Поиск по сайту:
Главная страница » Метрология

Метрология как наука




Слово «метрология» в переводе с греческого означает учение о мерах. Но это лишь первичный смысл данного понятия, требующий некоторых дополнительных пояснений.

Под мерой принято понимать вещественное воспроизведение единицы измерения. Однако к мерам издавна относили также и единицы измерения площади, хотя они не имели вещественного оформления; не имели такого воплощения и, например, путевые меры — верста, стадий, миля.

В течение тысячелетий применяли только меры длины, площади, объема, веса (массы) и времени; рассмотрением этих мер (и нередко также монет как мер ценности) обычно и ограничивалось содержание работ по истории метрологии.

По определению Ф. И. Петрушевского, «метрология есть описание всякого рода мер по их наименованиям, подразделениям и взаимным отношениям»; однако «всякого рода меры» сводятся у этого автора лишь к мерам длины, площади, объема, веса и монетам. Такое понимание содержания метрологии, естественно, отразилось и в изданиях справочно-описательного характера: «Метрология—собрание сведений о мерах, весе и монетах (реже о времени)...»,—констатирует Ф. И. Петрушевский в Энциклопедическом словаре.

В настоящее время объектом метрологии являются все единицы измерений физических величин — механических, электрических, тепловых и др.

С другой стороны, современная метрология, опирающаяся на достижения различных наук, на их методы и аппаратуру, в свою очередь, способствующая развитию наук, сама стала наукой в современном понимании этого слова и определяется уже не как «описание» или «собрание сведений» о мерах, а как «учение об единицах и эталонах», «учение об измерениях, приводимых к эталонам» и как «часть технической физики», как наука об измерении (science of measurement), как «та часть науки об измерениях, которая занимается специально определением прототипов, воспроизводящих единицы размеров (dimension) и массы, и производных от них эталонов первого порядка».

Для наших дней можно сказать, что метрология — это наука об измерениях, обеспечении их единства, методах и средствах достижения требуемой точности.

Слово «метрология» употребляется также для обозначения материального содержания учения о мерах, т. е. для обозначения совокупности средств измерений (мер и измерительных приборов). Такой смысл имеет оно, например, в выражениях «метрология греков» или «метрология римлян» и т. д. (в настоящей монографии слово «метрология» употребляется и в этом смысле).

История метрологии издавна привлекала внимание исследователей. Среди них есть ученые с мировым именем. Например, И. Ньютон явился автором исследования по определению длины древнеегипетского «священного» локтя. Усилиями многих ученых создана «историческая метрология» — научная дисциплина, которая изучает историю метрологии у различных народов, включая даже эпоху, отделенную от нас многими столетиями. Свою задачу историческая метрология видит, в первую очередь, в установлении номенклатуры древних мер, их значений, соотношений и происхождения; исходными данными для этого являются сохранившиеся меры и различные материальные памятники прошлого (монеты, гири, меры длины, сооружения со «стандартными», кратными, размерами), а также литературные памятники, содержащие сведения о каких-либо мерах, о соотношениях между ними, об их использовании.

Историческая метрология устанавливает, оставались те или иные меры постоянными на протяжении веков или изменялись, как развивалось применение мер в торгово-промышленной практике и в быту, как создавались и развивались системы мер, как постепенно осуществлялось единство мер и т. д.

Первоначально деятельность исследователей сводилась к накоплению первичных материалов и лишь с течением времени, в результате критического анализа собранных данных, удалось сделать ряд обобщающих выводов, связать историю метрологии с общественно-экономическим развитием общества и получить в известной степени целостную картину развития науки.

Наряду с констатацией фактов по сохранившимся письменным памятникам прошлого, в деятельности историков метрологии стали играть большую роль эксперимент и критический анализ первичных данных, постепенно пополнявшиеся элементами синтеза и обобщающими построениями.

Исследователи успешно применяли в своих разработках сравнительно-исторический метод, позволивший на основании данных об измерениях, скажем, заведомо одних и тех же расстояний в различных единицах найти соотношения между ними, а в тех случаях, когда объект измерения сохранился, определить значения этих единиц в современных единицах; использовали также и индуктивный метод, одним из пионеров применения которого был И. Ньютон.

