Зигмунд Перля - О станках и калибрах
Старая русская линейная мера — аршин — равнялась 1,5 локтя. Старая русская сажень представляла собой стабилизированный размер расстояния между концами средних пальцев расставленных рук, либо расстояния от пяты левой ноги до конца пальцев правой поднятой руки (косая сажень); само слово «сажень» произошло от слова «досягать» (руками или ногами). Кроме того, в древней Руси измеряли «пальцем» (толщина пальца) и «пядью» (длина ладони). А в Англии правильная сажень отмерялась длиной соприкасающихся левых ступней, шестнадцати поставленных друг другу в затылок специально выбранных мужчин. Такие меры применялись в старые времена во всех странах.
Наиболее развитые в торговом и промышленном отношениях страны уже в средние века испытывали большие неудобства из-за огромного разнообразия мер. Каждая из этих стран стала стремиться к введению у себя единой системы мер. Эта система должна была быть построена, исходя из меры, принятой за основу всей системы и хранящейся в условиях, препятствующих искажению ее размера. В наше время такая мера называется эталоном; она представляет собой образец основной меры, изготовленный из металла с наибольшей достижимой точностью. Основными эталонами называются {99} те, которые составляют основу мерительного дела в стране.
Правительства некоторых западноевропейских стран зачастую объявляли основной мерой величину какой-либо конечности государя или принадлежащего ему предмета. Так, франкский король Карл Великий (768—819) объявил основной мерой длину своей ступни, которая и была названа «королевским футом». А английский король Генрих I (1100—1135) объявил основной мерой расстояние от его собственного, королевского, носа до конца среднего пальца при горизонтально вытянутой руке; он же впоследствии объявил основной мерой длину своего скипетра. Эта величина была названа «элл».
Исходя из такого рода условных величин основной меры, изготовляли металлические стержни — эталоны, которые с древнейших времен для обеспечения их сохранности и неизменяемости размеров хранились в важнейших государственных зданиях, особо оберегаемых. Так, например, римляне хранили свою основную меру в главном храме.
По древней Руси проходили два великих сухопутно-речных торговых пути мирового значения. Первый — «из варяг в греки»: с севера — из скандинавских стран — на далекий юг — в страны, расположенные на берегах Черного и Средиземного морей; второй — из западной Европы в страны Азии. Поэтому еще в X столетии, раньше чем это произошло в других странах, в древней Руси начались попытки установления единства и сохранности мер и их точного применения. Хранение мер поручалось духовенству — ведь в те времена только церковь располагала наиболее надежными местами хранения — в монастырях. В церковном уставе князя Владимира имеется запись, смысл которой сводится к тому, что с давних времен веса и меры установлены богом; и с тех же пор епископам поручено блюсти эти веса и меры «без пакости, ни умножати, ни умалити» и за все это держать ответ перед богом в день великого суда, как и «о душах человеческих».
А в грамоте Новгородского князя Всеволода в XII столетии даны такие же указания, но предусмотрены суровые наказания за уклонение от точности измерения товаров. {100}
И все же в разных местностях, в разных городах еще очень долго продолжали «мерить на свой аршин».
В 1550 году для установления единых мер в Московском государстве были изготовлены «печатные медные меры». Их разослали царским людям для применения по всей Руси. Это были первые единые образцовые государственные металлические меры — первая попытка установить единообразие мер в стране.
Но короли и другие властители, конечности которых служили образцовыми мерами, умирали или их свергали, скипетры или другие металлические меры изнашивались и исчезали. Когда встречалась необходимость снова воспроизвести основную меру, это оказывалось невозможным. Приходилось создавать новый образец основной меры, только приближенно равный старому.
Отсюда и возникла необходимость в установлении такого рода эталона основной меры, величину которого всегда можно было бы точно воспроизвести.
