Вывод к главе 2.
Как видно из приведённых цифр, система старых русских мер не имела постоянного, строго определённого коэффициента, характеризующего отношения между ближайшими единицами, каковым в метрической системе является коэффициент 10. Кроме того, коэффициенты были различны не только для различных областей измерения, но и в одной и той же области. Однако, как считал Д. И. Менделеев, система старых русских мер была «хорошо выработанной» и «твёрдо поставленной». Действительно, нельзя не наблюдать многие практические удобства старой системы, например, коэффициенты 12, 16, 32 и 96 делились на большее количество чисел и позволяли удобнее вычислять меры в целых числах, нежели коэффициенты 10 и 100 в метрической системе мер. Однако преимущества метрической системы мер долго побуждали передовых учёных отказаться от старорусской системы, и метрическая система была окончательно введена как обязательная в России в 1918 году.
Глава3. Вклад Д. И. Менделеева в отечественную метрологию.
«Государственная служба мер и весов» в России начала свое существование с 1 января 1845 г., однако развитие службы происходило очень медленно.
Первоначально в распоряжении Д. И. Менделеева было только одно здание, обладавшее всеми условиями для сохранения стабильных условий при проведении метрологических исследований. Инициатором постройки этого здания был предшественник Д.И.Менделеева ученый - хранитель Депо В.С. Глухов[1], он же определил участок для строительства на московском проспекте в Петербурге.
Это здание до сих пор служит отечественным метрологам, являясь главным корпусом Всероссийского Научно – Исследовательского Института Метрологии (ВНИИМ) им. Д.И.Менделеева[2]. Тут представлен 21 государственный эталон основных единиц международной системы, а также основанная в конце ХIХ века библиотека, содержащая раритетные издания по метрологии и мемориальный служебный кабинет Д. И. Менделеева.
С 1892 года Д.И. Менделеев возглавляет Депо образцовых мер и весов (в последствии - Главную палату мер и весов), став основоположником отечественной научной метрологии. Менделеев уделял особое внимание науке об измерениях, и считал, что ни одно исследование, а тем более открытие, невозможно без совершенствования методов измерений и измерительной техники. Об этом его знаменитое высказывание: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры»[3].
Начал Менделеев с разработки программы реорганизации Депо и определения основной задачи доверенного ему заведения: «сохранение единообразия, верности и взаимного соответствия мер и весов в Империи»3.
Под начальством Дмитрия Менделеева в 1893 г. Депо не только изменило название и стало именоваться Главной палатой мер и весов, но и изменило свое содержание, превратившись в надзорный учебно-методический центр, совершенствовавший регулятивную функцию государства и, позволявший, при этом, приносить прибыль государственной казне.
Для продолжения научно - исследовательских работ, поверки измерительных приборов и создания эталонов требовались дополнительные помещения - лаборатории, оборудование и специалисты. Менделеев писал: «Помещение центрального здания Главной палаты вначале казалось роскошным, потом достаточным, но ныне оно до того оказалось недостаточным, что мы вынуждены уже занимать коридоры и подвал, вперёд же двигаться некуда, а закон велит делать ещё и ещё, и делать надо каждый предмет с великой тщательностью, обеспечив местом и людьми» 3.
Дмитрий Иванович создал проект ещё двух зданий: жилого – для сотрудников, где в последствии он жил сам, и машинного корпуса, выдачи средств на который он долго добивался впоследствии. Чуть позже им был предложен проект строительства обсерватории, так как необходимо было и определение точных единиц времени, невозможное без точных астрономических наблюдений. Реформатор С. Ю. Витте[4], отстаивающий интересы Менделеева говорил так: «Как высшая школа точных измерительных работ…учреждение это…должно быть поставлено в особые условия…благодаря совершенно специальному характеру точных измерительных работ, людей, пригодных для таковых и способных заниматься ими, везде немного…необходимо поставить их в такие условия, которые представляли бы какие-либо выгоды по сравнению с другими» 3.
Решение о выделении денег было принято, однако их поступление задерживалось. Тогда Менделеев решил в целях экономии построить вместо 2х зданий одно пятиэтажное, чтобы уложиться в меньшую сумму. Этот проект и стал окончательным.
