Метрология

Слово "метрология" означает "учение о мерах". В современном понимании это наука об измерениях, о методах и средствах измерения, обеспечивающих их единство, об исходных единицах, их вещественном воплощении, о соотношениях между ними. Она же занимается установлением прототипов мер, методов хранения и сличения эталонов.

Современные меры единиц физических величин имели своих исторических предшественников.

Необходимость простейших измерений возникла у человека, как только он стал строить жилища, делать примитивные орудия труда, изготовлять домашнюю утварь и одежду. Прежде всего, требовалось измерять длину, объем, вес, время. И на первой же стадии измерений понадобились меры, с которыми можно было выразить результат измерений. Меры рождались в трудовой деятельности и были связаны с образом жизни людей, с их конкретным занятием. Отсюда появились названия некоторых местных мер: косье, весло, топорище и др. У разных народов появились, например, меры веса и длины связанные с размерами зерна и плодов: гран-единица аптекарского веса означает в переводе (с франц., лат., англ., исп.) "зерно", карат - мера веса драгоценных камней, означает "семя боба" и др.

Представление о времени наши предки получали, наблюдая за положением Солнца, Луны и др. небесных тел относительно горизонта. Очень удобным для измерения длины, оказалось, использовать части человеческого тела, отсюда названия мер: локоть, палец, пядь, кулак и другие. Были также меры, обусловленные физическими возможностями человека или животного: день пути, перестрел (60-70 м), “вержение камня”, “коровий крик” - в Индии или “бычий рев” на Руси.

Естественно, что ни о каком определенном размере мер еще не могло быть и речи. Каждый пользовался "своим" локтем, расстоянием, пройденным "своей лошадью".

По мере усложнения хозяйства, с развитием общения между различными племенами, образованием устойчивых объединений появилась потребность в более точных измерениях и мерах. Накопление излишков продуктов труда способствовало образованию предпосылок для возникновения внутреннего и внешнего рынка. На этом этапе возникает уже общеобязательные для применения на данной территории усредненные меры, подобно "священному египетскому локтю". Деление однородных мер на дольные потребовали использования математических действий. Метрология начинает постепенно выделяться в особую область знаний. Когда и у какого народа впервые была сформулирована система находящихся в определенном числовом соотношении мер, неизвестно. Наиболее древней историки считают египетскую систему.

История метрологии не располагает вещественными документами, указывающими, какими мерами пользовались древние славяне, но существуют две точки зрения относительно происхождения древнерусских мер. Так Н.Т. Беляев, опираясь на совпадение размеров некоторых славянских и египетских мер, высказал мысль о древнеегипетском начале мер, по второй точки зрения - в древнерусскую систему входили как исконно русские, так и заимствованные меры.

Итак, на территории первого русского государства имели хождение разнообразные меры, удовлетворяющие потребностям в различных областях: ремесле, торговле, строительстве, быту. Появились меры, принятые за образец,например: ''золотой пояс" великого князя Святослава Ярославича (1073-1076г). Хранителем первых образцовых мер и надзирателем за точностью мер были церкви и монастыри.

Важнейшим в метрологии является Двинская грамота Ивана Грозного о новых печатных мерах сыпучих тел ''осминах'' от двадцать первого декабря 1550 года. Следует отметить, что все московские указы, касающиеся введения единиц мер в стране, отсылались на места с образцами казенных мер. При этом старые меры, не совпадающие по размерам с новыми, запрещалось употреблять, за использование же ими назначался штраф. В случае злоумышленного нанесения порчи контрольным мерам грозило наказание - вплоть до смертной казни.

Изобретение книгопечатания и учреждение учебных заведений благоприятствовали формированию высоких представлений о роли меры и числа, о значении измерений в познаниях мира. Новые общегосударственные задачи, политические и экономические условия Московского государства дали толчок росту масштабов измерений, вызвали необходимость повышения их точности. В свою очередь, для проведения измерений потребовалось подготовить специальный аппарат и условия совершенствования контроля за мерами и измерительными приборами. Надзор за мерами и весами в 16-17 веке окончательно выходит из-под влияния духовенства. С усилением господства власти он становится всё более централизованным.

Большую работу по надзору и проверке мер производили два столичных учреждения: Померная изба и Большая таможня. Они имели возможность не только проводить периодические ежегодные проверки, но и выборочные, а также разрешать конфликты, пресекать любые злоупотребления и применение неверных "воровских" или неклейменных мер и весов. В провинции надзор был поручен персоналу воеводских и земских изб.

Для облегчения вычислений были изданы таблицы мер и соотношений между русскими и иностранными мерами.

