4.1. Системы мер и единицы измерений

. Выбор единицы измерений составляет фундаментальный шаг в любых видах измерений. Поэтому, с глубокой древности человеком совершался выбор удобных в обращении и узаконенных единичных мер протяженности пространства и времени. Они менялись в зависимости от прогресса в измерительных системах. Каждому историческому этапу соответствует своя система единиц измерений, своя система мер. Переход к новым научным и промышленным технологиям на новом этапе развития общества возможен только при качественно новом уровне измерений, при условии введения новой системы единиц измерений и мер. В геодезии понятие система мер и единицы измерений, а также точность измерений являются фундаментальными. К самой единице меры предъявляются ряд жестких требований, при соблюдении которых возможно ее использование, таких как неизменность, постоянство, доступность, универсальность, всеобщность и др. Процесс выбора единиц длины, веса, времени первоначально складывался стихийно. В основу оценки и измерения времени были положены повторяющиеся (ритмические) процессы смены дня, ночи, года, сезона, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси, обращением Земли вокруг Солнца, Луны вокруг Земли. В качестве единицы длины использовались общедоступные, естественные, сравнительно неизменные образцы или связанные со временем (например, «два дня пути»), или части человеческого тела (рост, локоть, ладонь, палец, ступня), или продукты человеческой деятельности (размер зерен). Древний философ Протагор сказал, что «Человек – мера всех вещей». В какой-то степени это прямо или косвенно соответствовало действительности. Для оценки расстояний ему достаточно было меры своего перехода за световой день или его часть; для основной единицы – площади - площадь поля, вспаханного волами за световой день. В оценке длины, размера объектов использовалась мера, равная росту человека, а для малых расстояний – локоть, ступня (фут), ладонь, пядь (между растопыренными большим пальцем и мизинцем) и палец (ширина). В дальнейшем потребовались осредненные величины этих мер, а затем и искусственные меры – образцы или эталоны - и рабочие меры (изготовленные копии с эталонов). Кроме частей человеческого тела в качестве меры использовались относительно неизменные предметы: ячменное и маковое зерна. Для выработки системы единиц измерений кроме обязательных условий, необходимо было иметь сложившуюся технологию геодезических измерений, соответствующую уровню производства материальных благ, строительства и земледелия, затрагивающую интересы государства и большинства людей.

По сохранившимся историческим источникам в середине третьего тысячелетия (в 24в.) до н.э. произошло выдающееся событие: Аккадским царем Саргоном в Месопотамии была введена первая единая система мер и весов (единиц измерений), поэтому называется Аккадской, просуществовала около двух тысячелетий.

Изображение основной меры единицы длины - локтя, обнаружено на коленях одной из статуй сидящего царя Гудеа. На многих расшифрованных глиняных табличках приведены тексты с таблицами мер и весов. Это подтверждает то огромное значение, которое придавалось в Месопотамии соответствующим измерениям.

По версии исследователей Лемана и Хаупта аккадская система была единой и взаимосвязанной – меры времени, длины, веса, объема. Единицей длины был локоть (от локтя согнутой руки до кончика среднего пальца), десятая часть двойного локтя была принята за ребро куба, наполненного водой, вес которого был равен двойной или тяжелой «мине» (982,4г). В свою очередь, длина секундного маятника на широте Вавилона равнялась 992,35мм, а двойной вавилонский локоть был равен 992,33мм. Предполагают, что и мера звука была связана с мерой длины (длина эталона трубки камертона). Предполагают также, что гармоничность мира находила свое соответствие в единой системе мер.

Упорядочение мер и весов в Египте произошло в 283-263г.г. до н.э.; в Китае – в период царства Цинь, в 221–207г.г. до н.э. Аккадская система мер оказала влияние на египетскую, греческую и римскую, а через них и на другие страны, включая и Россию.

В Новое время, когда начался социальный и экономический прогресс, расширились связи между государствами, одним из величайших затруднений в международной торговле было различие и множественность в системах мер. Так словом «фунт» обозначались 391 единица веса, а словом «фут» - 282 различных единицы длины. Во второй половине 18в. по инициативе Франции стали предприниматься шаги к созданию единой универсальной системы мер и весов, не связанной с размерами частей человеческого тела, а взятой из природы, устойчивую при любых воздействиях. В результате проведенных геодезических измерений была выведена единица длины как часть окружности земного шара. Во Франции «26 марта 1792г. была введена метрическая система мер. Единицей длины стал метр, равный 1:10 000000 доле четверти парижского меридиана (от полюса до экватора). Единицей измерения площади стал «ар» - квадрат со стороной 10м и производный от него гектар «га», равный 100ар (100х100м). Единицей веса - килограмм.