В 1902 году Менделеев писал: «…стройка закончена… и служащие живут уже в новом здании, отличающемся многими особенностями…безопасность в пожарном отношении… Над зданием возвышается в три этажа башня для астрономических наблюдений и часов. В нижнем этаже утроен большой бетонный массив для помещения компаратора[5] …там же отделение для выверки водомерных приборов…» 3.
Здесь были расположены новые отделения палаты: астрономическое, газо- и водомерное, установка для абсолютного определения ускорения силы тяжести, химическая лаборатория, механические мастерские, а в венчающем башню павильоне проводили наблюдения для установления точного времени.
С 1928 года начал принимать посетителей Менделеевский музей (ныне – Метрологический Госстандарта РФ[6]), организованный в служебном кабинете учёного в центральном корпусе главной палаты. Уникальные коллекции, представленные здесь, рассказывают о формировании российской системы мер, создании первых отечественных эталонов, переходе на метрическую систему мер, о метрологической деятельности Менделеева и других выдающихся деятелей ВНИИМа[7].
Под руководством Менделеева и непосредственным его участии в течение шести лет (1893 - 1898) в Главной палате мер и весов были возобновлены прототипы русских мер и весов (длины и массы) — фунта и аршина, проведена работа по сравнению русских эталонов с английскими и метрическими. Работами в области метрологического и поверочного дела Менделеев подготовил введение в нашей стране метрической системы мер. В 1899 он добился разрешения на ее применение (факультативное, т.е. необязательное).
В 1895 году точность взвешивания в Палате достигла рекордной величины - тысячных долей миллиграмма при весе в один килограмм.
Такая точность явилась результатом экспериментальных исследований Д.И. Менделеева, описанных в работе «О колебании весов». Что привело ученого к убеждению, что измерить или взвесить какой-нибудь предмет невозможно без привлечения различных областей физики и математики.
Под руководством Д. И. Менделеева было разработано новое «Положение о мерах и весах», введенное в действие с 1899 г. Прежде всего новым законом была предусмотрена организация специальных учреждений - поверочных палаток, которые предполагалось устроить в первую очередь в торгово-промышленных и приборостроительных центрах.
После принятия «Положения о мерах и весах» в 1899 году была организована поверочная служба, которая примерно за пять лет поверила в России более 12 миллионов мер и весов. Поверочные палатки в России стали открывать с 1900 г. Первые десять из них были созданы в крупных городах, таких как Петербург, Москва, Варшава и Нижний Новгород.
Поверке и клеймению подлежали все используемые и вновь изготовленные меры и весы. Поверяли и меры длины, веса, объема и измерительные приборы. Если приборы были неисправны, то с нарушителей взимались денежные штрафы, и доходило до лишения права на торговлю. В случае исправности мер и весов на них ставилось клеймо и разрешалось дальнейшее их использование. Работа таких палаток была очень масштабной.
В 1900 г. Д.И. Менделеев продолжил активное распространение функций государственного метрологического контроля. В частности, в Москве была открыта Палатка мер и весов, производившая поверку средств измерений для торговли, промышленности и железнодорожного транспорта. На базе указанной Палатки сформировалась целая система научно-исследовательских и научно-практических учреждений, находящихся в ведении Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии «Госстандарт России»[8].
Глава 4. Состояние современной метрологии
Современная метрология представляет собой отрасль физической науки, в которой на первое место поставлены исследования, опирающиеся на физический эксперимент высокой точности. За последние столетия области метрологии значительно расширились, она охватывает тепловые, механические, электрические, магнитные, световые и ряд других явлений. Вследствие увеличения объёма метрологических работ и их значения для развития науки, техники и промышленности во многих государствах возникли метрологические институты.
Целью современной метрологии является установление единиц измерений, воспроизведение их в виде точнейших образцов, называемых эталонами, и разработка методики точных измерений. Главное практическое применение метрологии – поверочное дело, в задачи которого входит передача верных значений единиц от эталонов к рабочим мерам и измерительным приборам, применяемым в науке, технике, промышленности и т.д., происходящее путём поверки по образцовым мерам и весам.
Существует и законодательная сторона современной отечественной метрологии, согласно которой, на сегодня метрологическая деятельность регулируется следующими нормативно-правовыми актами[9]: