История развития метрологической службы в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Метрология (от греч. мЭфспн -- мера, измерительный инструмент) -- наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.

Тема курсовой работы «История развития метрологической службы в России» обусловлена важностью знания развития метрологии и ее истории для будущих специалистов «Управления качеством».

Цель работы - изучить основные этапы истории развития мер и средств измерений, а также историю создания государственной метрологической службы в России, от начала образования мер и до наших дней.

Краткая история развития мер, как начальная стадия развития предмета исследования метрологии

Потребность в измерениях появилась давно. Для выполнения измерений в древности использовались подручные средства. Из глубины веков дошли до нас единица веса драгоценных камней - карат, что в переводе с языков древнего юго-востока означает "семя боба", "горошина", единица аптекарского веса - гран, что в переводе с латинского, французского, испанского означает "зерно".

Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека. Так, в Киевской Руси в обиходе применялись вершок ("верх перста") - длина фаланги указательного пальца; пядь (от "пять", "пятерня") - расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть - расстояние от локтя до конца среднего пальца; сажень (от "сягать", "достигать") - то, что можно достать; косая сажень (предел того, что можно достать) - расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста (от "верти", "поворачивай" плуг или соху обратно) - длина борозды.

Нет оснований полагать, что процесс относящийся к происхождению единиц измерения у русского народа принципиально отличается от процесса появления мер и средств измерений у других народов. Как и везде, первыми появились меры длины, которыми служили части человеческого тела или отрезки пути, преодолеваемые за более - менее определенный интервал времени (например, день). Естественное происхождение имели и меры веса - в основе лежал вес зерен определенных злаков и т.п.

Нас интересует совокупность единиц измерений и мер, применявшихся начиная с Х - ХI вв. на территории Киевской Руси - обширного централизованного государства, имевшего тесные и разнообразные политические и торговые связи с другими государствами Запада и Востока.

В этих условиях местные меры и единицы ( если они успели возникнуть), сталкиваясь с «иноземными», неизбежно должны были претерпеть какие- то изменения. Историческая метрология знает различные варианты этого процесса - от полной замены местных мер общепринятыми иноземными (так произошло с мерами стран, ставших колониями) до установления барьеров, преграждающих вход «чужим» мерам и единицам (примером могут служить Китай и Япония сравнительно недавнего прошлого).

В большинстве случаев имело место либо взаимное влияние, либо пополнение номенклатуры местных мер и «подравнивание» размеров местных и иноземных единиц при сохранении местных названий.

К одним из наиболее серьезных исследователей происхождения русских мер относится работа Н.Т. Беляева. В своей концепции он исходил из того влияния, какое оказала метрология Древнего Востока на метрологию других стран, вплоть до современных, что отмечено рядом историков метрологии. В результате сравнительных исследований Н.Т. Беляев пришел к выводу: в основе древнерусской системы мер длины, объема и веса лежит древнеегипетская система мер в том виде, в каком, испытав уже ассирно - вавилонское влияние, она сложилась примерно в III веке до нашей эры после метрологических работ, выполненных в Александрии при Птолемее Лаге (323 - 283 гг. до н.э.). Стройная, тщательно разработанная система древнеегипетских мер оказала большое влияние прежде всего на метрологию соседних государств (Пергам, Сирию, Финикию, греческие колонии малоазиатские и причерноморские) и затем на древние Грецию и Рим, а также и на другие государства. В процессе торговых отношений с этими странами народы Причерноморья и Приднепровья могли усвоить эту систему мер, причем наличие оседлого земледельческого населения, способствовало ее сохранению: эта система могла быть воспринята также славянами и усвоена в Киевской Руси.

Соответствие системы древнерусских мер длины древнеегипетской системе мер Н.Т. Беляев иллюстрирует в приведенной ниже таблицей (Таб.1)

Таб. 1

Сопоставление мер русских и древнеегипетских

Приводя эту таблицу и оговаривая, что для вершка не было аналога в фильтерийских мерах, исследователь пишет: « Таким образом, мы видим, что наша шкала мер длины является не чем иным, как фильтерийской шкалой, занесенной на русскую равнину, вероятно, задолго до утверждения там славян, а именно III - II веке до Рождения Христова из Пергама через малоазиатские греческие колонии во время оживленных торговых отношений греков со скифскими царствами теперешней южной России».

Связь древнерусских мер объема с древнеегипетскими доказывается ученым Беляевым косвенным путем: древнерусскую систему мер объема он сопоставляет с древнеанглийской (таб.2), которая непосредственно опиралась, согласно выводам ряда исследователе, на несколько модифицированную древнеегипетскую систему мер. Древний английский бушель, равный 28,94 л, представлял объем пятой части куба, ребро которого ровнялось египетскому царскому локтю, а пинта, составляющая 1/64 часть древнего бушеля, равнялась объему египетского хина - именно 0,454 л (таким образом, английский фунт, равный приблизительно 453,592 г, может рассматриваться как вес воды в объеме египетского хина).

Таб.2

Таб.2 показывает единообразие построения древнерусской и древнеанглийской систем мер и наличие общего переводного коэффициента , связывающего дольные и кратные меры. С другой стороны, значения соответственных мер обеих систем различны; однако они находятся в постоянном соотношении: , и этот же коэффициент сохраняется для прочих соответственных мер объема (он же характеризует отношение русского фунта к английскому, равное ). Единообразие построения и постоянство переводного коэффициента обеих систем,по мнению Н.Т. Беляева, свидетельствует о происхождении их от одного общего источника - древнеегипетской системы мер объема. В таблицу вошли русские меры только для сыпучих тел.

