сажнів встановилася тільки в XVIII столітті.

В епоху роздробленості Русі не було єдиної системи заходів. У ХV і XVI століттях відбувається об'єднання російських земель навколо Москви. З виникненням і зростанням загальнодержавної торгівлі і з встановленням для скарбниці зборів з усього населення об'єднаної країни постає питання про єдину систему заходів для всієї держави. Міра аршин, що виникла при торгівлі зі східними народами, входить у вжиток.

У XVIII столітті заходи уточнювалися. Петро 1 указом встановив рівність трьохаршинною сажні семи англійським футам. Колишня російська система мір довжини, доповнена новими заходами, отримала остаточний вигляд:

Миля = 7 верстам (= 7,47 кілометра);

Верста = 500 сажням (= 1,07 кілометра);

Сажень = 3 аршинам = 7 футів (= 2,13 метра);

Аршин = 16 вершкам = 28 дюймів (= 71,12 сантиметр);

Фут = 12 дюймів (= 30,48 сантиметра);

Дюйм = 10 лініях (2,54 сантиметра);

Лінія = 10 точках (2,54 міліметра).

Коли говорили про зростання людини, то вказували лише, на скільки вершків він перевищує 2 аршини. Тому слова «людина 12 вершків зростання» означали, що його зріст дорівнює 2 аршинам 12 вершкам, тобто 196 см.

заходи площ

В «Руській правді» - законодавчому пам'ятнику, який ставитися до ХI - XIII століть, вживається земельна міра плуг. Це була міра землі, з якої платили данину. Є деякі підстави вважати плуг рівним 8-9 гектарів. Як і в багатьох країнах, за міру площі часто брали кількість жита необхідної для засіву цієї площі. У ХIII- ХV століттях основною одиницею площі була кадь-площа, для засіву кожної потрібно було приблизно 24 пуди (тобто 400 кг.) Жита. Половина цієї площі, що отримала назву десятини стала основним заходом площі в дореволюційній Росії. Вона рівняти приблизно 1,1 гектара. Десятина іноді називалася короб.

Інша одиниця для вимірювання площ, рівна половині десятини називалася (чверть) четь. Надалі розмір десятини був приведений у відповідність ні з заходами обсягу і маси, а з заходами довжини. У «Книзі сонного листи» в якості керівництва для обліку податків з землі встановлюється десятина рівна 80 * 30 = 2400 квадратних сажням.

Податкової одиниці землі була з о х а (це кількість орної землі, яке було в змозі обробити один орач).

ЗАХОДИ ВАГИ (МАСИ) і ОБСЯГУ

Найдавнішою російської ваговою одиницею була гривня. Вона згадується ще в договорах Х століття між київськими князями і візантійськими імператорами. Шляхом складних розрахунків вчені дізналися, що гривня важила 68,22 м Гривня рівняти арабської одиниці ваги ротль. Потім основними одиницями при зважуванні стали фунт і пуд. Фунт рівняти 6 гривням, а пуд - 40 фунтам. Для зважування золота застосовувалися золотники, які становлять 1,96 частки фунта (звідси походить прислів'я «малий золотник та дорогий»). Слова «фунт» і «пуд» походять від одного і того ж латинського слова «пондус» означало тяжкість. Посадові особи, які перевіряли ваги, називалися «пундовщікамі» або «весцамі». В одному з оповідань Максима Горького в описі комори кулака читаємо: «На одному засуві два замки - один іншого пудів (важче)».

До кінця XVII століття склалася система російських мір ваги в наступному вигляді:

Ласт = 72 пудам (= 1,18 т.);

Бруківці = 10 пудам (= 1,64 ц);

Пуд = 40 великим Гривенка (або фунтам), або 80 малим Гривенка, або 16 безміном (= 16,38 кг.);

Початкові стародавні заходи рідини - бочка і відро - залишаються невстановленими в точності. Є підстави вважати, що відро вміщав 33 фунта води, а бочка - 10 відер. Відро ділили на 10 штофів.

Грошова система російського народу

Грошовими одиницями у багатьох народів служили шматочки срібла або золота певної ваги. У Київській Русі такими одиницями були гривні срібла. В «Руській правді» - найдавнішому зведенні російських законів йдеться, що за вбивство або крадіжку коня накладається штраф у 2 гривні, а за вола - 1 гривня. Гривню ділили на 20 ногат або на 25 кун, а куну - на 2 різані. Назва «куна» (куниця) нагадує про часи, коли на Русі не було металевих грошей, а замість них вживалися хутра, а пізніше - шкіряні гроші - чотирикутні шматочки шкіри з клеймами. Хоча гривня як грошова одиниця давно вийшла з ужитку, проте слово «гривня» збереглося. Монету номіналом 10 копійок називали гривеник. Але це, звичайно, не те ж саме, що стара гривня.

Карбовані російські монети відомі з часів князя Володимира Святославовича. За часів ординського ярма руські князі були зобов'язані вказувати на що випускаються монетах ім'я правив у Золотій Орді хана. Але після Куликовської битви, яка принесла перемогу військам Дмитра Донського над полчищами хана Мамая, починається і звільнення російських монет від ханських імен. Спочатку ці імена стали замінюватися нерозбірливою в'яззю зі східних букв, а потім зовсім зникли з монет.

У літописах, що відносяться до 1381 році, вперше зустрічається слово «гріш». Слово це походить від індуського назви срібної монети танка, яку греки називали Данако, татари - тенге.

Перше вживання слова «рубль» відноситься до XIV століття. Слово це походить від дієслова «рубати». У XIV столітті гривню стали рубати навпіл, і срібний зливок в половину гривні (= 204,76 г) отримав назву рубля або рублевої гривенки.

У 1535 році були випущені монети - Новгородка з малюнком вершника зі списом в руках, що отримали назву копейних грошей. Літопис звідси виробляє слово «копійка».

Подальший нагляд за заходами в Росії.

З пожвавленням внутрішньої і зовнішньої торгівлі нагляд за заходами від духовенства перейшов до спеціальних органів цивільної влади - наказом великої скарбниці. При Івані Грозному пропонується зважувати товари тільки у пудовщіков.

У XVI і XVII століттях усередині запроваджувалися єдині державні, або митні заходи. У XVIII і XIX століттяхпроводилися заходи щодо вдосконалення системи мір і ваг.

Закон про міри та ваги 1842 роки закінчив тривали понад 100 років заходи уряду щодо впорядкування системи мір і ваг.

Д. І. Менделєєв - метролог.

У 1892 році геніальний російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв став на чолі Головної палати мір і ваг.

Керуючи роботою Головної палати мір і ваг, Д.І. Менделєєв повністю перетворив справу вимірювань в Росії, налагодив науково дослідницьку роботуі вирішив всі питання про заходи, які викликалися зростанням науки і техніки в Росії. У 1899 році був виданий розроблений Д.І. Менделєєвим новий закон про міри та ваги.

У перші роки після революції Головна палата мір і ваг, продовжувала традиції Менделєєва, провела колосальну роботу з підготовки введення метричної системи в СРСР. Після деяких перебудов і перейменувань колишня Головна палата мір і ваг в даний час існує в вигляді Всесоюзного науково - дослідного інститутуметрології імені Д.І. Менделєєва.

^ Французькі заходи

Спочатку у Франції, так і в усьому культурному Європі, користувалися латинськими заходами ваги та довжини. Але феодальна роздробленість вносила свої корективи. Скажімо, іншому сеньйорові приходила фантазія злегка збільшити фунт. Ніхто з його підданих не висловить своє заперечення, що не повставати ж через таких дрібниць. Але якщо порахувати, в загальному, все Оброчне зерно, то яка вигода! Також і з міськими цехами ремісників. Кому було вигідно зменшувати сажень, кому-то збільшувати. Залежно від того продають вони сукно або купують. За злегка, по чуть-чуть, і ось вам вже і рейнський фунт, і амстердамський, і Нюрнберзький і паризький і т. Д. І т. П.

А з сажнями і того було гірше, тільки на півдні Франції оберталося більше десятка різних одиниць довжини.

Правда, в славному місті Парижі в фортеці Ле Гран Шатель ще з часів Юлія Цезаря в фортечний мур був вправлений еталон довжини. Він представляв собою залізний Крівоколенний циркуль, ніжки якого закінчувалися двома виступами з паралельними гранями, між якими повинні точно входити всі наявні у вживанні сажні. Сажень Шатель пробув офіційної мірою довжини до 1776 року.

