Методички 3-й курс 1-й семестр / ДЛЯ ТЕХ КТО МЕТРОЛОГИЮ ЗАВАЛИЛ / sergeev_a_g_metrologiya_istoriya_sovremennost_p

Глава 4. Развитие русской метрологии

К сожалению, в связи с государственным переворотом, при котором на престол была возведена Елизавета Петровна, в 1741 г. М.Г. Головкин был арестован и сослан в Сибирь, а в начале 1742 г. была распущена и комиссия.

Â1725 г. Академией наук был разработан ряд практических руководств по использованию различных единиц измерений. На многих заводах появились контрольно-измерительные лаборатории, оснащенные мерами длины и веса, учреждены пробирные лаборатории. При Академии наук открыта инструментальная палата, в которой изготовляли астролябии, компасы, нивелиры, термометры, барометры, микроскопы и другие средства измерений. Правда, эталонная база была еще очень слаба. В 1747 г. в России был лишь один эталон фута. Это приводило к большим расхождениям в результате одноименных измерений, поэтому предстояла большая работа по формированию эталонной базы. В 1761 г. Тульский оружейный завод получил инструкцию графа Шувалова относительно мер и лекал: «...по которой с пропорцией каждую вещь проверить мог».

ÂXVIII в. система мер укрепилась введением английских мер – фута, дюйма, линии. Это было необходимо для упрощения торговых операций с Западом при заказе морских судов.

Надзор за мерами и весами на первом этапе развития метрологии преимущественно находился в руках церкви. Объем этой работы постепенно увеличивался, особенно с развитием внутренней и внешней торговли.

Наряду с надзором за мерами и весами был организован в той или иной степени надзор за качеством товаров и предотвращением различных обманов в торговле, в частности оптовой торговле с заграницей, где злоупотребления приводили к особенно большому ущербу, а сплошная проверка достоинств и даже количества товаров практически была очень затруднительна, хотя формулировались правила для предотвращения обманов. Так, была учреждена особая должность браковщиков воска – главной статьи экспорта на Руси, установлены взыскания за продажу недоброкачественного товара, посторонние подмеси к товарам, утайку части серебра, данного для переплавки, и др. Было принято постановление, что покупать надлежит только проверенный и клейменый воск, а отрезы сукна, не

114

4.8. Обеспечение единства измерений

имеющие установленной длины, подлежат возвращению обратно без возражений со стороны продавцов.

ÂXVI–XVII вв. общая организация надзора и формы его осуществления в значительной степени изменились. В связи с усилением государственной власти и исключением ряда причин, приведших к поручению надзора за мерами и весами духовенству, в централизованном Московском государстве этот надзор был возложен, как уже упоминалось, на чиновничий аппарат, сконцентрированный в приказах, и на органы местного самоуправления. В течение XVI–XVII вв. была более или менее достигнута централизация надзора за мерами и весами и проведен в жизнь ряд мероприятий, имевших целью достижение верности и единства мер во всем государстве. Вместо надзора, проводившегося разрозненно в разных княжествах, был введен надзор, руководимый центральными учреждениями и распространявшийся на всю громадную территорию страны. Однако новая организация надзора не вылилась все же в четкую, строго упорядоченную систему, что было связано прежде всего с отсутствием единой схемы, с раздроблением функций надзора по разным приказам.

Еще с середины XVI в. во многих грамотах упоминаются казенные, печатные, «орленые» меры длины и объема, рассылавшиеся из Москвы. С этих мер надлежало делать на местах заклейменные деревянные копии (спуски) с казенной печатью. Выборные люди должны были время от времени напоминать населению на рынках и торговых площадях о необходимости пользоваться только официально установленными мерами и о запрете пользования старыми в соответствии с поступавшими указаниями мерами. После изготовления новых рабочих мер контролеры (целовальники) разыскивали

èотбирали старые меры, а за пользование ими налагали большой штраф и даже заключали в тюрьму впредь до указа от самого царя, которого надлежало извещать о случившемся.

