История измерений
Самые ранние зарегистрированные системы мер и весов возникли в 3 или 4 тысячелетии до нашей эры. Даже самые ранние цивилизации нуждались в измерениях для целей сельского хозяйства, строительства и торговли. Ранние стандартные единицы могли применяться только к одному сообществу или небольшому региону, при этом каждая область разрабатывала свои собственные стандарты длины, площади, объема и массы. Часто такие системы были тесно привязаны к одной области использования, так что меры объема, используемые, например, для сухого зерна, не были связаны с мерами для жидкостей, и ни одна из них не имела какой-либо конкретной связи с единицами длины, используемыми для измерения ткани или земли. С развитием производственных технологий и растущей важностью торговли между сообществами и, в конечном итоге, по всей Земле, стандартизация мер и весов стала критически важной. Начиная с XVIII века были разработаны модернизированные, упрощенные и единые системы мер и весов, в которых основные единицы определялись все более точными методами в науке о весах и мерах. метрология . Открытие и применение электричества стало одним из факторов, побудивших разработку стандартизированных единиц, применимых на международном уровне.
Источники информации [ править ]
 |
Еще одним источником информации является сравнение размеров зданий с описаниями современных писателей. Интересным примером этого является сравнение размеров греческого Парфенона с описанием, данным Плутархом довольно точное представление о размерах аттического подножия , из которого получается . Из-за сравнительного объема артефактов и документации сегодня известно гораздо больше о санкционированных государством мерах крупных, развитых обществ, чем о мерах меньших обществ или о неформальных мерах, которые часто сосуществовали с официальными. В некоторых случаях существуют только правдоподобные теории, а доказательствам могут быть сопоставлены различные интерпретации.
Официальные системы измерения больших обществ можно сгруппировать в исторические системы, относительно стабильные во времени, в том числе: вавилонскую систему, египетскую систему, филетерианскую систему эпохи Птолемеев , олимпийскую систему Греции, римскую систему, Британская система и метрическая система .
измерения Самые ранние известные системы
|
Самые ранние известные единые системы мер и весов, по-видимому, были созданы где-то в 4-м и 3-м тысячелетиях до нашей эры среди древних народов Египта , Месопотамии и долины Инда , а также, возможно, также Элама (в Иране ).
Ранние вавилонские и египетские записи, а также еврейская Библия указывают, что длину сначала измеряли с помощью предплечья, кисти или пальца, а время измеряли периодами Солнца, Луны и других небесных тел. Когда нужно было сравнить вместимость емкостей, таких как тыквы , глиняные или металлические сосуды, их наполняли семенами растений, которые затем подсчитывали для измерения объемов . Когда были изобретены средства для взвешивания, эталонами служили семена и камни. Например, карат , который до сих пор используется в качестве единицы измерения драгоценных камней, был получен из семян рожкового дерева .
История юнитов [ править ]
Единицы длины [ править ]
Египетский локоть , долины Инда упомянутые выше единицы длины и месопотамский локоть использовались в 3-м тысячелетии до нашей эры и являются самыми ранними известными единицами измерения длины, использовавшимися древними народами. Единицы длины, используемые в древней Индии, включали дханус или дхануш (лук), крошу (крик или коровий зов) и йоджану (сцену).
Общий локоть — длина предплечья от локтя до кончика среднего пальца. Он делился на размах руки или длину от кончика мизинца до кончика большого пальца (половина локтя), ладонь или ширину руки (одна шестая) и палец или ширину ладони. средний палец (один двадцать четвертый). Королевский локоть, который представлял собой стандартный локоть, дополненный дополнительной ладонью (то есть длиной 7 ладоней или 28 пальцев), использовался при строительстве зданий и памятников, а также при геодезии в Древнем Египте. Дюйм . , фут и ярд произошли от этих единиц путем сложной трансформации, еще до конца не изученной Некоторые полагают, что они произошли от кубических мер; другие полагают, что они были простыми пропорциями или кратными локтю. В любом случае греки и римляне унаследовали стопу от египтян. Римская ступня (~296 мм) была разделена как на 12 унций (дюймов) (~24,7 мм), так и на 16 цифр (~18,5 мм). Римляне также ввели mille passus (1000 шагов) или двойные шаги, темп которых был равен пяти римским футам (~1480 мм). Римлянин миля длиной 5000 футов (1480 м) была введена в состав Англии во время оккупации. Королева Елизавета I (правила с 1558 по 1603 год) по закону изменила длину мили до 5280 футов (~1609 м) или 8 стадий, причем фарлонг составлял 40 стержней (единиц) (~201 м) по 5,5 ярдов (~5,03 м). ) каждый.