Концепция Беляева основана на тщательном, разностороннем изучении вопроса, привлечении большого количества различных материалов и обстоятельном анализе их. Наряду с новизной выводов, она отличается единством построения: выводит разные русские меры ( длины, объема, веса) из одного первоисточника, связывая их с древним центром высокой культуры. Свои выводы Беляев подтверждает ссылками на исследования зарубежных метрологов ( Эри, Донисторпа, Флиндерса Петри и др.), относящиеся главным образом к английским мерам. В дополнение к ссылкам, данным у Н.Т. Беляева, приведем высказывания английских метрологов Чишольма и Ченея, которых высоко ценил Д.И. Менделеев. В 1877 г. Чишольм писал: «Вообще допускают, что египетские меры веса и линейные меры проникли в Азию и Индию, а также в Грецию и с некоторыми модификациями распространились в Италии, где они были приняты римлянами и затем всеми европейскими народами». Еще более определенно высказывался Ченей: «Наши (английские) меры веса и линейные меры, подобно мерам других европейских стран, ведут свое происхождение, по- видимому, с Востока через Грецию и Рим, и их происхождение является почти доисторическим».

Есть достаточные основания считать, что развитие системы древнерусских мер веса происходило в той или иной степени независимо от иноземных влияний. Так, например, исследования сохранившихся образцов древнерусских гирь, проведенные В.Л. Янину 409,32г), подобно основным мерам веса многих других стран, имевшим почти тот же вес (порядка 408 - 410 г) и бытовавшим на Западе и на Востоке значительно раньше, чем на Руси. Однако соотношения мер монетного веса были установлены независимо от вавилонской системы, для которой характерно влияние двенадцатиричной системы. Гирьки, равные по весу 4,0 - 4,1 г, состовляли, как видно, сотую часть весовой гривны, гирьки 4,97 - 5,09 г - восьмидесятую часть, гирьки 8,0 - 8,1 г - пятидесятую часть и т.д. по отношению к одной сотой гривны передовые коэффициенты образуют следующий ряд: 1; 1,25; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12; 14; 24, т.е. отнюдь не представляли собой результат перемножения множителей 2, 3 и 5.

Нельзя также проходить мимо многочисленных фактов, когда местные меры ( как это произошло, скажем, с берковцем, мерной пядью) дополнили собой заимствованные системы, заняв в них соответствующие места. Беляев не учитывал также того, что меры длины имели разновидности и не раз меняли свои значения и что значение четверти, основной меры объема сыпучих тел, также резко изменялось на протяжении XVI - XVII вв., что нашло отражение в законодательных актах. Например, как будет показано ниже, в эпоху Киевской Руси значение сажени (наиболее достоверное) было близко к 152 см и значительно отличалось от принятого Беляевым. То же самое можно сказать и о локте, наиболее достоверное значение которого в древности лежало в пределах 46 - 51 см и, по- видимому никогда не достигало 53,8 см, на что указывает Беляев.

Шостьин полагает, что в действительности восприятие и усвоение восточной метрологии происходило постепенно в течении ряда веков. Несомненно, что торговля с Востоком в эпоху Киевской Руси была весьма значительна. Торговые отношения с Востоком не прекращались даже во времена татарского ига и тем более в дальнейшем. И все это время влияние восточной метрологии продолжало иметь место.

Будем надеяться, что последующие работы, опирающиеся на новейшие достижения истории и археологии, подтвердят наше предположение о том, что метрологическая система Киевской Руси являлась сложным сплавом существовавших ранее совокупностей местных единиц измерения и мер и заимствованных систем, восходящих к египетским и вавилонским прототипам.

Метрология Киевской Руси XI - XII вв.

Русь эпохи Киевского Великого княжества принадлежала к числу передовых стран своего времени. Широкое распространение грамотности среди населения, наличие мощного, в достаточной степени централизованного государства предопределили высокий уровень культуры, ремесел, торговли. В своей монографии о Киевской Руси академик Б. Д. Греков замечает: « В XI в. Русь не была отсталой страной. Она шла впереди многих европейских стран, определивших ее только позднее, когда Русь оказалась в особо тяжелых условиях, приняв на себя удар монгольских полчищ и загородив собою Западную Европу».

Практика ремесел, торговли, строительства в древней Руси привела к созданию системы мер, которая удовлетворяла потребности того времени и оказалась достаточно устойчивой на протяжении ряда столетий. Широкие масштабы торговых операций требовали развития метрологического оснащения, а успехи ремесла сделали возможным изготовление совершенно различных по своим значениям мер ( в частности, и таких крупных мер веса, как берковец, и малых гирек) и весоизмерительных устройств ( от миниатюрных до многопудовых). Русские строители в высокой степени усовершенствовали систему мер длины. В системе мер монетного веса было достигнуто большое разнообразие мер, входивших в состав древнерусского разновеса.

Меры длины. Система древнерусских мер длины включала в себя следующие основные меры: версту, сажень, локоть и пядь.

Верста. По мнению Д.И. Прозоровского, а также других исследователей (В.И. Даля, С.Б. Веселовского и пр.), это слово происходит от глагола «верстать», «уравнивать», «уравнивать путем сравнения», откуда появились такие слова и выражения, как «сверстник», «тяглом верстаться», «он не верста тебе» и т. п. таким образом, «верста» в общем смысле слова означает нечто такое по чему следует равняться, меру выравненную, определенную.

Верста упоминается в летописях еще за 1097 г. Верста содержала в себе 750 сажен, что основывается на свидетельствах некоторых письменных источников, например в источнике « О широте и долготе Земли и о стадиях и о стяжаниих землемерству»).

Сажень. Эта мера упоминается еще в «Слове о зачале Киевско - Печерского монастыря» летописца Нестора, где за 1017 г. сообщается, что инок Илларион «ископа себе печерку малу дву сяжен». Наименование «сажень» происходит от глагола «сягать» ( откуда получили начало сохранившиеся до настоящего времени производные « досягать», «досягаемый»), и смысл его может быть наглядно проиллюстрирован примером так называемой косой сажени, которая представляла собой расстояние между подошвой левой ноги и концом вытянутого вверх среднего пальца правой руки, реально воспроизводя, таким образом, предел досягаемости для человека, стоящего на земле.

