Снять стеклянный колпак

Мир переходит на новую систему единиц измерений. Почему это важно и участвует ли в этом Россия?
В тени торжеств, приуроченных к 100-летию окончания Первой мировой войны, там же, в Париже, происходит другое событие, возможно, даже куда более важное для ныне живущих людей и будущих поколений. К нему не один год и даже не одно десятилетие шло все мировое научно-техническое сообщество, называя его теперь «переломным» и «эпохальным». Речь идет о пересмотре базовых единиц Международной системы единиц. Рассказываем, что это такое и почему так важно.
Почему Париж и что именно происходит?

Все случится 16 ноября на XXVI Генеральной конференции по мерам и весам, которая на самом деле идет уже второй день. Париж выбран местом ее проведения не случайно: еще в 1790 году здесь был принят декрет Учредительного собрания Франции о реформе системы мер, давший начало метрической системе. А в мае 1875 года в Париже на специально созванной дипломатической конференции состоялось подписание Метрической конвенции — первого международного соглашения в этой сфере.

Международная система единиц (SI или, если по-русски, СИ), знакомая всем нам с первых уроков физики, была утверждена в 1960 году. Но это не что иное, как осовремененная и глобализованная французская метрическая система. На сегодня SI принята в качестве основной повсеместно, за исключением США, Боливии и Бирмы. Даже консервативные англичане с 1995 года в качестве официальной используют систему SI. Так вот, конференция в Париже утвердить решение о пересмотре семи единиц Международной системы: килограмма, кельвина, ампера и моля, а также канделы, секунды и метра.

«Завершение пересмотра SI является исторической вехой: мы говорим об окончательном отказе от связи SI с артефактами. По сути, принимается новая система единиц, которая будет использоваться практически во всех странах мира», — сказал о значении события доктор Мартин Милтон, директор Международного бюро мер и весов. Предполагается, что изменения вступят в силу с мая 2019 года.

Что значит «отказ от артефактов»?

На самом деле все просто. Помните, что нам в школе рассказывали о килограмме — базовой единице массы? Величина килограмма определяется по платино иридиевому цилиндру, который хранится в Международном бюро мер и весов во Франции. Этот артефакт считается первичным эталоном, а у других стран, в том числе у России, есть его копии. Наша, например, исторически хранится в Санкт-Петербурге.

Однако опираться в измерениях на артефакт — это во всех смыслах позапрошлый век, решили современные ученые. Первичный эталон, конечно, хранят в особых условиях под стеклянным колпаком — не просто сдувая с него пылинки, но даже не допуская их попадания на заветный цилиндр. Но все равно, как говорят специалисты, артефакт «подвержен риску неконтролируемого изменения и даже утраты»: уже установлено, что по отношению к национальным эталонам-копиям международный прототип за сто лет «полегчал» на 50 микрограммов.

Поэтому теперь все эти единицы будут определяться не физическими объектами макромира, а фундаментальными константами природы с нулевой неопределенностью. Речь о семи размерных фундаментальных физических константах: помимо постоянной Планка, которая даст определение «нового» килограмма, будут использованы постоянные Авогадро, Больцмана, а также элементарный заряд, скорость света, частота излучения атомов цезия, яркость фиксированного монохроматического излучения. Все эти константы потому так и называют, что у них фиксированное численное значение. И каждое из них будет работать как условный ноль, точка отсчета. Теперь это, а не некий «комплект гирь», будет в арсенале любой уважающей себя лаборатории.

Это важно только для определения точности?

Нет, не только. Насчет точности, кстати, неплохо сказал Алексей Абрамов, руководитель Росстандарта — федерального агентства, которое со стороны России участвует в переопределении системы SI. Тот же килограмм, по его словам, нам нужен не только для того, чтобы купить упаковку сахара в магазине. Есть же еще и так называемые малые массы, применяемые, скажем, в фармацевтике, микроэлектронике и других отраслях, где именно точность измерений на первом месте. И таких отраслей становится все больше.