Ярд (0,9144 м) как единица длины был введен позже, но его происхождение точно не известно. Некоторые считают, что источником был двойной локоть, другие полагают, что он произошел от кубической меры. Каким бы ни было происхождение, ранний двор делился бинарным методом на 2, 4, 8 и 16 частей, называемых полудвором, пяди, пальцем и гвоздем. Ассоциация ярда с «поясом» или окружностью талии человека или с расстоянием от кончика носа до конца большого пальца короля Генриха I (годы правления 1100–1135 гг.), вероятно, является стандартизирующим действием, поскольку несколько ярдов использовались в Великобритании.
Имелись также стержень, шест, жердочка и большой палец для измерения длины. В следующей таблице перечислены эквиваленты.
| компоненты | единица |
|---|---|
| 12 строк | 1 дюйм |
| 12 дюймов | 1 фут |
| 3 фута | 1 ярд |
| 1760 ярдов | 1 миля |
| 36 дюймов | 1 ярд |
| 440 ярдов | четверть мили |
| 880 ярдов | полмили |
| 100 ссылок | 1 цепочка |
| 10 цепочек | 1 фарлонг |
| 8 стадий | 1 миля |
| 4 дюйма | 1 рука |
| 22 ярда | 1 цепочка |
| 5,5 ярдов | 1 удочка, шест или жердочка |
| 4 полюса | 1 цепочка |
| 40 полюсов | 1 фарлонг |
Единицы массы [ править ]
Зерно единицей было самой ранней массы и самой маленькой единицей в аптекарской , эвердупойской , Тауэрской и тройской системах. Первой единицей измерения было пшеничное или ячменное зерно, которое использовалось для взвешивания драгоценных металлов, серебра и золота. Были разработаны более крупные единицы, сохранившиеся в каменных стандартах, которые использовались как в качестве единиц массы, так и в качестве денежной валюты. Фунт используемой произошел от мины (единицы измерения), древними цивилизациями. Меньшей единицей был шекель , а большей — талант . Величина этих единиц варьировалась от места к месту. У вавилонян и шумеров была система, при которой в мине было 60 сиклей и в таланте 60 мин. Римский талант состоял из 100 либр (фунтов), которые по величине были меньше мины. Тройский фунт (~373,2 г), используемый в Англии и США для денежных целей, как и римский фунт, делился на 12 унций, но римская унция (унция) была меньше. Карат — это единица измерения драгоценных камней, произошедшая из семян рожкового дерева, которая позже была стандартизирована до 1/144 унции, а затем до 0,2 грамма.
Первоначально торговля товарами осуществлялась по количеству или объему. Когда началось взвешивание товаров, были разработаны единицы массы, основанные на объеме зерна или воды. Различные величины единиц, имеющих одно и то же название, которые до сих пор встречаются в наших сухих и ликвидных мерах, могли возникнуть в результате различных торгуемых товаров. Более крупный фунт эвердупуа для коммерческих товаров мог быть основан на объеме воды, которая имеет более высокую объемную плотность , чем зерно.
Камень, четверть, центнер и тонна были более крупными единицами массы, используемыми в Великобритании. Сегодня только камень по-прежнему используется для измерения веса человека. Нынешний камень весит 14 фунтов (~6,35 кг), но более ранняя единица, похоже, весила 16 фунтов (~7,25 кг). Остальные единицы были кратны камню в 2, 8 и 160 раз, или 28, 112 и 2240 фунтов (~ 12,7 кг, 50,8 кг, 1016 кг) соответственно. центнер примерно равнялся двум талантам. «Длинная тонна» равна 2240 фунтов (1016,047 кг), «короткая тонна» равна 2000 фунтов (907,18474 кг), а тонна (или метрическая тонна) (т) равна 1000 кг (или 1 мегаграмму). ).
Единицы времени и угла [ править ]
Деление круга на 360 градусов и суток на часы, минуты и секунды восходит к вавилонянам, у которых была шестидесятеричная система счисления. 360 градусов, возможно, относились к году, состоящему из 360 дней . Многие другие системы измерения делили день по-другому — считали часы , десятичное время и т. д. Другие календари делили год по-другому.