Рис. 1

Русские народные меры длины ( по Б.А. Рыбакову).

Локоть. Это наименование объясняется тем, что по происхождению данная мера представляла длину локтя - расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца руки. Впервые локоть как мера длины упоминается в « Русской Правде» Ярослава Мудрого: « мостнику, помостивше мост, взяти от дела, от десяти лакот ногата».

Значение древнерусского локтя в среднем приблизительно 46 - 47 см. Локоть широко применяли в торговле, как особенно удобную меру.

В розничной торговле холстом, полотном иноземными сукнами и пр. локоть был основной мерой и продолжал употребляться в значительной степени даже после появления аршина ( в середине XVI в.) наряду с последним. Что же касается крупной оптовой торговли, то здесь локоть, сохраняя свое значение в качестве контрольной меры, был вследствие своей малости практически неудобен для измерений; например, сукно поступало из- за границы обычно в форме больших отрезов - «поставов», длина которых предполагалась известной и единообразной и которые в связи с этим стали выполнять роль бытовой меры длины. Однако использование «поставов» в качестве мер длины не исключало употребления локтя даже в данной сфере, так как локоть требовался для выборочной проверки фактической длины сукна в «поставах», а также при поступлении сукна в розничную торговлю.

Пядь. У наших предков слово «пядь» означало кисть руки и, по- видимому произошло от общего корня со словом «пядь», в пользу чего может свидетельствовать также слово «пятерня» - наименование кисти руки, исходившее из на последней пяти пальцев. Под пядью первоначально понималась мера длины, равная максимальному расстоянию по прямой между концами вытянутых большого и указательного пальцев. Пядь составляет 180 - 190 см. пядь часто употребляли в обиходе для приближенного определения небольших длин, особенно размеров цилиндрических тел. Вещественного оформления пядь не имела - использовали кисть руки.

Итак, по мнению ряда исследователей, древнерусская система мер длины имела следующий вид: 1 верста = 750 саженям = 2250 локтям =4500 пядям.

Меры площади. В Киевской Руси мер площади, как квадратных мер, судя по сохранившимся источникам, не было (хотя, вероятно, древнерусские зодчие и землемеры имели о них представление). Практически в мерах площади нуждались в основном для определения размеров земельных участков. Однако требования к точности этих определений были невелики уже вследствие неопределенности границ земельных участков, которые далеко не всегда соприкасались друг с другом и имели межевые знаки. В древней Руси в целях податного обложения использовали упоминание в летописных источниках чисто условные единицы, которые характеризовали рабочую силу или сельскохозяйственный инвентарь, а также меры, в основе которых лежали трудовые возможности. Отсюда такие наименования земельных мер (единиц обложения), как «дом» (семья) или «дым», «рало», «соха», «обжа» и пр. «Трудовой» характер мер «соха» и «обжа» и их соотношение явствуют из более позднего документа, сохранившегося ответа новгородцев на запрос Ивана III в 1478г.: «Три обжи - соха, а обжа - 1 человек на 1 лошади орет; а кто на 3 лошадях и сам третий орет, ино то соха». Следует, заметить, что аналогичные меры издавна применяли также в других государствах: римский югер представлял земельный участок, обрабатываемый на паре волов в течении дня, а древнегерманский морген - в течение утра.

Такие меры являлись естественными для той эпохи, когда сколько- нибудь точному определению площадей препятствовало слабое знакомство с основами геометрии и трудность их приложения к земельным участкам неправильной формы. С течением времени для пахотных земель доминирующую роль стала играть четверть - площадь, на которую высевали четверть ржи. Благодаря введению таких мер, как четверть и ее доли, земельные меры оказались связанными с реальными вещественными, имевшими вполне определенное объемное значение. Они были лишены некоторых недостатков таких мер, как соха или обжа (зависимость от неодинаковой продолжительности светового времени суток, от работоспособности лошадей и пр.), но все же были неопределенными в геометрическом смысле и зависели от ряда факторов (прежде всего от качества земли). Тем не менее практически «посевные» меры оказались в какой- то степени удобными для земледельцев, представляя для них нечто конкретное, понятное. Кроме того, появилась возможность несколько объективнее и точнее определять размер податного обложения, тем более что иногда учитывались также некоторые другие факторы (например, состоятельность землевладельцев и качество земли) в целях установления обложения «по силе». Вместе с тем и «трудовые», и «посевные», и «урожайные» меры (для сенокосных угодий широко применяли копны сена - «урожайные» меры, которые лишь постепенно стали приобретать некоторую определенность; копны иногда использовали в качестве мер также для посевных площадей заключали в себе элементы субъективизма и произвола, которые проявились непосредственно в практике использования этих мер и, естественно, приводили к многочисленным спорам при установлении размеров податного обложения.

Меры объема. Первичными мерами объема являлись обычные для хозяйственной практики сосуды и другие вместилища, которые после достижения некоторого единообразия объемов стали употреблять в качестве мерила количества зерна, вина и пр. при операциях товарообмена. Издавна меры объема имели две конкретные области применения - для сыпучих тел и для жидкостей. В древней Руси основная система мер для сыпучих тел выражалась следующей схемой: 1 кадь = 2 половникам = 4 четвертям = 8 осьминам. Для мер жидкости наиболее употребительными являлись бочка, ведро, корчага.

Путем сопоставления свидетельств различных исторических источников А.И. Никитский пришел к выводу, что кадь вмещала 14 пудов ржи, т.е. 229,32 кг; отсюда для половника, четверти и осьмины получаются следующие весовые эквиваленты:7, и пуда ржи.