Âвоеводских и земских избах проводили поверку мер. Можно, по-видимому, считать, что особенно большое внимание обращалось на поверку (вплоть до еженедельной) мер, даваемых откупщикам, т. е. лицам, которым предоставлялось за определенную плату (откуп) право монопольной торговли в данном месте и сбора пошлин за товары.

115

Глава 4. Развитие русской метрологии

В провинции надзор за мерами и весами был возложен на персонал воеводских изб и органов местного самоуправления в лице земских старост (возглавлявших земские избы), а также «верных людей» (голов, целовальников); на этих же лиц возлагался сбор «померных и весчих» пошлин.

Требования относительно верности мер и весов и усиления надзора поступали также и от иностранных купцов и поддерживавших их государств. Так, в Кардисском мирном договоре 1661 г. между Россией и Швецией было предусмотрено восстановление торговых сношений «с прямою мерою и весом» (обоюдное обязательство). В 1665 г. голландский посол поставил вопрос о том, чтобы у «Архангелского города и в иных указанных весовых местах такие весы учи- нить железные или медные, от которых бы хитрости отнять или убавить или как ни есть умалить не мочно». В соответствии с этим архангельскому таможенному голове предписывалось проверить состояние измерительного хозяйства и привести его в порядок: «Вес у Архангелского города буде в чем перед прежним облегчен, и тот вес против прежнего исправить»; одновременно было дано аналогичное предписание относительно «салной мерной бочки».

4.9. Развитие метрологии в России в XIX в.

Второй этап развития отечественной метрологии охватывает почти весь XIX в. Этот период характерен централизацией метрологической деятельности и началом широкого участия русских ученых

âработе международных метрологических организаций.

Âначале XIX в. метрологические вопросы из финансового ведомства перешли в ведение Министерства внутренних дел. В 1827 г. высочайшим указом была учреждена специальная комиссия для приведения в порядок мер и весов в России. В состав комиссии вошли академики А.И. Ламберти (известный метролог того времени), В.К. Вишневский и Э.А. Коллинс. Плодом ее многолетней работы стал Закон «О системе российских мер и весов», подписанный 11 октября 1835 г. Через семь лет в Санкт-Петербург были доставлены изготовленные в Англии платиновые фунт и сажень, которые были утверждены Положением о мерах и весах. Для их хранения в Пет-

116

4.9. Развитие метрологии в России в XIX в.

ропавловской крепости в 1842 г. построили первое в мире специализированное метрологическое учреждение – специальное несгораемое здание – Депо образцовых мер и весов. Первым ученым хранителем этих эталонов стал академик А.Я. Купфер. На хранение поступили эталоны длины и массы – платиновая сажень, равная 7 английским футам, и платиновый фунт, практически совпадавший по весу с бронзовым золоченым фунтом 1747 г., – и их копии, а также образцы различных иностранных мер (в настоящее время эти образцы хранятся в музее Д.И. Менделеева в Санкт-Петербурге). В депо не только хранились эталоны и их копии, но и изготавливались образцовые меры для местных органов, а также проводились поверка и сличение образцовых мер с иностранными. Эта деятельность регламентировалась Положением о мерах и весах (1842), предусматривающим обязательное применение в России только русских мер. Данное Положение легло в основу государственного подхода к обеспечению единства измерений.

Лишь 45 лет спустя, в 1887 г., в Германии был организован Фи- зико-технический институт (РТВ), в 1899 г. в Англии – Национальная физическая лаборатория (NFL), а в 1901 г. в США – Национальное бюро стандартов (эталонов) (NBS).