З першого погляду міри довжини виглядали так:

Льє морське - 5, 556 км.

Льє сухопутне = 2 миль = 3,3898 км

Миля (від лат. Тисяча) = 1000 туазов.

Туаз (сажень) = 1,949 метрів.

Фут (ступня) = 1/6 туазов = 12 дюймів = 32,484 см.

Дюйм (палець) = 12 лініях = 2,256 мм.

Лінія = 12 точках = 2,256 мм.

Точка = 0,188 мм.

Насправді, оскільки феодальні привілеї ніхто не відміняв, все це стосувалося міста Парижа, ну Дофіне, в крайньому випадку. Де-небудь в глибинці фут запросто міг визначатися, як розмір ступні сеньйора, або як середня довжина ступень 16 осіб, що виходять з заутрені в неділю.

Паризький фунт = лівр = 16 унціям = 289,41 гр.

Унція (1/12 фунта) = 30,588 гр.

Гран (зерно) = 0,053 гр.

А ось артилерійський фунт досі дорівнював 491,4144 гр., Тобто просто відповідав нюренбегскому фунту, яким користувався ще в 16 столітті пан Гартман, один з теоретиків - майстрів артилерійського цеху. Відповідно до традицій гуляла і величина фунта в провінціях.

Заходи рідких і сипучих тіл, теж не відрізнялися струнким одноманітністю, адже Франція була все-таки країною, де населення в основному вирощувало хліб і вино.

Мюід вина = близько 268 літрів

Сетье - близько 156 літрів

Міна = 0,5 сетье = близько 78 літрів

Міно = 0,5 міни = близько 39 літрів

Буассо = близько 13 літрів

^ Англійські заходи

Англійські заходи, заходи, що застосовуються в Великобританії, США. Канаді та ін. Країнах. Окремі з цих заходів в ряді країн не однакові за своїм розміром, тому нижче наводяться, в основному, округлені метричні еквіваленти англійських заходів, зручні для практичних розрахунків.

міри довжини

Миля морська (Великобританія) = 10 кабельтових = 1,8532 км

Кабельтов (Великобританія) = 185,3182 м

Кабельтов (США) = 185,3249 м

Миля статутна = 8 Фарлонг = 5280 футів = 1609,344 м

Фарлонг = 10чейнам = 201,168 м

Чейн = 4 родів = 100 лінками = 20,1168 м

Рід (поль, Перч) = 5,5 ярдам = 5,0292 м

Ярд = 3 футів = 0,9144 м

Фут = 3 хенду = 12 дюймів = 0,3048 м

Хенд = 4 дюйми = 10,16 см

Дюйм = 12 лініях = 72 точках = 1000 МилаМ = 2,54 см

Лінія = 6 точках = 2,1167 мм

Точка = 0,353 мм

Міл = 0,0254 мм

заходи площі

Кв. миля = 640 акрів = 2,59 км2

Акр = 4 руд = 4046,86 м2

Руд = 40 кв. пологів = 1011,71 м2

Кв. рід (поль, Перч) = 30,25 кв. ярдам = 25,293 м2

Кв. ярд = 9 кв. футів = 0,83613 м2

Кв. фут = 144 кв. дюймам = 929,03 см2

Кв. дюйм = 6,4516 см2

заходи маси

Тонна велика, або довга = 20 хандретвейт = 1016,05 кг

Тонна мала, або коротка (США, Канада та ін.) = 20 центалам = 907,185 кг

Хандретвейт = 4 квортер = 50,8 кг

Центай = 100 фунтам = 45,3592 кг

Квортер = 2 стогонів = 12,7 кг

Стогін = 14 фунтам = 6,35 кг

Фунт = 16 унціям = 7000 гранам = 453,592 г

Унція = 16 драхмам = 437,5 грана = 28,35 г

Драхма = 1,772 г

Гран = 64,8 мг

Одиниці об'єму, місткості.

Куб. ярд = 27 куб. футів = 0,7646 куб. м

Куб. фут = 1728 куб дюймам = 0,02832 куб. м

Куб. дюйм = 16,387 куб. см

Одиниці об'єму, місткості

для рідин.

Галон (англійська) = 4 кварта = 8 пінтам = 4,546 л

Кварта (англійська) = 1,136 л

Пінта (англійська) = 0,568 л

Одиниці об'єму, місткості

для сипучих тіл

Бушель (англійська) = 8 галона (англійською) = 36,37 л

^ Розвал древніх систем заходів

У I-II нашої ери римляни оволоділи майже всім відомим тоді світом і ввели Вов всіх завойованих країнах свою систему заходів. Але через кілька століть Рим був завойований германцями і створена римлянами імперія розпалася на безліч дрібних держав.

Після цього і почався розвал введеної системи заходів. Кожен король, а то і герцог, намагався ввести свою систему заходів, а якщо вдавалося то і грошових одиниць.

Розвал системи заходів досяг найвищої точки в XVII-XVIII століттях, коли Німеччина виявилося роздробленої на стільки держав, скільки днів в році, в результаті цього в ній налічувалося 40 різних футів і ліктів, 30 різних центнерів, 24 різних милі.

У Франції було 18 одиниць довжини, що називалися льє, і т.д.

Це викликало утруднення і в торгових справах, і при стягненні податків, і в розвитку промисловості. Адже діяли одночасно одиниці заходи не були пов'язані один з одним, мали різні підрозділи на більш дрібні. У цьому було важко розібратися досвідченим купцеві, а що вже тут говорити про безграмотному селянинові. Зрозуміло, цим користувалися купці і чиновники, щоб грабувати народ.

У Росії в різних місцевостях майже всі заходи мали різні значення, тому в підручниках арифметики до революції поміщали докладні таблиці заходів. В одному поширеному дореволюційному довіднику можна було знайти до 100 різних футів, 46 різних миль, 120 різних фунтів і т.д.

Потреби практики змусили почати пошуки єдиної системи заходів. При цьому було ясно, що треба відмовитися від встановлення між одиницями вимірювання і розмірами людського тіла. І крок у людей буває різний і довжина ступні у них неоднакова, і пальці у них різної ширини. Тому треба було шукати нові одиниці вимірювання в навколишній природі.

Першої спроби знайти такі одиниці були зроблені ще в давнину в Китаї і в Єгипті. Єгиптяни в якості одиниці маси вибрали масу 1000 зернин. Але і зерна бувають неоднакові! Тому ідея одного з китайських міністрів, який запропонував задовго до нашої ери вибрати в якості одиниці 100 розташованих в ряд зерен червоного сорго, теж була неприйнятною.

Вчені висували різні ідеї. Хто пропонував взяти за основу заходів розміри, пов'язаних з бджолиними сотами, хто шлях, прохідний за першу секунду, вільно падаючим тілом, а знаменитий учений XVII століття Християн Гюйгенс запропонував взяти третю частину довжини маятника, робить одне хитання в секунду. Ця довжина дуже близька до подвійної довжині вавілонського ліктя.

Ще до нього польський вчений Станіслав Пудловскій запропонував взяти за одиницю виміру довжину самого секундного маятника.

^ Народження метричної системи заходів.

Тож не дивно, що коли у вісімдесятих роках XVIII купці декількох французьких міст звернулися до уряду з проханням про встановлення єдиної для всієї країни системи заходів, вчені тут же згадали про пропозицію Гюйгенса. Ухваленню цієї пропозиції завадило те, що довжина секундного маятника різна в різних місцях земної кулі. На Північному полюсі вона більше, а на екваторі менше.

У цей час у Франції сталася буржуазна революція. Було скликано Національні збори, які створило при Академії наук комісію, складену з найбільших французьких вчених того часу. Комісії належало виконувати роботу по створенню нової системи заходів.

Одним з членів комісії був знаменитий математик і астроном П'єр Симон Лаплас. Для його наукових пошуків було вельми важливо знати точну довжину земного меридіана. Хтось із членів комісії згадав про пропозицію астронома Мутону взяти за одиницю довжини частина меридіана, що дорівнює одній 21600-й частині меридіана. Лаплас тут же підтримав цю пропозицію (а може бути, і сам наштовхнув на це думка інших членів комісії). Зробили тільки один вимір. Для зручності вирішили прийняти за одиницю довжини одну сорокамільйонну частина земного меридіана. Ця пропозиція була внесена на розгляд Національних Зборів і прийнято ім.