Восстанавливая утраченное значение древнеегипетского священного локтя, Ньютон установил, что размеры изученных им сооружений находятся в целочисленных отношениях друг к другу, и пришел к выводу, что длину, равную их общему наибольшему делителю, следует считать древней мерой длины. Этот вывод развил и обобщил известный английский египтолог Флиндерс Петри (1853—1942 гг.) в своей монографии «Индуктивная метрология»; под последней он понимает ту форму исторической метрологии, которая опирается на метод определения значений древних мер длины, исходя из размеров сохранившихся архитектурных памятников. Как естествоиспытатель на основании нескольких экспериментов делает общий вывод, например, о постоянство характеристики вещества при тех же условиях, так и исследователь древней метрологии, исходя из частного сходства — из наличия одинакового «элементарного» размера (в форме наибольшего делителя) в размерах нескольких сооружений, — делает общий вывод, что это сходство является не случайным, что данный «элементарный» размер представляет некоторую меру, каковая по самому существу своему имеет общий характер, поскольку каждая мера служит общим мерилом для всего неограниченного многообразия однородных с нею, количественно различных величин.

Зачастую к очень хорошим результатам приводил ретроспективный метод, сущность которого сводится к тому, что мерам предшествующего периода, значения которых неизвестны, приписывают те значения, которые имели одноименные меры в более поздние периоды. Хотя этот метод принципиально не может считаться достаточно удовлетворительным и использование его является обычно вынужденным, тем не менее в практике историко-метрологических исследований имели место смелые и нередко оправдывавшиеся выводы, распространявшиеся на несколько столетий назад.

Трудами многих исследователей на этой базе нарисована увлекательная картина происхождения метрологии разных народов (вплоть до современных) из одного (или немногих) центра древней культуры.

Начальный (своего рода доисторический) этап становления метрологии характеризуется использованием количественно неопределенных суррогатов мер: частей человеческого тела, условных единиц, связанных с физическими (силовыми, голосовыми) способностями человека, счетных единиц и пр. Из числа этих суррогатов мер можно выделить части человеческого тела, как некоторые подобия вещественных, количественно определенных, мер, хотя и заключавшие в себе моменты субъективизма, но в меньшей степени, чем прочие из указанных мер.

Известно изречение древнегреческого философа Протагора: "человек есть мера всех вещей". Это изречение, неоднократно подвергавшееся в дальнейшем критическому рассмотрению, имеет непосредственное отношение и к метрологии в ее становлении и историческом развитии. У всех народов использовались части человеческого тела в качестве мер длины, о чем отчетливо свидетельствуют уже сами названия: фут — ступня, дюйм — палец и пр.

В качестве исходных мер длины издревле применяли также ширину зерна (в особенности ячменного), толщину волоса верблюда или мула и др.: у арабов в VIII—IX вв. ячменное зерно приравнивалось 6 верблюжьим волосам; актом английского короля Эдуарда I (1272—1307 гг.) дюйм определялся как «три сухих круглых ячменных зерна». Вес зерна ячменя или пшеницы (иногда плодов деревьев) использовали в качестве исходной меры веса, о чем свидетельствует, например, наименование меры «гран» — зерно (лат. granum, англ. grain, франц. grain, итал. grano, исп. grana).

Если изначально применяли индивидуальные примитивные меры (моя ступня, мой локоть), то затем начали переходить к общеобязательным (усредненным по соглашению или по административному распоряжению) и к их реализации в материальной форме. К таким общеобязательным мерам относился, например, уже упоминавшийся египетский священный локоть. Появление вещественных мер (в виде линеек, гирь и т. п.) сделало возможным воспроизведение большого количества одинаковых мер (в том числе дольных и кратных), что открывало путь к использованию математических действий и создавало необходимые предпосылки для выделения метрологии из наличной совокупности знаний. «Когда тяжесть, объем и длина, — писал известный историк русской метрологии Д. И. Прозоровский, — дробятся на части в правильной соразмерности, тогда измерение тел получает математический характер и тогда-то именно является метрология, как особая система знания». Не менее важным шагом являлось установление определенных числовых соотношений между однородными мерами (например, длины или веса), которые первоначально часто бывали разрозненными, случайными и независимыми друг от друга, т. е. совершалось превращение комплекса мер в их упорядоченную совокупность, в систему мер.

История русской метрологии уже давно привлекает к себе внимание исследователей. Первые работы относятся еще к началу прошлого столетия.

В 1827 г. появилась брошюра акад. А. И. Ламберти «О первоначальном происхождении и нынешнем состоянии российской линейной меры и веса» и в 1828 г. другая его брошюра — «О неизменном определении веса российского фунта...». Эти работы отражают деятельность А. И. Ламберти в Комиссии по мерам и весам 1827 г. Автор еще сравнительно мало пользуется летописями и другими памятниками древнерусской письменности. Зато появившаяся в 1844 г. большая статья акад. П. Г. Буткова «Объяснение русских старинных мер линейной и путевой» отличается чрезвычайным обилием использованных и внимательно рассмотренных письменных первоисточников, в ней даны многочисленные библиографические ссылки; автор впервые установил вероятные значения древнерусских мер длины.