Как и многие другие науки, метрология в своем развитии не избежала описательного периода. Он завершился в нашей стране капитальным трудом Ф.И. Петрушевского «Общая метрология», который вышел в 1849 г. и был удостоен императорской Академией наук Демидовской премии. В этой работе описаны меры и денежные знаки, применяемые в разных странах. И тем не менее книга содержала в основном описание в историческом и географическом аспекте различных единиц измерений, справочные сведения, связанные с единицами, а также описание денежных единиц.

К середине XIX в. повысился интерес и к теоретической метрологии, к классификации погрешностей. Наибольших успехов здесь добился В.Я. Струве, выделивший случайные и постоянные (систематические) погрешности. Последние он предложил дифференцировать на инструментальные и личные, показал пути их уменьшения.

В метрологию были включены вопросы научного обоснования единиц измерений и построения их систем, экспериментального

117

Глава 4. Развитие русской метрологии

воспроизведения единиц, разработки методов и средств их переда- чи в практику измерений, разработки общей теории измерений, оценки их точности, разработки методов особо точных измерений с целью определения физических констант и свойств материалов и веществ и др.

Для русских ученых того времени характерно глубокое понимание роли и места метрологии в науке и жизни. В 1869 г. петербургские академики Б.С. Якоби, Г.И. Вильд и О.В. Струве направили в Парижскую академию наук доклад, в котором предлагали с целью обеспечения единства измерений в международном масштабе изготовить новые международные прототипы метра и килограмма и распределить их однотипные копии между заинтересованными государствами. Предложение было принято, и в результате последующей работы ученых разных стран была подготовлена и 20 мая 1875 г. подписана Метрическая конвенция. Она стала основой международного научного сотрудничества, способствовала унификации мер

èрасширению метрологической деятельности в национальном и международном масштабах. В соответствии с конвенцией Россия получила платиноиридиевые эталоны единицы массы ¹ 12 и 26 и эталоны единицы длины ¹ 11 и 28, которые были доставлены в новое здание Депо образцовых мер и весов.

Как сказано выше, первым управляющим Депо (потом Палаты) мер и весов стал А.Я. Купфер (с 1842 по 1865 г.). Его сменил В.С. Глухов (с 1865 по 1892 г.), затем Д.И. Менделеев (с 1893 по 1907 г.)

èЕ.Н. Егоров (с 1907 по 1919 г.). По существу, это были первые главные метрологи страны.

Д.И. Менделеев (1834–1907) так много сделал для отечественной метрологии, что период с 1892 по 1917 г. в развитии метрологии называют менделеевским. В 1893 г. он преобразует Депо образцовых мер и весов в Главную палату мер и весов – одно из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля. В период с 1893 по 1899 г. Д.И. Менделеев произвел восстановление прототипов русских мер и выразил их через метрические. В результате было издано Положение о мерах и весах, в основу которого положены единицы массы – фунт, равный 0,41 кг, и аршин, равный 0,71 м. Тем самым была установлена система российских мер.

118

4.9. Развитие метрологии в России в XIX в.

Под руководством Д.И. Менделеева была проведена работа по созданию русской системы эталонов и их сличению с английскими и метрическими мерами, начала создаваться государственная метрологическая служба, была реализована широкая программа науч- ных исследований в области метрологии.

После подписания Метрической конвенции был учрежден Международный комитет мер и весов в составе 18 человек, в который от России вошел академик Г.И. Вильд, плодотворно трудившийся до 1895 г., когда после его просьбы об уходе на заседании Государственного комитета мер и весов в МКМВ был избран членкорреспондент Петербургской академии наук (1876) профессор Д.И. Менделеев. К этому времени, начиная с 1879 г., под эгидой Международного бюро мер и весов в 1889 г. были закончены работы по изготовлению образцов метра и килограмма, поэтому I Генеральная конференция по мерам и весам утвердила их в качестве международных прототипов. Россия (в лице академика Г.И. Вильда и профессора О.А. Баклунда) получила два метра (¹ 28 и 11) и два килограмма (¹ 12 и 26), из которых метр ¹ 28 и килограмм ¹ 12 стали государственными эталонами России, а затем СССР.