Уже после введения Эдуардом 1 «железного локтя» в Англии в 1324 году был издан закон, гласивший, что три ячменных зерна (круглые и сухие), сложенные рядом по длине, составляют один дюйм, двенадцать дюймов составляют один фут, а три фута — один ярд. Принятие длины ячменного зерна в качестве исходной, относительно неизменной основной величины для образования системы мер было уже попыткой установить какой-либо природный образец основной меры. Выбор для этой цели зерен злачных растений был сделан не впервые в истории человечества. Еще за 2690 лет до нашей эры в Китае при богдыхане Хоанг-ли была принята в качестве основной меры длина звуковой трубы, величина которой составлялась из 90 пшеничных зерен, уложенных плотно одно за другим. В поисках неизменяющейся меры применяли в качестве «эталона» длину пшеничного зерна и древние арабы. Индусы также пользовались в древнейшие времена ячменными зернами для определения измеряемой длины или веса.
В 1496 году в соответствии с законом о ячменных зернах был изготовлен в Англии основной эталон ярда из латунного стержня восьмиугольного сечения. Этот эталон служил до 1588 года. При королеве Елизавете его заменили новым, также латунным стержнем, но прямоугольного сечения. {101}
Второй ярд, изготовленный в 1588 году, служил до 1824 года. И первый и второй эталоны ярда были концевыми мерами — точный размер ярда определялся расстоянием между поверхностями концевых срезов стержня. Развитие техники оптических измерений позволило изготовить новый ярд в 1824 году в виде штриховой меры — стержня, на котором длина ярда была очень точно отмечена двумя параллельными штрихами. Этот точный ярд — основная мера всей системы измерений — погиб в 1834 году при пожаре в парламенте, где он хранился. Пришлось делать новый эталон в сущности «наощупь», так как его изготовили на основе сравнения нескольких существующих копий ярда 1824 года, Если бы ярд представлял собой меру, равную по величине какому-либо неизменному предмету окружающей нас природы, всегда имелась бы возможность восстановить его с необходимой степенью точности или проверить его величину. Но таких предметов тогда еще не знали.
Туаз и метр
Многообразие и непостоянство основных мер были устранены лишь метрической системой мер и весов, возникшей во время Французской революции.
Введение метрической системы мер само по себе знаменовало переворот в мировой измерительной системе; этот переворот начался во Франции, так как революция дала толчок развитию уже ранее зародившихся мыслей ученых о необходимости создания единого и международного природного эталона постоянной линейной меры длины.
Французские ученые измерили одну четверть земного меридиана, проходящего через Париж, и в качестве природной неизменяемой меры выбрали одну десятимиллионную часть четверти этого меридиана, назвав ее метром. Свои измерения меридиана ученые произвели с помощью старой французской меры — туаза. Историческая заслуга этой меры в том, что она послужила основой создания метрической системы.
Еще в конце XVI века на наружной стене одного старинного замка в Париже, около тяжелых ворот, был укреплен железный стержень с двумя выступами на концах. Получилось нечто вроде современной измерительной скобы, о которой речь будет дальше. Расстояние между выступами выражало собой величину туаза, основной в {102} те времена французской меры длины. Туаз делился на 6 футов, фут — на 12 дюймов, дюйм — на 12 линий. Каждый желающий мог проверить величину своего туаза по эталону на стене.
Правильным считали туаз, который более или менее туго проходил между выступами эталона. Полагали, что проверка обеспечивает точность около 0,05 линии (около 0,1 миллиметра). В действительности такая точность не достигалась: стержень прогибался, величина расстояния между выступами искажалась, поверхности изнашивались, ржавчина съедала металл. В 1668 году размер стержня настолько исказился, что пришлось изготовить новый эталон. Внешне он был сходен со старым, но размер между выступами на этот раз был выбран меньше старого на 5 линий. Достоверных данных о причине такого изменения нет. Существует мнение, что расстояние между выступами нового эталона соответствовало половине ширины наружных ворот замка, полная ширина которых равнялась 12 футам.
По размеру нового туаза было изготовлено несколько копий. Двумя из них воспользовались, когда в 1735—1737 годах было предпринято в Перу (Южная Америка) и на севере Европы, в Лапландии, измерение длины дуги меридиана, соответствующей одному градусу, с целью определения величины диаметра земного шара. Туаз, которым производили измерения в Перу, был назван «перуанским», а туаз, которым производили измерения в Лапландии, — «северным».