Всі інші одиниці були узгоджені з новою одиницею, що отримала назву метра. За одиницю площі був прийнятий квадратний метр, обсяг - кубічний метр, Маси - маса кубічного сантиметра води при певних умовах.

У 1790 році Національні збори прийняли декрет про реформу систем заходів. У представленому Національним зборам доповіді зазначалося, що в проекті реформи немає нічого довільного, крім десяткової основи, і немає нічого місцевого. «Якщо пам'ять про ці роботи втратилася і збереглися лише одні результати, то в них не знайшлося б жодної ознаки, за яким можна було дізнатися, яка нація затіяла план цих робіт, і здійснила їх», - говорилося в доповіді. Як видно, комісія Академії, прагнула до того, щоб нова система заходів не дала приводу якої-небудь нації відкидати систему, як французьку. Вона прагнула виправдати гасло: «На всі часи, для всіх народів», який був проголошений пізніше.

Уже в квітні 17956 року був затверджений закон про нові заходи, для всієї Республіки введений єдиний стандарт: платинова лінійка на якій написаний метр.

Комісія Паризької Академії наук з самого початку робіт по розробці н6ових системи встановила, що відносини сусідніх одиниць має дорівнювати 10 .Для кожної величини (довжина, маса, площа, об'єм) від основної одиниці цієї величини утворюються інші, великого й малого заходи однаковим чином (за винятком, назв «мікрон», «центнер», «тонна»). Для утворення назв заходів, великих основний одиниці, до назви останньої з переді додаються грецькі слова: «дека» - «десять», «гекто» - «сто», «кіло» - «тисяча», «Міріана» - «десять тисяч» ; для освіти назви заходів, менших основної одиниці, додаються, також спереду частки: «деци» - «десять», «санти» - «сто», «мілі» - «тисяча».

^ Архівний метр.

Закон 1795 року, встановивши тимчасовий метр, вказує, що роботи комісії будуть тривати. Вимірювальні роботи були закінчені лише до осені 1798 року і дали остаточну довжину метра в 3 фути 11,296 лінії замість 3футов 11,44 лінії, якусь довжину мав тимчасовий метр 1795 роки (старовинний французький фут дорівнював 12 дюймам, дюйм-12 лініях).

Міністром закордонних справ Франції був в ті роки видатний дипломат Талейран, який ще раніше займався проектом реформи, він запропонував скликати представників союзних з Франції і нейтральних країн для обговорення нової системи заходів і перекази її міжнародного характеру. У 1795 році делегати з'їхалися на міжнародній конгрес; на ньому було оголошено про закінчення робіт по перевірці визначення довжини основних еталонів. У тому ж році виготовлені остаточні прототипи метри і кілограми. Вони були видані в Архів Республіки на зберігання, з цього отримали назви архівний.

Тимчасовий метр був скасований і замість нього одиниці довжини визнаний архівний метр. Він мав вигляд стрижня, поперечний переріз якого нагадує букву Х. Архівні еталони лише через 90 років поступилися своїм місцем новим, який отримав назву міжнародних.

^ Причини, які заважали проведенню в життя

метричної системи заходів.

Населення Франції зустріло нові заходи без особливого ентузіазму. Причиною такого ставлення були частково найновіші одиниці заходів не відповідали віковим звичкам, а також нові, незрозумілі населенню назва заходів.

Серед осіб, які належали до нових заходів без захвату, був і Наполеон. Декретом 1812 року поряд з метричної системою ввів «повсякденну» систему заходів для вживання в торгівлі.

Відновлення у Франції в 1815 році королівської влади сприяло забуттю метричної системи. Революційний походження метричної системи заважало поширенню її в інших країнах.

З 1850 передові вчені починають енергійну агітацію на користь метричної сістеми.Одной з причин цього були розпочаті тоді міжнародні виставки, які показали всі зручності існували різних національних систем заходів. Особливо плідно в цьому напрямку була діяльність Петербурзької Академії наук і її члена Бориса Семеновича Якобі. У сімдесятих роках ця діяльність увінчалася дійсним перетворенням метричної системи в міжнародну.

^ У метричній системі в Росії.

У Росії вчені з початку XIXстоліття зрозуміли призначення метричної системи і намагалися її широко впровадити в практику.

В роки від 1860 до 1870 після енергійних виступів Д. І. Менделєєва компанію на користь метричної системи ведуть академік Б. С. Якобі, професор математики А.Ю.Давідов автор поширених свого часу шкільних підручників математики, і академік А.В. Гадолин. До вчених приєднувалися і російські фабриканти і заводчики. Російське технічне товариство доручив спеціальній комісії під головуванням академіка О.В. Гадоліна опрацювати це питання. У цю комісію надійшло багато пропозицій від вчених і технічних організацій, одностайно підтримують пропозиції про перехід на метричну систему.

Виданий в 1899 році закон про міри та ваги розроблений Д.Т.Менделеевим включав параграф № 11:

« Міжнародний методі кілограм, їх підрозділи, а також і інші метричні міри дозволяється застосовувати в Росії, напевно з основними російськими заходами, в торгових та інших угодах, контрактах, кошторисах, підрядах, і тому подібних - взаємною згодою сторін, а також в межах діяльності окремих казенних відомств ... з розрощення або за розпорядженням підлягають міністрів ... ».

Остаточне вирішення питання про метричної системи в Росії отримав вже після Великої Жовтневої соціалістичної революції. У 1918 році Радою Народних Комісарів під головуванням В. І. Леніна було видано постанову, в якому пропонувалося:

«Покласти в основу всіх вимірювань міжнародну метричну систему мір і ваг десятковими підрозділами і похідними.

Прийняти за основу одиниці довжини - метр, а за основу одиниці ваги (маси) - кілограм. За зразки одиниць метричної системи прийняти копію міжнародного метра, що носить знак № 28, і копію міжнародного кілограма, що носить знак № 12, виготовлені з ірідістой платини, передані Росії Першої міжнародної конференцією мір і ваг в Парижі в 1889 році і збережені нині в Головній палаті мір і ваг в Петрограді ».

З 1 січня 1927 року, коли перехід промисловості і транспорту на метричну систему був підготовлений, метрична система заходів стала єдино допустимої в СРСР системою мір і ваг.

^ Старовинні російські міри

в прислів'ях і приказках.

Аршин та каптан, так два на заплатки.
Борода з вершок, а слів з мішок.
Брехати - сім верст до небес і все лісом.
За сім верст комара шукали, а комар на носі.
На аршин бороди, та розуму на п'ядь.
На три аршини в землю бачить!
Ні п'яді я не позичу.
Від думки до думки п'ять тисяч і верст.
Мисливець за сім верст ходить киселю сьорбати.
Писати (говорити) про чужі гріхи аршинними, а про свої - малими літерами.
Ти від правди (від служби) на п'ядь, а вона від тебе - на сажень.
Тягнися верствою, та не будь простий.
За це можна і пудову (рублеву) свічку поставити.
Зернятко пуд береже.
Не зле, що булка з півпуда.
Одне зерно пуди приносить.
Свій золотник чужого пуда дорожче.
З'їв півпуда - ситий поки.
Дізнаєшся скільки пуд лиха.
У нього в голові ні ползолотніка мозку (розуму).
Худа валить пудами, а хороше Золотниками.

