17.1 Физическая величина. Единица физической величины

Единицы величин начали появляться с того момента, когда у человека возникла необходимость выражать что-либо количественно. Этим «что-либо» могло быть число предметов. В этом слу­чае измерение было предельно простым, так как заключалось в счете числа предметов, а единицей был один предмет, или, как мы говорим, одна штука. Но дальше задача усложнилась, так как возникла необходимость определять количество таких объектов, которые не поддавались штучному счету - жидкостей, сыпучих тел и т. п. Появились меры объема. Эти меры были одновременно и единицами объема при измерении. Потребность измерения длины вызвала появление мер длины.

Первыми мерами длины были части тела человека: пядь, ступня, локоть, а также шаг и т. п. Эти меры были одновременно и единицами длины.

Массу вещества определяли по его весу. Различие между весом и массой установили тогда, когда обнаружили, что в разных точках земного шара вес одной и той же массы неодинаков и зависит от силы земного притяжения.

Физическая величина - это свойство, общее в качественном отношении многим объектам (системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Индивидуальность в количественном отношении следует понимать в том смысле, что свойство может быть для одного объекта в определенное число раз больше или меньше, чем для другого.

Как правило, термин «величина» мы применяем в отношении свойств или их характеристик, которые мы умеем оценивать количественно, т. е. измерять. Существуют такие свойства и характеристики, которые мы еще не умеем оценивать количественно, но стремимся найти способ их количественной оценки, например, за­пах, вкус и т. п. Пока наука не определилась с единицей их измерения, мы избегаем называть их величинами, а называем свойствами.

В широком смысле слово «величина» - понятие многовидовое. Покажем это на примерах трех величин. Первый пример - это цена, стоимость товаров, выражаемая в денежных единицах. Раньше системы денежных единиц были обязательной составной частью книг по метрологии. В настоящее время иногда выходят статьи и книги, частично посвященные метрологии денежных еди­ниц.

Вторым примером разновидности величин можно назвать биологическую активность лекарственных веществ. Биологическая активность ряда витаминов, антибиотиков, гормональных препаратов и т. п. выражается в Международных единицах биологической активности обозначаемых буквами И. Е. Например, в рецептах указывают количество многих антибиотиков, витаминов в этих единицах (пенициллин 300 тыс. И. Е.).

Третий пример - физические величины, т. е. свойства, присущие физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам). Именно этими величинами больше всего занимается современная метрология, поэтому данная книга посвящена метрологии физических величин. Сказанное о величинах вообще относится, в частности, и к физическим величи­нам.

В стандарте есть только термин «физическая величина», а слово «величина» дано как краткая форма основного термина, которую разрешается применять в случаях, исключающих возможность различного толкования. Другими словами, можно называть физическую величину кратко величиной, если и без прилагательного, очевидно, что речь идет о физической величине. В дальнейшем тексте настоящей книги краткая форма термина «величина» применяется только в указанном смысле.

Выше было сказано о величине, как о многовидовом понятии. В метрологии слову «величина» придано терминологическое значе­ние путем наложения ограничения в виде прилагательного «физическая». Словом «величина» часто пытаются выразить размер дан­ной конкретной физической величины. Говорят: величина давления, величина скорости, величина напряжения. Это неправильно, так как давление, скорость, напряжение в правильном понимании этих слов являются величинами, и говорить о величине величины нельзя.

Единица физической величины - физическая величина, которой по определению придано значение, равное единице. Можно сказать также, что единица физической величины - такое ее значение, которое принимают за основание для сравнения с ним физических величин того же рода при их количественной оценке.