Значения и соотношения древнерусских мер жидкостей - бочки, ведра, корчаги, неизвестны; по приближенным подсчетам Д. И. Прозоровского ведро вмещало около 24 фунтов воды (около 9,8 кг), но этот вывод мотивирован недостаточно. Относительно корчаги имеются данные, позволяющие считать, что она равнялась позднейшего ведра (это ведро вмещало 30 фунтов чистой воды). Наибольшее распространение имело ведро - практически весьма удобная мера, сохранившаяся (с некоторыми изменениями) до XX в.

Анализ новгородских писцовых книг, в которых для 1 бочки и 20 ведер указывается эквивалент 3 бочки, приводит к выводу, что одна бочка содержала 10 ведер.

Меры веса. В наибольшей степени веса нашли применение в области торговли. В конце X в. В Киеве торговля «весчими» товарами была уже значительной, а в дальнейшем с ним стали соперничать Новгород, Суздаль, Ростов, Владимир, Москва и другие города. Разнообразие купли- продажи требовало использования различных мер веса.

В литературных памятниках XI - XV вв. упоминается следующие меры веса: берковец, пуд, гривна, гривенка, золотник, а с XIII в. Также почка и пирог. Однако эти источники не дают ясных соотношений мер, поэтому приходится ориентироваться на источники XVI - XVII вв, когда имели место следующие соотношения: берковец = 10 гудам = 400 гривнам = 800 гривенкам. Гривенка 2 полугривенкам = 48золотникам = 1200 почкам = 4800 пирогам. В это время наибольшая мера веса - берковец - равнялась 163,8 кг, пуд - 16,38 кг, что полностью совпадает с дореволюционными мерами.

Русская метрология эпохи образования и укрепления Московского Государства XV - XVII вв.

XV век - эпоха объединения Руси вокруг Московского княжества в условиях ослабевающего с каждым десятилетием монголо - татарского ига, в условиях роста международных связей, укрепления великокняжеской власти.

XVI - XVII столетия - эпоха, когда Московское государство, ликвидировав последние остатки деления на отдельные княжества, усилилось и получило возможность расширить свои границы на востоке и юго - востоке. Переход от натурального хозяйства к денежному пока еще носит частичный характер, но замкнутые крупные хозяйства уже а значительной степени производят продукты для рыночной торговли, происходит формирование всероссийского рынка. В процессе этой перестройки сильно увеличиваются размеры обрабатываемых земельных площадей, расширяется торговля как внутренняя, так и внешняя, возрастает добыча полезных ископаемых, строятся первые железоделательные заводы и пр. Новые формы государственности и экономического сбыта и новые задачи, возникшие в связи с образованием Московского Государства, отразились и на метрологии.

Государственная политика была направлена на упорядочение мер и измерений, на придание большей стройности, полноты и законченности всей системы мер (длины, площади, объема, веса).

К единству мер стремились не только великие князья, но в той или иной степени и удельные (вспомним грамоту белозерского князя Михаила Андреевича, в которой запрещалось использовать иные меры, кроме установленных им - «опричь моее меры печатныя»). Московские князья проводили мероприятия, направленные на устранение локального метрологического разнообразия. Уже при Иване III (1462 - 1505 гг.), когда завершалось объединение Руси, более или менее настойчиво стремились увязать московские и местные меры, вводили даже некоторые изменения значений местных мер, в результате чего между теми и другими устанавливались простые, в основном целочисленные соотношения. В дальнейшем местные меры постепенно заменяли московскими, и должностным лицам неоднократно указывалось на необходимость пользоваться новыми московскими мерами.

Мероприятия по унификации мер распространялись главным образом на города, торги, ярмарки и пр.; в житейский обиход государственный аппарат мало вмешивался, особенно в быт национальных меньшинств (татар, чувашей, удмуртов и др.), лишь при участии в городской торговле последних постепенно обязывали пользоваться общегосударственными мерами. Особенно интенсивным становятся стремление центральной власти к унификации мер с середины XVI в. Двинская грамота Ивана Грозного о новых печатных мерах (осьминах) от 21 декабря 1550 г. является исторически важным документом, который дает особенно обстоятельное представление о системе мероприятий, опиравшийся преимущественно на органы земского самоуправления, и о порядке передачи верных значений единиц измерения от образцовых мер к рабочим. Вместе с грамотой выборным людям посылалась «мера медная новая» (осьмина), предписывалось изготовить копии с этой меры («спуски новые деревянные») и заклеймить все меры, которые будут изготовлены. Новые меры надлежало изготовить в достаточном количестве («сколько будет надобе») и передать городским «померщиком», которые, в свою очередь, должны были давать их «всем людям, всякое жито мерити». Таким образом, как видно из этой грамоты, в то время с образцовых мер, хранившихся уже не в церковных учреждениях, а в приказах Московского государства, снимали копии, представлявшие собой как бы образцовые меры 2-го разряда, а на местах изготовляли по этим мерам образцовые меры 3-го разряда и рабочие. «Меры медяные новые» рассылали в это время из Москвы по всему государству.

Новые политические и производственно - экономические условия Московского государства наложили отпечаток не только на систему мер, но и на организацию, масштабы и характер их использования. В соответствии с централизацией управления, новыми общегосударственными задачами, созданием всероссийского рынка и ростом потребности государства в налоговых поступлениях создается мощный исполнительный и учетный аппарат. Измерения в значительной степени выполняют уже государственные чиновники и привлекавшиеся к ним в помощь выборные от торговых людей или от органов местного самоуправления. Масштабы измерений охватывает гораздо большую, нежели ранее, территорию. Новые задачи требуют развития и усовершенствования методики измерений, повышения их точности, подготовки аппарата, пригодного для выполнения функций измерения, учета, контроля и пр. новые требования соответствовали происшедшим и совершающимся культурным сдвигам.

В это время на Руси как бы образовалась такая психологическая атмосфера, которая благоприятствовала усвоению высоких представлений о роли меры и числа, о значении измерений не только для практических, но и для познавательных целей. В рукописных работах арифметического и геометрического содержания XVII в. Встречаются блестящие, увлекательные панегирики науке арифметике, которая, как уже тогда понимали, лежала в основе выполнения измерений и вычислений: «Еллино- греческим диалектом арифметика нарицаются, а сладчайшимми языком численница именуется. Аз… числа, меры, поставы, весы считаю и украшаю и право мерило во всем уставляю… геометрия убо и астрономия мною ся исправляют… Аз есмь всякому рукоделию мера… Аз заочные невидимые и предъочные дела объявляю; в солнечном же и в лунном течении разум многим подаваю и в морском плавании и в земном верстании наставляю и меру указую».

Немало сведений о мерах и выполнении измерений содержалось в различных специальных руководствах, как- то руководствах по землемерному делу(«сошные мудрости»), «Торговой книге», «Уставе ратных, пушечных и других дел» и других, составляемых, переводимых или компилируемых; этими руководствами пользовались приказы Московского государства и непосредственные исполнители в своей практической работе.

Метрологическая реформа Петра I. Метрологическая деятельность Российской Академии Наук и. М. В. Ломоносова XVIII в.

Осуществление поставленной Петром I задачи «прорубить окно в Европу», повлекшее за собой чрезвычайное расширение культурных, научных, производственных и торговых связей с Западом, отразилось на метрологии как петровской, так и послепетровской эпохи. Развитие системы русских мер получило ряд особенностей,из которых наиболее важными явились значительное увеличение числа малых мер, повышавших точность измерений, и сближение русских мер длины с английскими, выразившееся в установлении простых соотношений между ними (путем небольшого изменения значения русских мер) и во введении некоторых английских мер, что отразилось также на мерах площади и объема. Особенно важным явилось введение новых единиц, предназначенных для неизмерявшихся ранее величин (механических, тепловых, электрических, магнитных).

Процесс технического перевооружения России Петр I связывал с получением точных количественных сведений, касавшихся торговли, промышленности, строительства, картографии и пр. Для выполнения этой работы, требовавшей многочисленных измерений, следовало подготовить новые квалифицированные кадры, для чего необходимо было учредить различные учебные заведения и издать соответствующие руководства, а также следовало оснастить страну мерами и измерительными приборами, улучшить измерительную базу.

Наряду с учебными заведениями общего типа были специальные учебные заведения: Навигацкая школа в Москве в 1701 г., инженерная школа в Москве артиллерийская школа в Петербурге в 1711 г., Морская академия в Петербурге в 1715 г., горные школы и пр.

Еще в конце XVII в. Петром I был организован ввоз различных измерительных приборов (угломерных, оптических и др.), требовавшихся для армии и флота. В первой четверти XVII в. Импорт значительно возрос, в связи с чем появились ремонто - юстировоные мастерские, а затем и мастерские для изготовления некоторых приборов: при «навигацкой» школе, при дворе Петра I, при доме Я. В. Брюса, при Морской академии.

Расширилась лабораторно- контрольная база. На многих заводах были организованы контрольно- измерительные лаборатории, достаточно хорошо оснащенные мерами длины, веса и весоизмерительными приборами, учреждены пробирные лаборатории. Особенно большое значение имело то, что при Академии наук была создана новая приборостроительная база; с начала существования Академии наук при ней были открыты «инструментальная палата» - мастерская, в которой изготовляли астролябии, компасы, нивелиры, квадраты, - а также «барометренная палата», изготовлявшая барометры, термометры, микроскопы и т.п., причем эти мастерские удовлетворяли спрос и других организаций, частично поставляли им обученных мастеров. Был организован ряд других, казенных и частных мастерских как в Петербурге, так и в провинции.

В XVIII в., как и ранее, объединенного метрологического руководства в стране не существовало - выполнение основных метрологических функций не было еще сконцентрировано в каком - либо одном ведомстве или учреждении. Однако выделялись некоторые центры, где метрологическая работа велась в наибольшей степени. Коммерц- коллегия, принявшая на себя значительную часть функций прежних приказов Большого прихода и Большой казны, ведала, в частности, вопросами дальнейшего внедрения мер в практику торговли и метрологического обслуживания этой сферы. Адмиралтейств- коллегия руководила процессом внутриведомственного использования мер, в том числе угловых, а также угломерных приборов и компасов. Берг- коллегия ведала измерительным хозяйством горных заводов, рудников и монетных дворов с их приборными лабораториями, причем особенные успехи были достигнуты в области весоизмерительного хозяйства; здесь метрологическая культура вообще стояла на большой высоте. Академия наук, обладавшая самостоятельным образцовым измерительным хозяйством, наиболее успешно решала задачу воспроизведения и использования угловых единиц, единиц времени, температуры и давления, распространяя свое научно- методологическое руководство частично даже на провинцию.

Вопрос выбора эталонов оказался сложным. К середине 30-годов XVIII века было решено сделать из весов Петербургской таможни образцовые, поместить их в Сенате и по ним производить проверку.

Образцом меры длины при определении аршина и сажени послужила линейка, принадлежащая ранее Петру I. По ней были изготовлены образцы мер длин - медный аршин и деревянная сажень. За основу мер жидкости было принято ведро, присланное из Каменномостского питейного двора в Москве. За основу мер сыпучих тел был выбран четверик Московской таможни, был создан эталон русского фунта. Царский же указ установил единообразный материал для торговых гирь - чугун.

В 1736 году Сенат принял решение об образовании Комиссии мер и весов во главе с главным директором Монетного правления графом Михаилом Гавриловичем Головкиным. Комиссией был внесен проект о десятичном построении мер с учетом того, что система русского денежного счета была построена по принципу десятичности.

Десятичный принцип в русской метрологии XVIII в.

История метрологии XVIII в. содержит интересные материалы относительно первых шагов в области десятичного подразделения мер длины - того принципа, который лег в основу метрической системы мер. Однако освещение предварительных начинаний в деле перехода на десятичную систему мер почти не встречается в отечественной литературе, за исключением материалов, связанных с деятельностью Комиссии о весах и мера 1736 г., с инициативой шведа Иоганна Гарбермана, привлеченного к работе этой Комиссии. Между тем такая трактовка является неточной. Предложение о переходе на десятичную систему мер было сделано В. Н. Татищевым, как явствует из его биографии, еще в 20- х годах, т. е. значительно ранее образования Комиссии, и этот вопрос был поставлен официально еще до начала работ Комиссии.

Десятичное подразделение мер было известно как на Западе, так и в России еще до начала работ Комиссии. Так, в изданном в 1728 г. руководстве по математическим наукам петербургского академика Я. Германа читаем: « Пертика содержит 10 фунтов в длину, фут - 10 дюймов, а дюйм - 10 линей и тако по ряду»; особенно интересно то, что здесь предусматривается неограниченное продолжение десятичного деления, как в метрической системе мер.

Вопрос о десятичном подразделении системы мер не был, по- видимому, снят с повестки дня даже через 2 лет после завершения работ Комиссии о весах и мерах; так, в этой же работе Румовский упоминает о возможности того, что «десятичное деление меры принято будет», и считает нужным ставить задачи, связанные с использованием мер, опирающихся не только на 7- футовую геометрическую сажень.

Хотя в XVIII в. Единство измерений не было достигнуто в достаточной степени, однако в отношении унификации в России положение обстояло значительно лучше, чем в большинстве стран Запада, уже потому, что была официально установлена единая система мер и осуществлены исходные общеобязательные образцы мер длины, объема и веса.

Быстрый рост торговых связей с западно- европейскими государствами еще с конца XVIIв. Привел к необходимости внимательно также метрологические разнообразие, имевшее место за границей.

Русская метрология эпохи зарождения и распространения. Метрической системы. Метрологическая деятельность Д.И. Менделеева.

XIX - начало XX в.

На пороге XIX в. Произошло знаменательное в истории метрологии событие: декретом французского революционного правительства от 10 декабря 1799 г. была легализована и введена во Фанции в качестве обязательной метрическая система мер, предназначенная по мысли ее творцов на все времена, для всех народов. Однако, несмотря на свои крупные преимуества, эта система не сразу была внедрена даже во Франции.

Наполеон Бонапарт декретом от 12 февраля 1812 г. связал метр с туазом и тем нарушил десятичный принцип деления. В 30-х годах во Франции фактически применялись две системы мер: основанная на туазе и основанная на метре. «Во Франции, - писал Э. Х. Ленц в 1839 г. - приняты две меры: парижский фут…, 6 футов составляют туаз; метр. Лишь законом от 4 июля 1837 г. метрическая система мер в ее первоначальном виде была объявлена обязательной для употребления во Франции с 1 января 1840 г. только после этого распространение системы за пределы Франции стало сколько- нибудь реальным.

Для России описываемый период характеризуется значительно возросшими темпами развития науки, техники, промышленности и торговли, основываются различные высшие учебные заведения, научно- исследовательские учреждения высокого класса, многочисленные научные общества, проводится ряд съездов ученых, исследователей и инженеров, совершаются кругосветные плавания, увеличиваются во много раз добыча полезных ископаемых, создаются новые отрасли промышленности, появляются железные дороги, начинается электрификация предприятий, чрезвычайно расширяется торговля внутренняя и внешняя, а многочисленные выставки и ярмарки особенно ярко иллюстрируют рост торговли и промышленности в государстве.

В соответствии с этим развивалась и метрология: были проведены мероприятия в целях повсеместного распространения единой системы русских мер, коренным образом улучшено состояние эталонного и образцового измерительного хозяйства, расширена номенклатура мер, организовано центральное метрологическое учреждение - Главная палата мер и весов,на территории России создаются государственные поверочные учреждения.

В 1827 г. была образована Комиссия «для постановления на неизменных началах системы Российских мер и весов». В состав Комиссии входили академики А.И. Ламберти, В.К. Вишневский и Э.А. Коллинс. Комиссия провела большую предварительную работу, собрав образцы различных русских и иностранных мер, выполнив ряд сличений их и др. В 1833 г. Комиссия была реорганизована и состав ее усилен; в нее вошли министр внутренних дел, представители Министерства финансов, Горного и Монетного департаментов и академик А.Я. Шуберт и др. Комиссией были созданы в 30-х годах единые государственные эталоны мер длины и веса и первичные образцы мер объема сыпучих тел и жидкостей. В соответствии с указом «О системе Российских мер и весов» 1835 г., узаконившим ряд мер длины, объема и веса, при Министерстве финансов, ведавшем в XIX в. Также вопросами торговли и промышленности, было построено в 1841 г. в Петербурге, на территории Петропавловской крепости здание для центрального метрологического учреждения - Депо образцовых мер и весов, которое возглавлял академик А.Я. Купфер с 1842 по 1865 г. Основными задачами Депо явились хранение созданных эталонов, их копий и образцов различных иностранных мер, сличение их с образцами русских мер, изготовление и поверка мер, поверка образцовых мер, рассылаемых в разные районы государства. После подведения такой метрологической базы и изготовления достаточного количества образцовых мер было издано Положение о весах и мерах от 4 июня 1842 г., предусматривавшее обязательное применение только русских мер во всем государстве.

Первая половина XIX в. Характеризуется также повышением интереса ученых к теоретическим вопросам метрологии, в частности, к классификации погрешностей. Необходимо назвать В.Я. Струве, который в 1837 г. в своем знаменитом произведении «Микрометрические измерения двойных и многократных звезд» писал: «Природа возникающих погрешностей двойственна. Они возникают или из причин, действующих в постоянном направлении, или из дефектов органов чувств и из вредного воздействия внешних условий, называемых случайными причинами…», Струве разделял также постоянные (т.е. систематические) погрешности на инструментальные и личные и указывал пути их уменьшения.

Во второй половине и особенно в последней четверти XIX в. Произошли важные события международного метрологического значения, положившие прочное начало объединенной работе метрологов разных стран и распространению метрологической системы.

Инициатива Петербургской Академии наук в учреждении Международного общества и подписание Россией Метрической конвенции 1875 г. ни в коей мере не были изолированными, тем более случайными моментами в истории русской метрологии.

В соответствии с развитием различных отраслей промышленности и прогрессом науки номенклатуры допущенных к применению мер значительно увеличилась, вошли в практику новые виды измерений в области механических и тепловых величин, начали измерять электрические и световые величины. В течение почти всего XIX в. Имелись только ведомственные эталоны единиц физических величин, с основанием же Главной палаты стали создавать государственные эталоны, признанные общеобязательными для различных отраслей хозяйства.

Процесс создания новых эталонов, выполнения исследовательских работ, проведения мероприятий, направленных на осуществление верности и единства мер, освещался в основанном в 1894 г. непериодическом журнале «Временник Главной палаты мер и весов».

Особого рассмотрения заслуживает деятельность по постепенному, параллельному внедрению в России метрической системы мер. созданная в 1876 г. русским техническим обществом комиссия под председательством академика А. В. Гадолина составила план постепенного внедрения системы в России; в 1884 г. это общество издало брошюру профессора О. Д. Хвольсона «О метрической системе мер и весов и о ее введении в России». В 80-х годах русские электрики стали ориентироваться на разработанные и принятые международными конгрессами электриков 1881 и 1889 гг. абсолютные системы электрических единиц, основанные на метрических единицах длины и массы. Военно- топографический отдел Главного штаба впервые в мире стал пользоваться с 1888 г. базисным прибором шведского профессора Едерина, предназначенным для измерения базисов в метрических мерах.

Положение о мерах и весах от 4 июня 1899 г. было разрешено в факультативном порядке применять метрические меры в торговле, в казенных ведомствах и общественных управлениях. На базе этого Положения частично перешли на метрическую систему мер некоторые ведомства, продолжавшие, впрочем, пользоваться также и русскими мерами; так, в правилах и инструкциях Горного ведомства указывалось, что в золотодобывающей промышленности следует применять «половинный граммовый разновес» наряду с разновесами из русских мер, что ступеньки лестниц при доменных печах должны быть «шириной не менее 8 дюйм. Или 20 сант.» и пр., объем выражался как в литрах, так и в кубических футах и т.д..

Центральные метрологические учреждения активно участвовали в подготовке к введению метрической системы. В 1899 г. Главная палата издала краткие, а в 1902 г. более подробные «Сравнительные таблицы русских, метрических и английских мер», где точность вычисленных значений соответствовала точности, достигнутой при возобновлении прототипов (отклонение не превышало для мер длины и для мер веса). «Таблицами» Главной палаты 1902 г. были установлены допускаемые погрешности также для метрических мер. Для рабочих («торговых») мер длины они составляли по видам мер: для концевых мер (металлических и деревянных) - 1 мм на метр () и мм на полметра и на дециметр; для штриховых мер (металлических и деревянных) - 1 мм на каждый метр или часть метра; для землемерных цепей и лент длиной 20 м - 127 мм, длиной 10 м - 63 мм. Для мер сыпучих тел и жидкостей была установлена единая общая погрешность - по весовому содержанию. Для мер веса погрешности были значительно дифференцированы: для обыкновенных мер веса - 800 мг на килограмм (кг), 120 мг на гектограмм, 20 мг на грамм; для точных мер веса - 200 мг на килограмм, 30 мг на гектограмм, 2 мг на грамм; для специальных мер веса - в зависимости от типа весов (десятичных, сотенных, тысячных).

С первого года деятельности палаток в них стали поверять частично концевые и штриховые метрические меры длиной до 1 м, а также землемерные ленты длиной до 20м. в 1900/1901 отчетном году поверочными палатками было поверено точных метрических мер 8907 штук, а в 1906 г. - уже 15447 штук, т.е. объем поверки возрос почти в 20 раз. В 1914 г. было поверено 271199 метрических мер, причем брак составлял 3,1%.

Следует заметить, что внедрению метрической системы мер способствовало также то обстоятельство, что единицы многих физических величин с самого начала были образованы с использованием метрических мер и в таком именно виде пришли с Запада в Россию.

Все же, несмотря на такие несомненные успехи, царское правительство оказалось не в состоянии сделать последний, решительный шаг и узаконить метрическую систему в качестве единой и общеобязательной.

Это сделала Советская власть декретом правительства от 14 сентября 1918 г.

Метрология в СССР

До 1918 г. метрическая система внедрялась в России факультативно, наряду со старой русской и английской (дюймовой) системами. Значительные изменения в метрологической деятельности стали происходить после подписания Советом народных комиссаров РСФСР декрета "О введении международной метрической системы мер и весов". Внедрение метрической системы в России происходило с 1918 по 1927 г. После Великой Отечественной войны и до сего времени метрологическая работа в СССР проводится под руководством Государственного комитета по стандартам (Госстандарт).

В I960 г. XI Международная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц ФВ -- систему СИ. Сегодня метрическая система узаконена более чем в 124 странах мира.