^ ТАБЛИЦЯ ПОРІВНЯННЯ ЗАХОДІВ

міри довжини

1 верста = 1,06679 кілометра
1 сажень = 2,1335808 метра
1 аршин = 0,7111936 метра
1 вершок = 0,0444496 метра
1 фут = 0,304797264 метра
1 дюйм = 0,025399772 метра

1 кілометр = 0,9373912 версти
1 метр = 0,4686956 сажні
1 метр = 1,40609 аршини
1 метр = 22,4974 вершка
1 метр = 3,2808693 фут
1 метр = 39,3704320 дюйма

1 сажень = 7 футів
1 сажень = 3 аршини
1 сажень = 48 вершків
1 миля = 7 верст
1 верста = 1,06679 кілометра

^ Заходи обсягу і площі

1 четверик = 26,2384491 літра
1 чверть = 209,90759 літра
1 відро = 12,299273 літра
1 десятина = 1,09252014 гектара

1 літр = 0,03811201 четверика
1 літр = 0,00952800 чверті
1 літр = 0,08130562 відра
1 гектар = 0,91531493 десятини

1 бочка = 40 відер
1 бочка = 400 штофів
1 бочка = 4000 чарок

1 чверть = 8 четвериков
1 чверть = 64 гарнца

заходи ваги

1 пуд = 16,3811229 кілограма

1 фунт = 0,409528 кілограм
1 золотник = 4,2659174 грама
1 частка = 44,436640 міліграма

1 кілограм = 0,9373912 версти
1 кілограм = 2,44183504 фунта
1 грам = 0,23441616 золотника
1 міліграм = 0,02250395 частки

1 пуд = 40 фунтів
1 пуд = 1280 лотів
1 Берков = 10 пудів
1 ласт = 2025 і 4/9 кілограм

грошові заходи

Рубль = 2 полтину
полтина = 50 копійкам
п'ятиалтинний = 15 копійкам
алтин = 3 копійкам
гривеник = 10 копійкам

2 гроші = 1копейку
гріш = 0.5 копійки
полушка = 0.25 копійки

Навіщо людині потрібні вимірювання

Вимірювання - одне з найважливіших справ у сучасному житті. Але не завжди

було так. Коли первісна людина вбивав ведмедя в нерівному поєдинку він, звичайно, радів, якщо той опинявся досить великим. Це обіцяло сите життя йому і всьому племені на довгий час. Але він не тягнув тушу ведмедя на ваги: в той час ніяких ваг не було. Не було особливої потреби в вимірах і коли людина робила кам'яна сокира: технічних умов на такі сокири не існувало і все визначалося розміром відповідного каменю, який вдавалася знайти. Все робилося на око, так, як підказувало чуття майстра.

СТАРОВИННІ РУССКИЕ ЗАХОДИ.

Російський народ створив свою власну систему заходів. Пам'ятники X століття говорять не тільки про існування системи заходів в Київській Русі, а й державний нагляд за їх правильністю. Нагляд цей був покладений на духовенство. В одному з статутів князя Володимира Святославовича йдеться:

міри довжини

Перша згадка сажні зустрічається в літописі ХІ століття, складеної київським ченцем Нестором.

Миля = 7 верстам (= 7,47 кілометра);

Верста = 500 сажням (= 1,07 кілометра);

Сажень = 3 аршинам = 7 футів (= 2,13 метра);

Аршин = 16 вершкам = 28 дюймів (= 71,12 сантиметр);

Фут = 12 дюймів (= 30,48 сантиметра);

Дюйм = 10 лініях (2,54 сантиметра);

Лінія = 10 точках (2,54 міліметра).

заходи площ

В «Руській правді» - законодавчому пам'ятнику, який ставитися до ХI - XIII століть, вживається земельна міра плуг. Це була міра землі, з якої платили данину. Є деякі підстави вважати плуг рівним 8-9 гектарів. Як і в багатьох країнах, за міру площі часто брали кількість жита необхідної для засіву цієї площі. У ХIII - ХV століттях основною одиницею площі була кадь-площа, для засіву кожної потрібно було приблизно 24 пуди (тобто 400 кг.) Жита. Половина цієї площі, що отримала назву десятинистала основним заходом площі в дореволюційній Росії. Вона рівняти приблизно 1,1 гектара. Десятина іноді називалася короб.

Податкової одиниці землі була з о х а (це кількість орної землі, яке було в змозі обробити один орач).

ЗАХОДИ ВАГИ (МАСИ) і ОБСЯГУ

Найдавнішою російської ваговою одиницею була гривня. Вона згадується ще в договорах Х століття між київськими князями і візантійськими імператорами. Шляхом складних розрахунків вчені дізналися, що гривня важила 68,22 м Гривня рівняти арабської одиниці ваги ротль. Потім основними одиницями при зважуванні стали фунт і пуд. Фунт рівняти 6 гривням, а пуд - 40 фунтам. Для зважування золота застосовувалися золотники, які становлять 1,96 частки фунта (звідси походить прислів'я «малий золотник та дорогий»). Слова «фунт» і «пуд» походять від одного і того ж латинського слова «пондус» означало тяжкість. Посадові особи, які перевіряли ваги, називалися «пундовщікамі» або «весцамі». В одному з оповідань Максима Горького в описі комори кулака читаємо: «На одному засуві два замки - один іншого пудів (важче)».

До кінця XVII століття склалася система російських мір ваги в наступному вигляді:

Ласт = 72 пудам (= 1,18 т.);

Бруківці = 10 пудам (= 1,64 ц);

Пуд = 40 великим Гривенка (або фунтам), або 80 малим Гривенка, або 16 безміном (= 16,38 кг.);

Грошова система російського народу

Грошовими одиницями у багатьох народів служили шматочки срібла або золота певної ваги. У Київській Русі такими одиницями були гривні срібла. В «Руській правді» - найдавнішому зведенні російських законів йдеться, що за вбивство або крадіжку коня накладається штраф у 2 гривні, а за вола - 1 гривня. Гривню ділили на 20 ногат або на 25 кун, а куну - на 2 різані. Назва «куна» (куниця) нагадує про часи, коли на Русі не було металевих грошей, а замість них вживалися хутра, а пізніше - шкіряні гроші - чотирикутні шматочки шкіри з клеймами. Хоча гривня як грошова одиниця давно вийшла з ужитку, проте слово «гривня» збереглося. Монету номіналом 10 копійок називали гривеник.Але це, звичайно, не те ж саме, що стара гривня.

У літописах, що відносяться до 1381 році, вперше зустрічається слово «гріш». Слово це походить від індуського назви срібної монети танка,яку греки називали Данако, татари - тенге.

Перше вживання слова «рубль» відноситься до XIV століття. Слово це походить від дієслова «рубати». У XIV столітті гривню стали рубати навпіл, і срібний зливок в половину гривні (= 204,76 г) отримав назву рубляабо рублевої гривенки.

У 1535 році були випущені монети - Новгородка з малюнком вершника зі списом в руках, що отримали назву копейних грошей. Літопис звідси виробляє слово «копійка».

Подальший нагляд за заходами в Росії.

У 1892 році геніальний російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв став на чолі Головної палати мір і ваг.

Керуючи роботою Головної палати мір і ваг, повністю перетворив справу вимірювань в Росії, налагодив науково-дослідну роботу і вирішив всі питання про заходи, які викликалися зростанням науки і техніки в Росії. У 1899 році був виданий розроблений новий закон про міри та ваги.

французькі заходи

А з сажнями і того було гірше, тільки на півдні Франції оберталося більше десятка різних одиниць довжини.

З першого погляду міри довжини виглядали так:

Льє морське - 5, 556 км.

Льє сухопутне = 2 миль = 3,3898 км

Миля (від лат. Тисяча) = 1000 туазов.

Туаз (сажень) = 1,949 метрів.

Фут (ступня) = 1/6 туазов = 12 дюймів = 32,484 см.

Дюйм (палець) = 12 лініях = 2,256 мм.

Лінія = 12 точках = 2,256 мм.

Точка = 0,188 мм.

Паризький фунт = лівр = 16 унціям = 289,41 гр.

Унція (1/12 фунта) = 30,588 гр.

Гран (зерно) = 0,053 гр.

Мюід вина = близько 268 літрів

Сетье - близько 156 літрів

Міна = 0,5 сетье = близько 78 літрів

Міно = 0,5 міни = близько 39 літрів

Буассо = близько 13 літрів

англійські заходи

міри довжини

Миля морська (Великобританія) = 10 кабельтових = 1,8532 км

народження метричної системи заходів.

Буржуазія "href =" / text / category / burzhuaziya / "rel =" bookmark "> буржуазна революція. Було скликано Національні збори, які створило при Академії наук комісію, складену з найбільших французьких вчених того часу. Комісії належало виконувати роботу по створенню нової системи заходів.

Всі інші одиниці були узгоджені з новою одиницею, що отримала назву метра. За одиницю площі був прийнятий квадратний метр, обсяг - кубічний метр, Маси - маса кубічного сантиметраводи при певних умовах.

Архівний метр.