Будучи управляющим Главной палаты мер и весов, а затем и членом МКМВ, Д.И. Менделеев провел огромную работу по созданию полусажени П4, на которой были нанесены аршин, метр и ярд с их подразделениями (всего 300 линий) и которую сам Менделеев характеризовал как «единственный в мире экземпляр, драгоценный во множестве отношений», упомянутый в письме-отчете Д.И. Менделеева директору Департамента торговли и мануфактур, товарищу министра финансов В.И. Ковалевскому (1848–1934).

Д.И. Менделеев активно включился в работу МКМВ и уже на первом его заседании 10–18 сентября 1895 г. был включен в комиссию по приборам и по организации работ. Он неоднократно выступал на заседаниях МКМВ по различным вопросам – о соотношении русских, британских и метрических мер, о введении эталонов с децимальными делениями шкал, об определении понятий метра и кубического дециметра воды, о создании метрологической библиографии. Поэтому, когда в 1901 г. Д.И. Менделеев просил освободить его по болезни от обязанностей члена комитета, он был единогласно избран почетным членом МКМВ.

119

Глава 4. Развитие русской метрологии

Научные работы Д.И. Менделеева по метрологии не утратили своего значения по сей день. Его научное кредо: «наука начинается... с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры» – и сейчас определяет роль и место метрологии в системе естественных наук. Основанные им научные направления, сформированный стиль научно-практической работы на долгие годы определили пути развития отечественной метрологии, обеспечили ей передовые позиции и высокий авторитет на международной арене.

Д.И. Менделеев имел широкую известность в кругах специали- стов-метрологов мира. Достаточно напомнить его исследования в 1860-х годах по упругости газов, о соединении спирта с водой в 1865 г., публикацию первой таблицы элементов на русском и французском языках в 1869 г., публикации в зарубежных и отечественных журналах в 1873–1874 гг. предложений о введении температурной шкалы с одной реперной точкой (второй является точка абсолютного нуля). Кстати, только в 1954 г. на Х ГКМВ была точно определена термодинамическая шкала при помощи тройной точки воды – 273,16 К. Понадобилось 80 лет, чтобы идея Д.И. Менделеева была реализована!

Но даже Д.И. Менделееву не удалось в тех условиях внедрить в России метрическую систему. С 1899 по 1918 г. она применялась в стране факультативно, наряду со старой русской и британской (дюймовой) системами. Такое положение тормозило развитие промышленности, усложняло и затрудняло внешние экономические, технические и научные связи.

Тем не менее внутри страны начали планомерно действовать отдельные метрологические службы. С 1904 г. право проводить ревизии получили специальные поверители. Проведение ревизии в целях проверки лишь наличия клейм и даты их постановки на мерах и весах было возложено Положением на казенные палаты и городские общественные управления; местные органы промыслового надзора обязаны были проводить такую проверку при посещениях ими торговых и промышленных заведений. О замеченных нарушениях закона следовало извещать органы государственного надзора. В Инструкции для производства внезапных ревизий (1905) перечень ревизуемых учреждений был еще более конкретизирован

120

4.9.Развитие метрологии в России в XIX в.

èрасширен – были указаны также аптеки, таможни, интендантские, военные и морские склады и пр.

Новая организация ревизий стала играть в системе государственного надзора весьма большую роль потому, что выполнение ревизий давало возможность руководящему персоналу палаток непосредственно знакомиться с состоянием измерительного хозяйства на местах и полнее выявлять его насущные потребности. Повысился уровень ревизий, так как проводили их квалифицированные лица, в то время как ранее полицейские органы и городские управления, загруженные другими делами, мало внимания уделяли проверкам.

