Изложение системы мира - Лаплас Пьер Симон - Страница 20

Все меры получаются из метра самым простым способом: линейные меры представляют его десятичные кратные.

Единица для измерения ёмкости представляет собою куб десятой доли метра. Её назвали литром.

Единица для измерения поверхности Земли представляет собою квадрат со стороной в десять метров, её называют аром.

Стером называют единицу для измерения объёма дров, равную одному кубическому метру.

Единица веса, которую назвали граммом, равна весу одной миллионной кубического метра дистиллированной воды в пустоте, при максимальной плотности воды. По замечательной особенности воды, этот максимум не соответствует температуре замерзания, и оказывается выше её, около 4° по термометру. Охлаждаясь ниже этой температуры, вода снова начинает расширяться и приготовляться к увеличению объёма, которое происходит при её переходе из жидкого состояния в твёрдое. Вода была выбрана как наиболее однородная субстанция, которую легче всего можно привести в состояние чистоты. Лефевр-Жино определил грамм путём длинной серии тонких опытов над удельным весом полого цилиндра из меди, объём которого он измерял с величайшей тщательностью. В результате он получил, что фунт (ливр), являющийся одной двадцать пятой частью столбика из пятидесяти марок и хранящийся в Парижском монетном дворе, относится к грамму как 489.5058 к единице. Вес в 1000 г, названный килограммом, или десятичным фунтом, таким образом, равен марковому фунту, умноженному на 2.04288.

Чтобы сохранить меры длины и веса, под наблюдением комиссаров, уполномоченных определить эти меры, были изготовлены эталоны килограмма и метра и после их проверки помещены в национальных архивах и в Парижской обсерватории. Эталоны метра являются эталонными только при определённой температуре, за которую принята температура тающего льда, как наиболее постоянная и не зависящая от изменений атмосферы. Эталоны килограмма представляют свой эталонный вес только в пустоте или при ничтожном давлении атмосферы. Чтобы воспроизводить метр в любое время, не прибегая каждый раз к измерению большой дуги меридиана, которая его дала, было необходимо установить его отношение к длине секундного маятника. Это и было выполнено Борда самым точным образом.

Поскольку все меры постоянно сопоставляют с деньгами, было особенно важно подразделить деньги на десятичные части. Единице было дано название серебряного франка, его десятая часть называется десимом, а сотая — сантимом. К франку была отнесена и ценность медных и золотых монет.

Чтобы облегчить подсчёт количества чистого золота и серебра, содержащегося в монетах, примесь была установлена в одну десятую от их веса, а вес франка приравняли 5 г. Таким образом, франк, как точное кратное единицы веса, может служить для взвешивания тел, что полезно для торговли.

Наконец, единообразие системы мер и весов в целом требовало, чтобы и сутки были подразделены на десять часов, час — на сто минут, минута — на сто секунд. Это деление, столь необходимое астрономам, не так важно для гражданской жизни, где редко приходится использовать время как множитель или делитель. Трудности, связанные с переводом маятниковых и карманных часов на такое деление, и наши торговые связи в часовом деле с другими странами заставили отложить на неопределённое время его введение. Однако можно думать, что в будущем десятичное деление суток заменит теперешнее, которое слишком отличается от деления других мер, и поэтому будет отменено.

Такова новая система мер и весов, предложенная учёными Национальному конвенту, поспешившему её утвердить. Эта система основана на измерении земных меридианов и одинаково пригодна для всех народов. Она связана с Францией только через дугу меридиана, пересекающую нашу страну. Но положение этой дуги так выгодно, что учёные всех национальностей, собравшиеся для установления универсальных мер, не могли бы сделать лучшего выбора. Чтобы умножить преимущества этой системы и сделать её полезной всему миру, французское правительство пригласило иностранные правительства принять участие в этом деле, имеющем столь общий интерес. Многие направили в Париж выдающихся учёных, которые, встретившись с комиссарами Национального института, путём обсуждения наблюдений и опытов определили фундаментальные единицы веса и длины, так что установление этих единиц следует рассматривать как совместную работу учёных, участвовавших в ней, и народов, которых они представляли. Поэтому можно надеяться, что наступит день, когда эта система, сводящая все измерения и их вычислительную обработку к самым простым операциям десятичной арифметики, будет принята всеми, как некогда всеми была принята система счисления, дополнением к которой является новая система мер. Несомненно, что система счисления тоже преодолела предубеждения и привычки, всегда препятствующие введению новых мер. Но однажды введённые, эти меры будут поддержаны той самой силой, которая вместе с силой разума обеспечивает вечное существование человеческих учреждений.