«Точность измерений — это запрос, прежде всего, технологического развития. Вот с ним человечество как раз и подошло к цифровой эпохе. Измерения — это то, что переводит объекты физического мира в цифровые данные. От точности измерений зависит качество цифровых двойников реальных объектов», — цитирует Абрамова РИА «Новости».

Даже со скидкой на то, что в современной России все чиновники такого уровня говорят о технологическом развитии и новой цифровой эпохе, в этих словах все же присутствуют здравые рассуждения. Переопределение единиц в системе SI, как ожидается, сократит издержки при многих процессах в высокотехнологичных производствах. А значит, ускорит рождение и внедрение инновационных решений, направленных, в том числе, на улучшение качества нашей жизни.

Но помимо точности важность имеет единство измерений. И сама система SI, и ее актуализация нужны, чтобы и килограмм, и метр, и секунда оставались таковыми везде, где набирают обороты глобализация, взаимопроникновение и унификация. Есть и еще более значимые вещи. Скажем, от точности определения и синхронизации значений времени зависит работа навигационных систем. А это уже вопрос, например, безотказного и безопасного функционирования беспилотного транспорта, дальнейшего развития телекоммуникаций и технологий «умных городов».
Какова роль России в переопределении SI?

Нас заверяют, что самая активная, объясняя, что от этого во многом зависит, останется ли Россия в клубе ведущих стран, которые обеспечивают единство и достоверность измерений на глобальном уровне. При этом, по словам все того же Алексея Абрамова, речь идет не только о международном престиже.

Многие, возможно, удивятся, но сегодня РФ — вторая страна в мире по пакету измерительных и калибровочных возможностей. Так специалисты называют арсенал технических средств и технологий, которые применяются в метрологии — отрасли фундаментальных и практических знаний, обеспечивающих единство и точность измерений. Этот «метрологический суверенитет» — термин, которым особенно гордятся в Росстандарте, — критически важен для тех сфер, в которых Россия сохраняет свое лидерство, включая космос и ОПК.

В основе этого лидерства — национальная эталонная база, которая и так требует постоянной модернизации, а с переопределением системы SI — тем более. Позволив себе отстраниться от процесса переопределения, Россия сильно рискнула бы теми передовыми позициями, которые остаются сегодня за ней. А это, как замечает глава Росстандарта, могло бы стать ударом уже не только по престижу…

Рецензия. Радует что вторая страна в мире по пакету измерительных и калибровочных возможностей. Как Вы думаете это наследие советской системы, строгость закона, или не всё так плохо в нашей науке? Очень часто работаю с приборами, и немного огорчает тот факт что уровень измерительной забугорной техники растёт очень быстро. Скажем продают какой нибудь гигагерцевый осциллограф стоимостью миллион рублей, а через год уже на прилавках платка которую себе может позволить любой школьник, по возможностям, характеристикам лучше.
Или вот пример многим ближе, измеритель концентрации пыли стоимостью 100 т.р., а тут раз и на алиэкспресс может хуже но https://ru.aliexpress.com/item/KKMOON-I ... 0000000000 Ещё года три назад, для дома такую фигню не купишь.
Понравился у америкашек эталон времени который до скончания времён убежит на пол секунды (читал как то)

"И каждое из них будет работать как условный ноль, точка отсчета"
Автор далек от физики, наверно.
Переопределение эталонов началось ещё пятьдесят лет назад, сейчас просто окончательно договорятся по числовым значениям, и в путь.

Отправлено спустя 3 минуты:
К сожалению вот эта цифровизация средств измерений не всегда хорошо. Например при дискретности весов 1 г, их погрешность может быть и 20 и 50 грамм.

Вообще уже всё привязали что могли фундаментальными константам, так длинну то-ли к скорости света, то-ли к дленне волны.

cordek писал(а): ↑16 ноя 2018 05:44 Например при дискретности весов 1 г, их погрешность может быть и 20 и 50 грамм.

А чем плоха дискредитация, с аналоговых вроде тоже нужно брать только отмеченные деления , а не между ними как видишь?

Я к тому, что на бытовом уровне ставят знак равно между дискретностью и погрешностью