Міжнародні виставки "href =" / text / category / mezhdunarodnie_vistavki / "rel =" bookmark "> міжнародні виставки, які показали всі зручності існували різних національних систем заходів. Особливо плідно в цьому напрямку була діяльність Петербурзької Академії наук і її члена Бориса Семеновича Якобі. У сімдесятих роках ця діяльність увінчалася дійсним перетворенням метричної системи в міжнародну.

Метрична система заходів в Росії.

У Росії вчені з початку XIX століття зрозуміли призначення метричної системи і намагалися її широко впровадити в практику.

В роки від 1860 до 1870 після енергійних виступів компанію на користь метричної системи ведуть академік, професор математики автор поширених свого часу шкільних підручників математики, і академік. До вчених приєднувалися і російські фабриканти і заводчики. Російське технічне товариство доручив спеціальній комісії під головуванням академіка опрацювати це питання. У цю комісію надійшло багато пропозицій від вчених і технічних організацій, одностайно підтримують пропозиції про перехід на метричну систему.

Виданий в 1899 році закон про міри та ваги розроблений включав параграф № 11:

«Міжнародний метод і кілограм, їх підрозділи, а також і інші метричні міри дозволяється застосовувати в Росії, напевно з основними російськими заходами, в торгових та інших угодах, контрактах, кошторисах, підрядах, і тому подібних - взаємною згодою сторін, а також в межах діяльності окремих казенних відомств ... з розрощення або за розпорядженням підлягають міністрів ... ».

Остаточне вирішення питання про метричної системи в Росії отримав вже після Великої Жовтневої соціалістичної революції. У 1918 році Радою Народних Комісарів під головуванням було видано постанову, в якому пропонувалося:

Старовинні російські міри

в прислів'ях і приказках.

ТАБЛИЦЯ ПОРІВНЯННЯ ЗАХОДІВ

n міри довжини

1 верста = 1,06679 кілометра
1 сажень = 2,1335808 метра
1 аршин = 0,7111936 метра
1 вершок = 0,0444496 метра
1 фут = 0, метра
1 дюйм = 0, метра

n 1 сажень = 7 футів
1 сажень = 3 аршини
1 сажень = 48 вершків
1 миля = 7 верст
1 верста = 1,06679 кілометра

n Заходи обсягу і площі

1 четверик = 26,2384491 літра
1 чверть = 209,90759 літра
1 відро = 12,299273 літра
1 десятина = 1, гектара

1 літр = 0, четверика
1 літр = 0, чверті
1 літр = 0, відра
1 гектар = 0, десятини

n 1 бочка = 40 відер
1 бочка = 400 штофів
1 бочка = 4000 чарок

1 чверть = 8 четвериков
1 чверть = 64 гарнца

n заходи ваги

1 пуд = 16,3811229 кілограма

1 фунт = 0,409528 кілограм
1 золотник = 4,2659174 грама
1 частка = 44,436640 міліграма

n 1 кілограм = 0,9373912 версти
1 кілограм = 2, фунта
1 грам = 0, золотника
1 міліграм = 0, частки

n 1 пуд = 40 фунтів
1 пуд = 1280 лотів
1 Берков = 10 пудів
1 ласт = 2025 і 4/9 кілограм

n грошові заходи

n рубль = 2 полтину
полтина = 50 копійкам
п'ятиалтинний = 15 копійкам
алтин = 3 копійкам
гривеник = 10 копійкам

n 2 гроші = 1копейку
гріш = 0.5 копійки
полушка = 0.25 копійки

Предмет фізики.

фізика - природна наука, Завдання якої-вивчення природи. Природа для нас це сукупність явищ навколишнього світу, з взаємодія. Мірилом справедливості наукових висновків є досвід. Метод будь-якої науки полягає в спостереженні, міркуванні і досвіді. Для фізики, назва якої означає «природознавство» істотним є встановлення закономірностей, які спостерігаються в явища як живий, так і неживої природи. Ці закономірності виражаються або описуються тими чи іншими фізичними законами.

В недалекому історичному минулому все явища природи прийнято було ділити на класи .: теплоти, електрики, механіки, магнетизму, хімічних явищ, світлових явищ, рентгенівських променів, ядерних перетворень. і т.д. Однак ця класифікація явищ є відображенням різних сторін однієї фізичної картини світу.

Чому вивчення фізики так важливо для людства? Одним з істотних мотивів є необхідність застосування фізичних, перш за все експериментальних методів для отримання якісно нових відомостей про явища з інших областей науки. Це чисто прагматичний підхід. Що стосується самої фізики, то в ній відкриття нових явищ і осмислення їх дозволяє вдосконалити і побудувати більш струнку картину світу, систему уявлень про природу.

Приклад прагматичної цінності фізичних методів- створення мікроскопа дало змогу дослідити безліч мікроскопічних об'єктів і отримати величезну кількість знань про живих мікроскопічних об'єктах в тому числі в розділі клітинної біології. Застосування рентгено структурного аналізу дозволило розшифрувати структуру ДНК. Власні досягнення фізики - в минулому столітті було зрозуміле, що теплові явища можуть бути зведені до механічних. Теплота і температурні ефекти можуть бути описані за допомогою законів механіки.

При вивченні будь-якого обмеженого кола явищ важливо встановити закономірності або принципи за допомогою яких пояснюються всі відомі явища, що спостерігаються розглянутого ряду. Встановлення цих принципів в подальшому передбачити деякі нові явища.

Фізика, будучи наукою природною, не ґрунтується на законах і принципах, які можуть бути отримані, доведені, розглянуті чисто умоглядно. Завжди, будь-який фізичний закон є наслідком і отриманий в результаті узагальнення набору досвідчених, експериментальних фактів. Будь-який досвід ставиться за допомогою вимірювальних приладів. В процесі виконання досвіду вимірюються ті чи інші результати з деякими похибками. Виникає питання про те, що ті закони, які підтверджуються даними досвідом дотримуються з деякою точністю? Дійсно, в деяких випадках відомі закономірності справедливі лише в обмежених межахі з обмеженою точністю. З удосконаленням техніки, вимірювальних методик і накопиченням масивів досвідчених фактів можливо отримувати більш точні результати, або спростувати раніше спостерігаються з відносно великими похибками. В цьому випадку є первинним сформульовані принципи замінюються на нові. Цей процес ілюструє собою методологію науки фізики.

Як приклад розглянемо еволюцію ньютонівської механіки. Ньютонівської вона називається тому, що Ісаак Ньютон Обощая і систематизував сімейство досвідчених фактів в «Математичних засадах натуральної філософії» - 1642р. Ньютоновская механіка з дуже хорошою точністю описує щодо повільні рухи, справедлива ви нерелятивістському наближенні. v<< cі є, граничним випадком релятивістської механіки при v /c<< 1 . Принципи ньютонівської механіки несправедливі при описі об'єктів мікросвіту, в атомних, молекулярних масштабах. В цьому випадку правильне, що підтверджується досвідом опис досягається тільки на основі принципів квантової механіки.

Модель, теорія, закон.

Модель - уявний образ явища, що спирається на відомі поняття, і обмежується при розгляді явища тільки найбільш істотними його сторонами. Модель дозволяє побудувати корисне, можливо, математичний опис. Модель є відображенням явища, в якому враховуються найбільш істотні його властивості. Приклад: квазікласичних планетарна модель атома Бора. Модельні припущення складаються в нехтуванні розмірами ядра і електронів. Модель опускає питання стійкості такого утворення. Модель атома Бора правильно описує спектр найпростіших водородоподобних атомів.

Теорія. Іноді термін теорія і модель є синонімами. Найчастіше модель передбачає відносну простоту, в порівнянні з теорією. Теорія розглядає більш широке коло явищ, вивчає їх більш детально. Можливо, що теорія будується на основі ряду моделей і т. Чином привести рішення задач з високою математичною точністю. Приклад: атомно - молекулярна теорія будови речовини.

Закон - короткі і загальні твердження щодо характеру процесів. Наприклад: імпульс замкнутої системи зберігається. Або, наприклад, закон всесвітнього тяжіння: сила пропорційна добутку мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Закон встановлює співвідношення між фізичними величинами, що описують явище. Щоб називатися законом деяке твердження має бути багаторазово підтверджено досвідченими фактами в широкому діапазоні умов. Причому ця експериментальна перевірка повинна давати щоразу точний результат. Наприклад закон збереження енергії розглянутий в актах зіткнення частинок говорить: енергія системи до зіткнення дорівнює енергії системи після зіткнення. Знак рівності має місце завжди, у великій кількості дослідів, рівність виконується з досяжною сучасними приладами точністю.

Системи одиниць, розмірності.

Фізика - кількісна наука. Будь-яке вимірювання дає результат у вигляді числа. Виміряний число має на увазі, що введені деякі масштаби (еталони), які будуть називатися одиницями вимірювань (стандарти).

Переклад

Теорія відносності стверджує, що ми живемо в чотирьох вимірах. Теорія струн - що в десяти. Що таке «вимірювання» і як вони впливають на реальність?

Коли я пишу тексти за своїм столом, я можу протягнути руку вгору, щоб включити лампу, або вниз, щоб відкрити ящик столу і дістати ручку. Простягнувши руку вперед, я торкаюся невеликий і дивною на вигляд статуетки, яку мені на щастя подарувала сестра. Потягнувшись назад, я можу поплескати чорну кішку, що крадеться у мене за спиною. Справа лежать нотатки, зроблені під час досліджень для статті, зліва - купа речей, які необхідно зробити (рахунки і кореспонденція). Вгору, вниз, вперед, назад, вправо, вліво - я керую самим собою в моєму особистому космосі тривимірного простору. Невидимі осі цього світу накладає на мене прямокутна структура мого кабінету, що визначається, як і велика частина західної архітектури, трьома складеними разом прямими кутами.

Наші архітектура, освіта та словники повідомляють нам про тривимірності простору. Оксфордський словник англійської мови так визначає простір: «безперервна область або простір, вільна, доступна або не зайняте нічим. Вимірювання висоти, глибини і ширини, в рамках яких існують і рухаються всі речі ». [ словник Ожегова говорить схожим чином: «Протяжність, місце, необмежене видимими межами. Проміжок між чимось н., Місце, де що-н. вміщається. » / прим. перев.]. У XVIII столітті Іммануїл Кант стверджував, що тривимірне евклідів простір є апріорної необхідністю, і нам, розбещеним зображеннями, створеними комп'ютером, і відеоіграми, постійно нагадують про це поданні у вигляді начебто аксіоматично прямокутної системи координат. В точки зору XXI століття це здається вже майже самоочевидним.

І все ж ідея про життя в просторі, описуваному якийсь математичною структурою - це радикальна інновація західної культури, що зробила необхідністю спростування старовинних вірувань з приводу природи реальності. Хоча зародження сучасної науки часто описують як перехід до механізованого опису природи, ймовірно, більш важливим його аспектом - і однозначно більш тривалим - був перехід до поняття про простір як про геометричній конструкції.

У минулому столітті завдання опису геометрії простору стала основним проектом теоретичної фізики, в якому експерти, починаючи з Альберта Ейнштейна, намагалися описати всі фундаментальні взаємодії природи у вигляді побічних продуктів форми самого простору. Хоча на локальному рівні нас привчили думати про простір як про тривимірному, загальна теорія відносності описує чотиривимірну Всесвіт, а теорія струн говорить про десяти вимірах - або про 11, якщо взяти за основу її розширений варіант, М-теорію. Існують варіанти цієї теорії з 26-ю вимірами, а недавно математики з ентузіазмом прийняли версію, що описує 24 вимірювання. Але що це за «вимірювання»? І що означає наявність десяти вимірів в просторі?

Щоб прийти до сучасного математичного розуміння простору, спочатку необхідно подумати про нього як про таку собі арені, яку може займати матерія. Щонайменше, простір необхідно уявити собі, як щось протяжне. Така ідея, нехай і очевидна для нас, здалася б єретичної Арістотелем, чиї концепції вистави фізичного світу переважали в західному мисленні в пізньої античності і в середньовіччі.

Строго кажучи, аристотелева фізика включала в себе не теорію простору, а лише концепцію місця. Розглянемо чашку чаю, що стоїть на столі. Для Аристотеля чашка була оточеної повітрям, самим по собі представляв якусь субстанцію. У його картині світу не було такої речі, як порожній простір - були тільки кордону між речовинами - чашкою і повітрям. Або столом. Для Аристотеля простір, якщо ви хочете його так називати, було лише нескінченно тонкої межею між чашкою і тим, що її оточує. Баз протяжності простір не було чимось таким, всередині чого може бути щось інше.

З математичної точки зору, «вимір» - це всього лише ще одна координатна вісь, ще одна ступінь свободи, що стає символічною концепцією, не обов'язково пов'язаної з матеріальним світом. У 1860-х піонер в області логіки Огастес де Морган, чиї роботи вплинули на Льюїса Керролла, підсумував цю що стає все більш абстрактною область, зазначивши, що математика - це чисто «наука про символи», і як така не зобов'язана зв'язуватися з чим-небудь , крім самої себе. Математика, в якомусь сенсі, це логіка, що вільно переміщається на полях уяви.

На відміну від математиків, вільно грають на полях ідей, фізики прив'язані до природи, і, по крайней мере, в принципі, залежать від матеріальних речей. Але всі ці ідеї приводять нас до звільняє можливості - адже якщо математика допускає кількість вимірювань більше трьох, і ми вважаємо, що математика виявляється корисною для опису світу, звідки нам знати, що фізичне простір обмежений трьома вимірами? Хоча Галілей, Ньютон і Кант брали довжину, ширину і висоту як аксіоми, чи не може в нашому світі існувати більше вимірів?

Знову-таки, ідея Всесвіту з кількістю вимірів більше трьох проникла в свідомість суспільства через художнє середовище, на цей раз - через літературні міркування, найбільш відомою з яких служить робота математика Едвіна Ебботт Ебботт "Флатландія" (1884). Це чарівна соціальна сатира розповідає історію скромного Квадрата, що живе на площині, до якого одного разу в гості приходить тривимірне істота лорд Сфера, що виводить його в чудовий світ тривимірних тел. У цьому раї обсягів Квадрат спостерігає за його тривимірної версією, Кубом, і починає мріяти про перехід у четвертий, п'яте і шосте вимір. Чому не гиперкуб? Хіба ви не гіпер-гіперкуб, думає він?

На жаль, в Флатландія Квадрата зараховують до лунатикам і замикають в божевільню. Однією з моралей історії, на відміну від більш сентиментальних її екранізацій і адаптацій, є небезпека, що таїться в ігноруванні соціальних підвалин. Квадрат, розповідаючи про інших вимірах простору, розповідає і про інші зміни буття - він стає математичним диваком.

В кінці XIX і початку XX століть маса авторів (Герберт Уеллс, математик і автор НФ-романів Чарльз Хінтон, який придумав слово «тессеракт» для позначення чотиривимірного куба), художників (Сальвадор Далі) і містиків (Петро Дем'янович Успенський [ російська окультист, філософ, теософ, таролог, журналіст і письменник, математик за освітою / прим. перев.] Вивчала ідеї, пов'язані з четвертим виміром і тим, чим може стати для людини зустріч з ним.

Потім в 1905 році невідомий тоді фізик Альберт Ейнштейн опублікував роботу, що описує реальний світ як чотиривимірний. У його «спеціальної теорії відносності» час додавалося до трьох класичних вимірів простору. В математичному формалізмі відносності всі чотири виміри пов'язані разом - так в наш лексикон увійшов термін «простір-час». Таке об'єднання було довільним. Ейнштейн виявив, що використовуючи цей підхід, можна створити потужний математичний апарат, що перевершує фізику Ньютона і дозволяє йому передбачати поведінку електрично заряджених частинок. Електромагнетизм можна повністю і точно описати тільки в чотиривимірний моделі світу.

Відносність стала чимось набагато більшим, ніж просто ще однією літературною грою, особливо коли Ейнштейн розширив її від «спеціальної» до «загальної». Багатовимірний простір набуло глибинне фізичне значення.

У картині світу Ньютона матерія рухається через простір у часі під впливом природних сил, зокрема, гравітації. Простір, час, матерія і сили - різні категорії реальності. З СТО Ейнштейн демонстрував об'єднання простору і часу, зменшуючи кількість фундаментальних фізичних категорій з чотирьох до трьох: простору-часу, матерії і сил. ОТО робить наступний крок, вплітаючи гравітацію в структуру самого простору-часу. З чотиривимірний точки зору, гравітація - всього лише артефакт форми простору.