Глава XV О МОРСКИХ ПРИЛИВАХ И ОТЛИВАХ, ИЛИ О СУТОЧНЫХ ВАРИАЦИЯХ ФИГУРЫ МОРЯ

Хотя Земля и воды, которые её покрывают, давно должны были бы прийти в состояние, соответствующее равновесию действующих на них сил, всё же фигура морей непрерывно меняется в течение суток под действием регулярных периодических колебаний, известных под названием морских приливов и отливов. В самом деле, очень удивительно наблюдать при тихой погоде и ясном небе сильное движение огромной массы воды, которая стремительно разбивается о берега. Это зрелище наводит на размышление и порождает желание понять его причину. Но чтобы не заблудиться в бесполезных гипотезах, надо прежде всего знать законы этого явления и проследить его во всех деталях. Тысячи случайных причин могут изменить его, и поэтому надо одновременно рассматривать большое число наблюдений, чтобы влияния случайных причин взаимно уничтожились и в среднем остались бы только регулярные влияния. Кроме того, путём специального комбинирования наблюдений необходимо выявить каждое из этих влияний в отдельности. Но и этого ещё недостаточно. Поскольку результаты наблюдений всегда подвержены ошибкам, необходимо знать вероятность того, что эти ошибки не превышают определённых заданных пределов. Известно, что при одинаковой вероятности эти пределы тем теснее, чем более многочисленны наблюдения. Во все времена это заставляло наблюдателей увеличивать число наблюдаемых фактов и опытов. Однако общее рассуждение не определяет степени точности результатов. Оно не позволяет узнать, какое число наблюдений надо сделать, чтобы получить определённую вероятность. Иногда оно заставляло исследовать причины явлений, имеющих чисто случайный характер. Одно только исчисление вероятности может оценить эти обстоятельства, что делает его употребление в высшей степени важным в физических и нравственных науках.

В начале прошлого века по просьбе Академии наук в наших портах было сделано большое число наблюдений приливов. В Бресте они ежедневно наблюдались в течение шести лет. Расположение этого порта очень выгодно для наблюдений такого рода. Он соединён с морем широким и длинным каналом, в глубине которого и построен порт. Вследствие этого нерегулярные движения моря доходят до порта весьма ослабленными подобно тому, как влияние качки корабля передаётся на столбик ртути в барометре ослабленным вследствие его затухания в трубке этого прибора. Кроме того, поскольку в Бресте приливы очень велики, их случайные вариации составляют лишь малую часть. Если, как я это сделал, рассмотреть отдельно превышения приливов над соседними отливами, то выясняется, что ветры, являющиеся главной причиной случайных движений моря, мало влияют на результаты, так как если они поднимают воду во время прилива, то приблизительно на столько же поднимают её при отливе, который следует за приливом или ему предшествует. Было также замечено, что результаты становятся правильными, если хоть немного увеличить число наблюдений. Поражённый этим, я попросил правительство распорядиться, чтобы в Брестском порту была проведена новая серия наблюдений морских приливов в течение полного периода движения узлов лунной орбиты, что и было выполнено. Эти наблюдения были начаты в 1806 г. и продолжаются ежедневно без перерыва. Проведя анализ всех этих наблюдений по способу, о котором уже упоминалось, я пришёл к следующим результатам, не вызывающим никаких сомнений.