Мир переходит на новую систему единиц измерений. Почему это важно и участвует ли в этом Россия?
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 неслучайно: 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 утвердит 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 платиноиридиевому 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…
Автор Александр Полозов
Источник: https://www.znak.com