Щоб усвідомити цю примітну ситуацію, уявімо її двовимірний аналог. Уявіть собі батут, намальований на поверхні декартовой площині. Тепер розмістимо на решітці кулю для боулінгу. Навколо нього поверхню натягнеться і спотвориться так, що деякі точки віддаляться одна від одної сильніше. Ми спотворили внутрішню міру відстані в просторі, зробили її нерівною. ОТО каже, що саме такого спотворення важкі об'єкти, такі, як Сонце, піддають простір-час, і відхилення від декартового досконалості простору призводить до появи явища, яке ми відчуваємо, як гравітацію.

У фізиці Ньютона гравітація з'являється з нізвідки, а у Ейнштейна вона природним чином виникає з внутрішньої геометрії чотиривимірного різноманіття. Там, де різноманіття найбільшим чином розтягується, або відходить від декартової регулярності, гравітація відчувається сильніше. Це іноді називають «фізикою гумової плівки». У ній величезні космічні сили, які утримують планети на орбітах навколо зірок, а зірки на орбітах в рамках галактик, є нічим іншим, як побічним ефектом спотвореного простору. Гравітація - це буквально геометрія в дії.

Якщо перехід в чотиривимірний простір допомагає пояснити гравітацію, то буде яка-небудь наукове перевагу у пятимерного простору? «Чому б не спробувати?» - запитав в 1919 році молодий польський математик Теодор Франц Едуард Калуца, розмірковуючи над тим, що якщо Ейнштейн включив гравітацію в простір-час, то, можливо, додатковий вимір може схожим чином звертатися з електромагнетизмом, як з артефактом геометрії простору-часу. Тому Калуца додав додатковий вимір до рівнянь Ейнштейна, і, до свого захоплення, виявив, що в п'яти вимірах обидві ці сили прекрасно виявляються артефактами геометричній моделі.

Математика чарівним чином сходиться, але в даному випадку проблемою стало те, що додатковий вимір Ніяк не корелювало з яким-небудь певним фізичним властивістю. В ОТО четвертим виміром був час; в теорії Калуци воно не було чим-небудь, що можна побачити, відчути чи на що можна вказати: воно просто було в математиці. Навіть Ейнштейн розчарувався в такий ефемерною інновації. Що це? - питав він; де воно?

У 1926 році шведський фізик Оскар Клейн дав на це питання відповідь, дуже схожий на уривок з твору про Країну чудес. Він запропонував уявити собі мурашки, що живе на дуже довгою і тонкою секції шланга. За шлангу можна бігати вперед і назад, навіть не помічаючи крихітного кругового зміни під ногами. Це вимір зможуть побачити тільки мурашині фізики за допомогою потужних мурашиних мікроскопів. Згідно Клейну, кожна точка нашого чотиривимірного простору-часу володіє невеликим додатковим гуртком в просторі подібного роду, який занадто малий для того, щоб ми його бачили. Оскільки він у багато разів менше атома, не дивно, що ми його поки не знайшли. Тільки фізики з дуже потужними прискорювачами часток можуть сподіватися дістатися до такої крихітної шкали.

Коли фізики відійшли від початкового шоку, ідея Клейна їх підкорила, і протягом 1940-х ця теорія була розроблена в великих математичних подробицях і перенесена в квантовий контекст. На жаль, нескінченно мала шкала нового виміру не дає уявити, як його існування можна підтвердити експериментально. Клейн підрахував, що діаметр крихітного гуртка складає приблизно 10 -30 см. Для порівняння, діаметр атома водню дорівнює 10 -8 см, тому ми говоримо про щось, на 20 порядків меншому, ніж найдрібніший з атомів. Навіть сьогодні ми зовсім не наблизилися до того, щоб зуміти розгледіти щось на такий мініатюрної шкалою. Так ця ідея вийшла з моди.

Калуцей ж так просто було не налякати. Він вірив у своє п'ятий вимір і в міць математичної теорії, тому він вирішив провести власний експеримент. Він вибрав таку тему, як плавання. Він не вмів плавати, тому він прочитав все, що знайшов, по теорії плавання, і коли вирішив, що досить повно опанував принципами поведінки на воді, поїхав з родиною до моря, кинувся в хвилі, і раптово поплив. З його точки зору експеримент з плавання підтверджував правдивість його теорії, і, хоча він не дожив до тріумфу свого улюбленого п'ятого виміру, в 1960-х фахівці з теорії струн відродили ідею простору з вищими вимірами.

До 1960-м фізики відкрили дві додаткові сили природи, що працюють на субатомному масштабі. Їх назвали слабким ядерним взаємодією і сильним ядерним взаємодією, і вони відповідають за деякі типи радіоактивності і за утримання кварків, які формують протони і нейтрони, з яких складаються атомні ядра. У концце 1960-х фізики почали вивчати нову тему теорії струн (яка стверджує, що частинки схожі на крихітні гумові смужки, вібруючі в просторі), і ідеї Калуци і Клейна знову вийшли на поверхню. Теоретики почали поступово приходити до думки, чи не можна описати дві субатомні сили в термінах геометрії простору-часу.

Виявляється, що для того, щоб охопити обидві ці сили, необхідно додати ще п'ять вимірів до нашого математичному опису. Не існує якоїсь особливої причини для того, щоб їх було п'ять; і знову, ніякі з цих додаткових вимірів не пов'язані з нашими відчуттями безпосередньо. Вони є тільки в математиці. І це приводить нас до 10 вимірам теорії струн. І ось вам чотири великомасштабних виміри простору-часу (описувані ОТО), плюс шість додаткових «компактних» вимірювань (одне для електромагнетизму і п'ять для ядерних сил), що згорнулися клубочком в біса складну, зморщену геометричну структуру.

Фізики і математики докладають величезних зусиль до того, щоб зрозуміти всі можливі форми, які здатне прийняти це мініатюрне простір, і які, якщо взагалі якісь з безлічі цих альтернатив, реалізуються в реальному світі. Технічно ці форми відомі як різноманіття Калабі-Яу, і вони можуть існувати в будь-якій кількості вищих вимірів. Ці екзотичні і складні істоти, ці надзвичайні форми, складають абстрактну систематику в багатовимірному просторі; їх двовимірне перетин (краще, що ми можемо зробити для візуалізації їх зовнішнього вигляду) нагадує кристалічні структури вірусів; вони здаються майже

Навіщо людині потрібні вимірювання

Вимірювання - одне з найважливіших справ у сучасному житті. Але не завжди

СТАРОВИННІ РУССКИЕ ЗАХОДИ.

міри довжини

Перша згадка сажні зустрічається в літописі ХІ століття, складеної київським ченцем Нестором.

Миля = 7 верстам (= 7,47 кілометра);

Верста = 500 сажням (= 1,07 кілометра);

Сажень = 3 аршинам = 7 футів (= 2,13 метра);

Аршин = 16 вершкам = 28 дюймів (= 71,12 сантиметр);

Фут = 12 дюймів (= 30,48 сантиметра);

Дюйм = 10 лініях (2,54 сантиметра);

Лінія = 10 точках (2,54 міліметра).

заходи площ

В «Руській правді» - законодавчому пам'ятнику, який ставитися до ХI - XIII століть, вживається земельна міра плуг. Це була міра землі, з якої платили данину. Є деякі підстави вважати плуг рівним 8-9 гектарів. Як і в багатьох країнах, за міру площі часто брали кількість жита необхідної для засіву цієї площі. У ХIII- ХV століттях основною одиницею площі була кадь-площа, для засіву кожної потрібно було приблизно 24 пуди (тобто 400 кг.) Жита. Половина цієї площі, що отримала назву десятинистала основним заходом площі в дореволюційній Росії. Вона рівняти приблизно 1,1 гектара. Десятина іноді називалася короб.

Податкової одиниці землі була з о х а (це кількість орної землі, яке було в змозі обробити один орач).