Предшественники метрической системы [ править ]
Десятичные числа являются важной частью метрической системы: поскольку на основе десятичной системы создается только одна базовая единица и кратные числа, цифры остаются прежними. Это упрощает расчеты. Хотя индейцы использовали десятичные числа для математических вычислений, именно Саймон Стевин в 1585 году первым выступил за использование десятичных чисел в повседневных целях в своем буклете De Thiende (по-голландски «десятый»). Он также заявил, что использование десятичных чисел для обозначения валют и единиц измерения будет лишь вопросом времени. [1] Его обозначение десятичных дробей было неуклюжим, но это было преодолено с введением десятичной точки, которую обычно приписывают Варфоломею Питиску , который использовал это обозначение в своих тригонометрических таблицах (1595 г.). [2]
В 1670 году Габриэль Мутон опубликовал предложение, которое по сути было похоже на предложение Джона Уилкинса об универсальной мере, за исключением того, что его базовой единицей длины была бы 1/1000 дуговой минуты (около 1,852 м) географической широты. Он предложил назвать эту единицу виргой. Вместо того, чтобы использовать разные имена для каждой единицы длины, он предложил серию имен с префиксами, похожими на префиксы в системе СИ. [3]
В 1790 году Томас Джефферсон представил доклад Конгрессу США , в котором предложил принять десятичную систему чеканки монет, а также мер и весов. Он предложил назвать свою базовую единицу длины «футом», который, по его мнению, должен быть либо 3 ⁄ 10 или 1/3 е . длины маятника, период которого составлял одну секунду, т. 3 ⁄ 10 или 1/3 » , « стандарта предложенного Джоном Уилкинсом более века назад. Это равнялось бы 11,755 английским дюймам (29,8 см) или 13,06 английским дюймам (33,1 см). Как и Уилкинс, названия, которые он предложил для кратных и субъединиц своих основных единиц измерения, были названиями единиц измерения, которые использовались в то время. [4] Большой интерес к геодезии и разделение континентальной части США в ту эпоху и появившиеся идеи системы измерений повлияли на то, как проводилась съемка . История о том, как полное видение Джефферсоном новой системы измерения было близко к замене цепи Гюнтера и традиционного акра , но в итоге этого не произошло, исследуется в книге Андро Линклейтера « Измерение Америки» . [5]
Метрическое преобразование [ править ]
Метрическая система была впервые описана в 1668 году и официально принята во Франции в 1799 году. На протяжении XIX и XX веков она стала доминирующей системой во всем мире, хотя некоторые страны, в том числе США, Китай и Великобритания, продолжают использовать свою привычную систему. единицы измерения. [6] Среди многочисленных традиционных систем многие были адаптированы так, чтобы стать целым кратным соответствующей метрической единицы: скандинавская миля теперь определяется как 10 км, китайский цзинь теперь определяется как 0,5 кг, а голландский онс теперь определяется как 100. г.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. (январь 2004 г.), «История измерений» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
- ↑ Точнее, обозначения Стевина позже были подхвачены Клавиусом и Джоном Нэпьером через Бартоломеуса Питискуса , и они превратились в те, которые используются сегодня. Видеть О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. (январь 2004 г.), «История измерений» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс, за эту точку зрения.
- ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. (январь 2004 г.), «История измерений» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
- ^ Джефферсон, Томас (4 июля 1790 г.). «План установления единообразия в чеканке монет, весов и мер Соединенных Штатов, переданный Палате представителей 13 июля 1790 года» . Нью-Йорк.
- ^ Линклейтер, Андро (2002). Измерение Америки: как дикая природа сформировала Соединенные Штаты и выполнила обещание демократии . Уокера и Ко ISBN 978-0-8027-1396-4 .
- ^ Бухгольц, Катарина (6 июня 2019 г.). «Только три страны в мире (официально) все еще используют имперскую систему» . Статистика . Архивировано из оригинала 13 февраля 2020 года . Проверено 21 апреля 2020 г.
Великобритания — страна, застрявшая посередине обеих систем, являющаяся родиной самой имперской системы. Здесь частично принята метрическая система, но мили сохраняются, и люди в повседневной жизни обычно используют пинты, мили на галлон, фунты и даже стоуны.
В этой статье использованы общедоступные материалы из Спецификации, допуски и другие технические требования к взвешиванию (Справочник 44 – 2018 г.) . Национальный институт стандартов и технологий .
Дальнейшее чтение по этому поводу [ править ]
- , Меры и веса в исламском мире. Английский перевод справочника профессора Вальтера Хинца «Islamische Maße und Gewichte» с предисловием профессора Босворта, FBA Куала-Лумпур, ISTAC, 2002 г., ISBN 983-9379-27-5 . Эта работа представляет собой аннотированный перевод на немецкий язык работы покойного немецкого востоковеда Вальтера Хинца, опубликованной в Handbuch der Orientalistik , erste Abteilung, Ergänzungsband I, Heft 1, Лейден , Нидерланды: EJ Brill, 1970.
- Весы и гири: исторический очерк , Бруно Киш. (Нью-Хейвен: издательство Йельского университета, 1965). Частично основано на коллекции Эдварда С. Стритера в Йельской медицинской исторической библиотеке.
- Кула, Витольд, Меры и люди . 1986. Перевод Р. Сретера. Издательство Принстонского университета. ISBN 9780691639079 .
- Лугли, Эмануэле, Создание меры и обещание одинаковости . Чикаго 2019. ISBN 9780226612492 . ОСЛК 1051680735.