Услуги метрологии потребовались в самых различных отраслях. На заводах стали появляться своего рода контрольно-измерительные лаборатории. Начинают выделяться и некоторые метрологические центры. Но такое рассредоточение метрологического хозяйства в то время было оправдано, так как каждая коллегия несла ответственность за единство мер в хорошо известной ей области. Но сущность метрологии заключается в единстве измерений, приводимых к эталонам. Создание же эталонного хозяйства немыслимо без единого метрологического центра. В 1736 году по решению сената была образована комиссия весов и мер под председательством графа Головкина, главного директора Монетного двора. Важнейшим шагом, подытоживающим работу комиссии, было создание русского эталонного метра. Работы комиссии начались в 1736 г. В 1747 г. была изготовлена бронзовая золоченая гиря, узаконенная в качестве образца русских мер веса. Деятельность комиссии продолжалась до 1842 г. и завершилась созданием эталонов длины и массы - платиновых стержней и фунта.

Указ "О системе русских мер и весов" 1835 г. законодательно утвердил основные единицы и окончательно определил русскую систему мер и весов. Эта система просуществовала вплоть до Октябрьской революции (до прогрессивной метрической реформы 1918 г.)

В 1842 г. было создано первое метрологическое и поверочное учреждение России - Депо образцовых мер и весов. В обязанности Депо входило не только тщательное хранение эталонов, их копий, но и изготовление новых в случае порчи, а также поверка и сличение образцовых мер с иностранными.

В 1892 г. Д. И. Менделеев принял предложенную ему должность ученого-хранителя Депо.

Главной заслугой Д. И. Менделеева в области метрологии обычно считается установление приемов метрологического, т.е. образцового, точного взвешивания.

Свою работу в Депо Менделеев начинает с того, что проводит реорганизацию его в метрологическое учреждение качественно нового типа, словом, он приступает к созданию главного метрологического института страны. 8 июня 1893 г. Депо преобразуется в Главную палату мер и весов, а Менделеев становится ее первым управляющим. В сущности, с этого момента начинается развитие собственно русской метрологии. С приходом Менделеева в метрологию она превратилась в строгую научную дисциплину, значение которой для развития науки и техники начали понимать многие ученые и промышленники России. Менделеев считал весьма важной составной частью научной метрологии определение точных значений физических констант.

По крылатому выражению Менделеева, "точная наука немыслима без меры", - в наше время НТР и расцвета точных наук метрология стала буквально вездесущей.

В 1865 г. Менделеев привел результаты измерений плотностей водных растворов этилового алкоголя с содержанием алкоголя от 35 до 100 процентов по массе, им был создан пикнометр, названный позднее его именем. Менделеев не написал отдельного руководства по метрологии, но часто можно встретить ряд ценных идей и указаний, облеченных в форму блестящих афоризмов и крылатых фраз:

"Знанием в должном смысле должно назвать в настоящее время только то, что представляет собой согласие теории с практикой".

"Для теории предмета могут быть пригодны лишь такие данные, которые носят в себе признаки значительной точности".

"Достойны внимания и обработки только те данные, где все влияния описаны или несомненно приняты во внимание".

Научное наследие Менделеева велико и многообразно. Не вызывает сомнений, что внимательное изучение его классических работ еще не раз будет способствовать дальнейшему обогащению и развитию научной метрологии.

Систематическое и планомерное развитие государственной поверочной службы началось сразу же после создания Советского государства. В сентябре 1918 г. декретом СНК РСФСР была введена в стране единая международная система мер.

В 1921 г. Ленин подписал Постановление о Всероссийской поверке мер и весов.

В 1922 г. СТО утвердил новое положение, в соответствии с которым в Главной палате были организованы два института: метрологический и поверочный.

В 1924 г. ЦИК и СНК СССР принял постановление, по которому Главная палата становится государственным учреждением, действующим на всей территории СССР.

15 сентября 1925 г. СНК СССР утвердил положение о вновь созданном Комитете по стандартизации и метрологии.

В 1930 г. был создан Всесоюзный комитет по стандартизации при СТО, которому подчинялась и Главная палата.

В 1931 г. Главная палата была переименована во Всесоюзный научно-исследовательский институт по метрологии и стандартизации (ВИМС).

17 октября 1934 г. ВИМС переименован в ВНИИМ. В 1954 г. организован Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при СССР, в его ведение перешла вся гос. метрологическая служба. По инициативе СССР была создана в 1956 г. Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ). Основная задача этой организации - обеспечить единство и правильность измерительной системы в международном масштабе.