Miara metra

Co składa się na metr? Dziś uważamy za oczywistą tę standardową jednostkę długości, uznawaną w krajach na całym świecie (z wyjątkiem nielicznych krajów, takich jak USA), ale jest to stosunkowo niedawny wynalazek. Jej narodziny możemy datować dość precyzyjnie: 7 kwietnia 1795 roku, kiedy to francuski rząd Pierwszej Republiki ustanowił jej powstanie.

Pod koniec XVII wieku filozofowie przyrody, tacy jak John Wilkins i Tito Livio Burattini, zaczęli zastanawiać się nad „uniwersalną miarą”, która mogłaby być oparta na zjawiskach naturalnych i pomóc w standaryzacji pomiarów naukowych prowadzonych w różnych krajach. Choć pomysł ten miał swoich zwolenników, minęło sto lat, zanim którykolwiek z nich miał siłę, by wprowadzić taki system w życie.

W następstwie Rewolucji Francuskiej z 1789 roku zrzucenie dziedzictwa ancien regime oznaczało również zrzucenie tradycyjnych jednostek miar, które różniły się ogromnie w zależności od miejsca i były matematycznie nieuporządkowane. Na ich miejsce wprowadzono system metryczny, oparty na wielkościach naturalnych, będący prekursorem jednostek SI (Système international), których używamy dzisiaj.

Metr został początkowo zdefiniowany jako jedna dziesięciomilionowa część odległości od równika do bieguna północnego. (Wcześniej proponowano, aby zdefiniować go jako długość wahadła, które wykonałoby jeden obrót w ciągu sekundy, ale dokładne pomiary wykazały, że długość ta zmieniałaby się nieznacznie w różnych miejscach na Ziemi z powodu niewielkich zmian w lokalnej sile pola grawitacyjnego.)

To ładna okrągła liczba, ale w praktyce niezbyt przydatna dla krawca, który chce odmierzyć metr materiału. Kiedy już dokonano bardzo dokładnego pomiaru odległości równik-biegun (ekspedycja pomiarowa trwała kilka lat), władze Paryża skonstruowały platynowy pręt o długości dokładnie jednego metra, który miał służyć jako oficjalny punkt odniesienia.

Ten pręt referencyjny był wystarczająco dobry przez 90 lat, ale rosnące pragnienie precyzji doprowadziło do wprowadzenia w 1889 roku nowego pręta – platynowo-irydowego – i zastrzeżenia, że jego długość będzie mierzona w temperaturze topnienia lodu, aby uniknąć rozszerzania i kurczenia się pod wpływem ciepła.

Kolejny duży postęp w precyzji nastąpił w 1960 roku, kiedy metr został ponownie zdefiniowany jako dokładnie 1,650,763.73 długości fali określonej częstotliwości światła emitowanego przez atom kryptonu-86.

I wreszcie (jak dotąd) w 1983 roku metr został ponownie zdefiniowany, tym razem jako „długość drogi przebytej przez światło w próżni w przedziale czasowym 1/299 792 458 sekundy”.

Na każdym etapie definicja stawała się coraz bardziej precyzyjna i – co równie ważne – zawierała zestaw specyfikacji do pomiaru metra w taki sposób, że przy odpowiednim wyposażeniu zawsze będzie dawała ten sam wynik.

Oprócz kilku innych jednostek podstawowych, takich jak sekunda (która jest definiowana w kategoriach częstotliwości promieniowania atomu cezu) i kilogram (który jest nadal definiowany przez porównanie do bryły stopu platyny i irydu przechowywanej w laboratorium we Francji), metr stanowi szkielet systemu, którego używamy do mierzenia wszystkiego innego.