Большую исследовательскую работу выполнил Д. И. Прозоровский (1820—1894 гг.), которого историк отечественной метрологии С. К- Кузнецов справедливо называет «отцом русской метрологии» (имея в виду историческую метрологию). В своей научной деятельности Д. И. Прозоровский охватил различные меры — длины, объема, веса и времени, и эти исследования дали ему возможность впервые создать общую монографию по истории русской метрологии. Работы этого энтузиаста истории отечественной метрологии в настоящее время, конечно, частично устарели, но уже вследствие обилия привлеченного материала они сохраняют значение для исследователей русской метрологии. Его изданный курс лекций «Древняя русская метрология» был первым более или менее систематическим опытом создания истории русской метрологии. А. И. Никитский в статье «К вопросу о мерах в древней Руси» выполнил подлинно исследовательскую работу, касающуюся мер объема (сыпучих тел и жидкостей) и земельных мер. Автором тщательно разобраны письменные первоисточники, в частности, разные писцовые книги. В то же время статья содержит также некоторые гипотетические элементы. Сотрудником Главной палаты мер и весов М. Н. Младенцевым была напечатана статья «Краткий исторический очерк русских мер», представляющая в сжатом виде сводку данных о русских мерах; в другой своей статье  он кратко касался в историческом аспекте форм контроля за мерами и весами и за отсутствием злоупотреблений. В 1913 г. появилась монография С. К- Кузнецова по истории русской метрологии , охватывающая историю мер длины, площади, объема и веса в нашей стране по XIX в. включительно. Она содержит много фактических данных, подробный перечень первоисточников и дает в популярной форме сводку результатов предыдущих исследовательских работ.

Итоговый, обобщающий характер носят такие работы, как большая статья Н. В. Устюгова и его учебное пособие по истории метрологии, а также монография Л. В. Черепнина. Эти работы, суммирующие результаты предыдущих исследований и частично дополняющие их, охватывают в исторической последовательности эпоху по XVII в. включительно (если не считать небольшого экскурса в область метрологии XVII—XX вв. у Черепнина). Л. В. Черепнин_ ввел в свою монографию также историю денежного счета, в частности, монетного дела. В этих работах использованы некоторые новые материалы (частично архивные). Кроме того, работы содержат ряд ценных критических замечаний и интересных методологических соображений. Дальнейшим развитием материалов этих публикаций является монография (учебное пособие) Е. И. Каменцевой и Н. В. Устюгова, охватывающая историю русской метрологии и за период XVIII—XX вв. Как и у Л. В. Черепнина, в этой монографии содержится очерк истории русского денежного счета.

Много очень важных дополнений и уточнений, нередко хорошо обоснованных, было внесено исследователями, опиравшимися на иную методологическую базу.

Н. Т. Беляев выдвинул ряд интересных аргументов в пользу восточного происхождения системы русских мер в целом (мер длины, объема и веса); он установил весьма любопытный факт совпадения числовых значений многих русских мер и египетско-вавилонских.

Из работ исследователей, опиравшихся на материалы археологических раскопок (на меры веса, найденные в различных кладах, захоронениях и пр.), следует особенно отметить работы А. И. Черепнина, К. В. Болсуновского, А. Л. Монгайта и В. Л. Янина . Ими был доказан факт существования в древней Руси малых мер веса (монетного) и установлены их значения, а также указано вероятное значение некоторой общей для них исходной единицы. Исследованиями акад. Б. А. Рыбакова было доказано, что номенклатура древнерусских мер длины была значительно богаче, чем это считалось ранее, и что особенное развитие она получила в системе мер русских зодчих; для всех этих мер были установлены их значения и соотношения.

Методика исследования происхождения древних мер недостаточно разработана и далеко не всегда допускает бесспорное, однозначное решение. Практически вопрос сводится (если не касаться физической основы происхождения — от частей человеческого тела, от домашней утвари и пр.) к национальной основе мер, т. е. к тому, являются ли те или иные меры местными или же были заимствованы извне (от других народов).

Решение этого вопроса обычно основывают на сравнении наименований и значений мер.