ЗАХОДИ ВАГИ (МАСИ) і ОБСЯГУ

Найдавнішою російської ваговою одиницею була гривня. Вона згадується ще в договорах Х століття між київськими князями і візантійськими імператорами. Шляхом складних розрахунків вчені дізналися, що гривня важила 68,22 м Гривня рівняти арабської одиниці ваги ротль. Потім основними одиницями при зважуванні стали фунт і пуд. Фунт рівняти 6 гривням, а пуд - 40 фунтам. Для зважування золота застосовувалися золотники, які становлять 1,96 частки фунта (звідси походить прислів'я «малий золотник та дорогий»). Слова «фунт» і «пуд» походять від одного і того ж латинського слова «пондус» означало тяжкість. Посадові особи, які перевіряли ваги, називалися «пундовщікамі» або «весцамі». В одному з оповідань Максима Горького в описі комори кулака читаємо: «На одному засуві два замки - один іншого пудів (важче)».

До кінця XVII століття склалася система російських мір ваги в наступному вигляді:

Ласт = 72 пудам (= 1,18 т.);

Бруківці = 10 пудам (= 1,64 ц);

Пуд = 40 великим Гривенка (або фунтам), або 80 малим Гривенка, або 16 безміном (= 16,38 кг.);

Грошова система російського народу

Перше вживання слова «рубль» відноситься до XIV століття. Слово це походить від дієслова «рубати». У XIV столітті гривню стали рубати навпіл, і срібний зливок в половину гривні (= 204,76 г) отримав назву рубляабо рублевої гривенки.

Подальший нагляд за заходами в Росії.

У XVI і XVII століттях усередині запроваджувалися єдині державні, або митні заходи. У XVIII і XIX століттях проводилися заходи щодо вдосконалення системи мір і ваг.

Д. І. Менделєєв - метролог.

У 1892 році геніальний російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв став на чолі Головної палати мір і ваг.

Керуючи роботою Головної палати мір і ваг, Д.І. Менделєєв повністю перетворив справу вимірювань в Росії, налагодив науково-дослідну роботу і вирішив всі питання про заходи, які викликалися зростанням науки і техніки в Росії. У 1899 році був виданий розроблений Д.І. Менделєєвим новий закон про міри та ваги.

У перші роки після революції Головна палата мір і ваг, продовжувала традиції Менделєєва, провела колосальну роботу з підготовки введення метричної системи в СРСР. Після деяких перебудов і перейменувань колишня Головна палата мір і ваг в даний час існує в вигляді Всесоюзного науково - дослідного інституту метрології імені Д.І. Менделєєва.

французькі заходи

А з сажнями і того було гірше, тільки на півдні Франції оберталося більше десятка різних одиниць довжини.

З першого погляду міри довжини виглядали так:

Льє морське - 5, 556 км.

Льє сухопутне = 2 миль = 3,3898 км

Миля (від лат. Тисяча) = 1000 туазов.

Туаз (сажень) = 1,949 метрів.

Фут (ступня) = 1/6 туазов = 12 дюймів = 32,484 см.

Дюйм (палець) = 12 лініях = 2,256 мм.

Лінія = 12 точках = 2,256 мм.

Точка = 0,188 мм.

Паризький фунт = лівр = 16 унціям = 289,41 гр.

Унція (1/12 фунта) = 30,588 гр.

Гран (зерно) = 0,053 гр.

Мюід вина = близько 268 літрів

Сетье - близько 156 літрів

Міна = 0,5 сетье = близько 78 літрів

Міно = 0,5 міни = близько 39 літрів

Буассо = близько 13 літрів

англійські заходи

міри довжини

Миля морська (Великобританія) = 10 кабельтових = 1,8532 км

Кабельтов (Великобританія) = 185,3182 м

Кабельтов (США) = 185,3249 м

Миля статутна = 8 Фарлонг = 5280 футів = 1609,344 м

Фарлонг = 10чейнам = 201,168 м

Чейн = 4 родів = 100 лінками = 20,1168 м

Рід (поль, Перч) = 5,5 ярдам = 5,0292 м

Ярд = 3 футів = 0,9144 м

Фут = 3 хенду = 12 дюймів = 0,3048 м

Хенд = 4 дюйми = 10,16 см

Дюйм = 12 лініях = 72 точках = 1000 МилаМ = 2,54 см

Лінія = 6 точках = 2,1167 мм

Точка = 0,353 мм

Міл = 0,0254 мм

заходи площі

Кв. миля = 640 акрів = 2,59 км 2

Акр = 4 руд = 4046,86 м 2

Руд = 40 кв. пологів = 1011,71 м 2

Кв. рід (поль, Перч) = 30,25 кв. ярдам = 25,293 м 2

Кв. ярд = 9 кв. футів = 0,83613 м 2

Кв. фут = 144 кв. дюймам = 929,03 см 2

Кв. дюйм = 6,4516 см 2

заходи маси

Тонна велика, або довга = 20 хандретвейт = 1016,05 кг

Тонна мала, або коротка (США, Канада та ін.) = 20 центалам = 907,185 кг

Хандретвейт = 4 квортер = 50,8 кг

Центай = 100 фунтам = 45,3592 кг

Квортер = 2 стогонів = 12,7 кг

Стогін = 14 фунтам = 6,35 кг

Фунт = 16 унціям = 7000 гранам = 453,592 г

Унція = 16 драхмам = 437,5 грана = 28,35 г

Драхма = 1,772 г

Гран = 64,8 мг

Одиниці об'єму, місткості.

Куб. ярд = 27 куб. футів = 0,7646 куб. м

Куб. фут = 1728 куб дюймам = 0,02832 куб. м

Куб. дюйм = 16,387 куб. см

Одиниці об'єму, місткості

для рідин.

Галон (англійська) = 4 кварта = 8 пінтам = 4,546 л

Кварта (англійська) = 1,136 л

Пінта (англійська) = 0,568 л

Одиниці об'єму, місткості

для сипучих тіл

Бушель (англійська) = 8 галона (англійською) = 36,37 л

Розвал древніх систем заходів

У Франції було 18 одиниць довжини, що називалися льє, і т.д.

народження метричної системи заходів.

У цей час у Франції відбулася буржуазна революція. Було скликано Національні збори, які створило при Академії наук комісію, складену з найбільших французьких вчених того часу. Комісії належало виконувати роботу по створенню нової системи заходів.

Архівний метр.

Причини, які заважали проведенню в життя

метричної системи заходів.

Метрична система заходів в Росії.

У Росії вчені з початку XIX століття зрозуміли призначення метричної системи і намагалися її широко впровадити в практику.

Виданий в 1899 році закон про міри та ваги розроблений Д.Т.Менделеевим включав параграф № 11:

«Міжнародний метод і кілограм, їх підрозділи, а також і інші метричні міри дозволяється застосовувати в Росії, напевно з основними російськими заходами, в торгових та інших угодах, контрактах, кошторисах, підрядах, і тому подібних - взаємною згодою сторін, а також в межах діяльності окремих казенних відомств ... з розрощення або за розпорядженням підлягають міністрів ... ».

Старовинні російські міри

в прислів'ях і приказках.

ТАБЛИЦЯ ПОРІВНЯННЯ ЗАХОДІВ

міри довжини

1 сажень = 7 футів
1 сажень = 3 аршини
1 сажень = 48 вершків
1 миля = 7 верст
1 верста = 1,06679 кілометра

Заходи обсягу і площі

1 четверик = 26,2384491 літра
1 чверть = 209,90759 літра
1 відро = 12,299273 літра
1 десятина = 1,09252014 гектара

1 літр = 0,03811201 четверика
1 літр = 0,00952800 чверті
1 літр = 0,08130562 відра
1 гектар = 0,91531493 десятини

1 бочка = 40 відер
1 бочка = 400 штофів
1 бочка = 4000 чарок

1 чверть = 8 четвериков
1 чверть = 64 гарнца

заходи ваги

1 пуд = 16,3811229 кілограма

1 фунт = 0,409528 кілограм
1 золотник = 4,2659174 грама
1 частка = 44,436640 міліграма

1 кілограм = 0,9373912 версти
1 кілограм = 2,44183504 фунта
1 грам = 0,23441616 золотника
1 міліграм = 0,02250395 частки

1 пуд = 40 фунтів
1 пуд = 1280 лотів
1 Берков = 10 пудів
1 ласт = 2025 і 4/9 кілограм

Навіщо Основна освітня програма

Участь в «малих конференціях» за темами: « Навіщо людині потрібновміти читати? »,« Моя улюблена книга ... з даною вимогою Масса. Порівняння. Вимірювання(3 год) Маса. Порівняння. ВимірюванняПодання про масу предметів. Знайомство ...