В настоящее время на базе Главной палаты мер и весов существует высшее научное учреждение РФ -- Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ). В лабораториях института разрабатываются и хранятся государственные эталоны единиц измерений, определяются физические константы и свойства веществ и материалов. Тематика работ института охватывает линейные, угловые, оптические и фотометрические, акустические, электрические и магнитные измерения, измерения массы, плотности, силы, давления, вязкости, твердости, скорости, ускорения и ряда других величин.

В 1955 г. под Москвой был создан второй метрологический центр СССР -- ныне Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ). Он разрабатывает эталоны и средства точных измерений в ряде важнейших областей науки и техники: радиоэлектронике, службе времени и частоты, акустике, атомной физике, физике низких температур и высоких давлений.

Данный этап характеризуется небывалым размахом всей метрологической деятельности в стране. Отличительной его особенностью является повсеместное внедрение стандартизации как главной организационно-правовой формы обеспечения единства измерений. Разработана и внедрена Государственная система стандартизации (ГСС). Организационные принципы построения и основные задачи метрологической службы страны в рамках ГСС регламентируются установленной Госстандартом СССР в 1973 г. структурой метрологической службы и основополагающим ГОСТ 1.25-76 "ГСС. Метрологическое обеспечение. Основные положения". Государственная метрологическая служба к этому времени состояла из почти полутора десятков институтов и около 250 территориальных органов, возглавляемых Госстандартом СССР с 15 республиканскими управлениями.

Повсеместное использование измерений и измерительной техники в промышленном производстве обусловило создание, наряду с государственной метрологической службой, органов ведомственного контроля за мерами и измерительными приборами. В 1970-80-е гг. в большинстве министерств и ведомств, в производственных объединениях и на крупных предприятиях были организованы ведомственные метрологические службы (отделы главного метролога) с широкими полномочиями в области обеспечения единства измерений.

Появление квалиметрии - раздела метрологии, посвященного проблемам измерения качества продукции, стимулировало распространение идей и методов этой науки на область измерения нефизических величин и ознаменовало начало современного этапа развития метрологии. В настоящее время измерения применяются в экономике, психологии, социологии, истории и многих других гуманитарных науках. Практически не осталось областей человеческой деятельности, где применение измерений для получения достоверной количественной информации не оказало бы существенного влияния на их развитие. Метрология и стандартизация применяются не только в науке и технике, на производстве, но и в быту, в искусстве, в общественной и политической жизни. Поэтому знание основ метрологии, стандартизации, измерений и контроля качества необходимо не только специалистам в области техники, но и каждому культурному человеку.

Метрология в Российской Федерации

После развала в 1991 г. Советского Союза, в течение нескольких лет произошел значительный спад работ в области метрологии в странах СНГ, в том числе и в Российской Федерации. На многих предприятиях были значительно сокращены, а иногда и ликвидированы службы метрологии. Однако вскоре произошло осознание того факта, что без метрологического обеспечения невозможен выпуск качественной продукции. Поэтому службам метрологии в настоящее время уделяется все большее внимание на абсолютном большинстве предприятий.

В настоящее время развитие метрологии в Российской Федерации осуществляется в соответствии с законом "Об обеспечении единства измерений", принятым в 1993 г.

мера измерение служба метрология

Заключение

Метрология есть «учение об измерениях, приводимых к эталонам». Эти слова отнюдь не ограничивают сколько- нибудь значительно сферу ведения метрологии, поскольку все измерения, претендующие на достоверность и общеобязательность результатов, могут являться таковыми прежде всего на основе «приведения к эталонам», на основе передачи верных значений единиц измерения от эталонов до рабочих мер. «всякое измерение в конечном счете приводится к сравнению с эталонами; без этого сравнения измерение практически теряет смысл». При отсутствии такого приведения результаты измерений в торговле, промышленности, техник, науке будут значительно расходиться друг с другом.

Прошло время. Минули тысячелетия. Человечество далеко ушло в технике измерений. И чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология. Пользуясь современными методами, ученые точно измеряют свойства вещей и явлений. Эти измерения являются одним из средств овладения природой, подчинения ее нашим нуждам. Старые средства измерений (палка, тень, чашка, камень) заменились новыми, позволяющими нам воспринимать невидимый свет, ощущать магнитные силы и другие явления, которые иначе были бы нам неизвестны.

Ход общего развития науки и техники показывает, что метрология является фундаментальной предпосылкой прогресса почти во всех отраслях науки, техники и экономики.

Список используемых источников

1. «История метрологии, стандартизации, сертификации и управления качеством»: Учебное пособие / С.В. Мищенко, С.В. Пономарев, Е.С. Пономарева, Р.Н. Евлахин, Г.В. Мозгова. - Тамбов, 2004. - 112 с.

2. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии: Учебное пособие для вузов под редакцией В.А. Кузнецова. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1995.

3. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. - М.: Логос, 2001.

4. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология: Учебник для вузов. - М.: Логос, 2005.

5. Шостьин Н. А. Очерки истории русской метрологии. ХI век - начало ХIХ века. - Издательство стандартов, 1990. - 272 с.

Тест

1.Метрология с греческого переводится

А) мера

Б)длина

В) ширина

Г) высота

2. Метрология это наука о(об)

А) математических операциях (сложения, вычиьания)

Б) изучении рынка

В) измерениях

Г) управлении спросом

3. Важнейшим документом XVI века является

А) Двинская грамота Ивана Грозного

Б) задачи Петра I "прорубить окно в Европу

В) капитальный труд "Общая метрология",

Г) Совнарком РСФСР принял декрет "О введении международной метрической системы мер и весов",

4. Год создания Карлом Гауссом абсолютных систем единиц

А) 1875

Б) 1905

В) 1832

Г) 1998

5. Единица веса драгоценных камней

А) килограмм

Б) карат

В) грамм