Русские наименования мер (пядь, локоть, сажень, бочка) в большинстве случаев, хотя и не всегда, свидетельствуют об их местном происхождении, в противоположность например, таким чужеземным наименованиям, как стадий, литра, аршин, контарь и пр. Обычно наименования чужеземных мер, не имевших аналогов в древнерусской метрологии, оставались без перевода. Русский исследователь Кавказа, Персии и Бухары Н. В. Ханыков на основании филологического анализа применявшихся в середине XIX в. мер закавказских народов, входивших в состав России, пришел к выводу, что 45 мер были заимствованы от восточных народов (персов, арабов, тюрских племен) и что это заимствование имело место частично еще в I тысячелетии до н. э. 

Однако само по себе филологическое рассмотрение наименований часто является недостаточным. В связи с этим для решения вопроса о степени независимости тех или иных мер историки метрологии ориентируются в основном на сходство числовых значений мер с мерами другой страны, имевшей, например, более древнюю и более высокую культуру или располагавшей средствами экономического или политического воздействия. Однако даже в тех случаях, когда имеет место совпадение (или близкое сходство) значений для всей системы мер, вывод о заимствовании может быть слишком поспешным уже вследствие того, что совпадение может быть объяснено причинами общего порядка, имевшими силу для обеих стран, — например, одинаковостью размеров частей человеческого тела (при образовании системы мер длины).

Ныне в историко-метрологических исследованиях получила права гражданства идея о происхождении мер современных европейских народов (в частности, русских мер) из одного общего источника, а именно из мер Древнего Востока. Доказывая это единство происхождения, английский исследователь Флиндерс Петри отмечал возможность даже коренного изменения общих исторических представлений вследствие достижений в области изучения истории метрологии. «Линейные меры и меры веса, — писал он, — хорошо свидетельствуют об отсутствии разобщенности мира в торговле и населении. От них мы имеем концепцию человеческой истории и умственных сил, совершенно отличную от той, которую дает изучение стран мира в отдельности, и превосходящую в отношении времени и пространства все то, что нам может сказать литература».

Подводя некоторый итог уже сказанному, необходимо подчеркнуть, что история метрологии дает весьма интересную и поучительную картину реализации и развития идеи меры в зависимости от усложнения задач, возникавших перед коллективами, выполнявшими познавательные, производственные и товарообменные функции. Развитие метрологии отчетливо и наглядно иллюстрирует общий характер движения познающей мысли в истории: оно шло в направлении от случайного, произвольного и субъективного к общезначимому, нормализованному и объективному, от хаотического состояния к упорядоченному многообразию, от независимости и разрозненности к взаимосвязи и единству, от эмпирики к научной методике.

Для всех, кто интересуется историей научно-технического прогресса, осуществляющегося на основе познания количественных характеристик и закономерностей природы, изучение истории метрологии, рассматривающей средства этого познания, является естественным необходимым фундаментом.

Заканчивая введение, следует сделать некоторые замечания, касающиеся транскрипции и написания слов в древнерусских источниках. Необходимо отметить некоторые отличия от принятых в дальнейшем, не говоря уже о современных; так, мы встречаем в них слова «сяжень», «держяти», «полочяне», «всеа», «тоа», «тритцать», написание «полъ-пуда», «Кърчев» вместо «сажень», «держать», «полочане», «всея»(«всей»), «тоя» («той»), «тридцать». Кроме того, не было строгого единообразия, что объясняется отсутствием твердых правил правописания, усмотрением (или ошибками) переписчиков, изменением принятого начертания с течением времени, а также личным усмотрением издателя древних актов и пр.; примерами могут служить такие различия, как «Володимер» и «Володимерь», «сделать» и «сделат» (или даже «зделат»), «сажень», «сяжень» и «сажен» (в родительном множественного), «локот», «лакот» и «лакоть», «сколько» и «сколко», «с» и «з» (предлог) и пр. В настоящей монографии при цитировании сохранены особенности оригиналов. Поэтому непривычные или различные начертания одного и того же слова не должны смущать читателей. Вместе с тем в ряде цитат, взятых из источников, относящихся к периодам до XVIII в., славянские буквы, используемые в те времена для выражения чисел, заменены арабскими цифрами.


Pt,hjbl427 29 Jul 2015 в 18:22 #
Вася, пишите на почту info@metrob.ru
Вася 29 Jul 2015 в 15:03 #
ГДЕ ВАШИ КОНТАКТЫ????
Где найти Ваши контактные данные???????
Pt,hjbl427 28 Jul 2014 в 22:37 #
Здравствуйте. Можете прислать Ваше предложение на почту info@metrob.ru
Андрей 27 Jul 2014 в 18:24 #
Сотрудничество
Здравствуйте. У меня есть предложение к Вам о сотрудничестве. Буду рад Вашему ответу на мою почту

Добавить комментарий


Главная страница » Метрология