За 1907 г. всеми палатками было ревизовано 21 018 торговых и промышленных заведений, а в 1908 г. – 21 576 и т. д. Разъездной ва- гон-палатка с 1906 г. использовался в значительной степени для проведения ревизий в районах (до Туркестана включительно), где еще не было палаток. Результаты ревизий бывали иногда очень зна- чительны. Так, ревизией, проведенной Киевской поверочной палаткой в июне–ноябре 1903 г. в 16 населенных пунктах Киевской губернии, были обнаружены неверные меры и весы в 700 торговых и промышленных заведениях.

Â1909 г. А.Н. Георгиевским и М.Ф. Маликовым (в будущем автором капитального труда «Основы метрологии») была начата работа по созданию ртутных эталонов международного ома. Работа завершилась в 1913 г. изготовлением шести таких эталонов. В этом же году по инициативе английской Национальной физической лаборатории (НФЛ) были проведены сличения ртутных эталонов Англии, России, США и Японии с помощью манганиновых катушек сопротивления, выполнявших роль эталонов сравнения.

Â1909 г. в Главной палате была устроена особая лаборатория для изготовления нормальных элементов Вестона, рекомендованных Лондонской конференцией (1909) в качестве эталона вольта.

Практически одновременно началась работа с серебряными эталонами международного ампера систем Ричардса и Смита. В 1901–1903 гг. были утверждены правила испытаний и поверки электрических измерительных приборов. Все эти работы заложили фундамент для развития в последующие годы собственно радиоизмерений.

121

Глава 4. Развитие русской метрологии

В 1910 г. в Главной палате мер и весов было открыто радиотелеграфное отделение как реакция на открытие радио А.С. Поповым. В дальнейшем это отделение стали называть лабораторией токов высокой частоты. Первой задачей лаборатории было создание государственного эталона частоты, призванного заменить эталон на основе маятниковых часов Риффлера.

После организации в Харькове в 1932 г. Украинского научноисследовательского института метрологии и стандартизации его электроизмерительная лаборатория и лаборатория высоких частот включились в работы по радиоизмерениям.

Д.И. Менделеев и его преемник профессор Н.Г. Егоров заложили прочные основы для развития метрологической службы в послеоктябрьский период. Главная палата мер и весов вступила в революционный период, имея ценный актив в виде метрологического оборудования и персонала, прошедшего строгую школу точного эксперимента и имеющего большой опыт, а поверочные палатки – образцовое поверочное оборудование и опытные, квалифицированные кадры поверителей.

4.10.Метрология в СССР

Ñ1901 г. в Международный комитет мер и весов от России как одной из держав, уплачивающих большие взносы, в знак признания заслуг страны был избран профессор Н.Г. Егоров, остававшийся членом МКМВ до своей кончины в 1919 г. и сменивший на этом посту управляющего Главной палатой мер и весов Д.И. Менделеева

â1907 г. После Н.Г. Егорова представитель России в МКМВ не избирался, а в 1927 г. был избран академик Д.П. Коновалов, президент Главной палаты мер и весов.

Предреволюционные годы, Первая мировая война (1914–1918), революция (1917) и Гражданская война (с 1918 г.) – не лучшие периоды для развития любых наук. Тем не менее с установлением советской власти в России в метрологической деятельности произошли коренные изменения. Декрет «О введении Международной метрической системы мер и весов» был принят Советом народных комиссаров (СНК) уже 14 сентября 1918 г. в условиях Гражданской

122

4.10. Метрология в СССР

войны. Введение метрической системы знаменует собой начало третьего этапа в развитии отечественной метрологии. Этот этап охватывает период с 1918 г. до Великой Отечественной войны. Главным его содержанием является переход к государственной метрологической деятельности. Государственный характер советской метрологии принципиально отличает ее и как науку, и как практику от метрологии зарубежной.

Одной из первых государственных задач, возложенных на Главную палату мер и весов, было практическое осуществление метри- ческой реформы в стране. Эта грандиозная работа заняла 9 лет. С первых лет советской власти правительство уделяло большое внимание упорядочению состояния измерений в стране, развитию метрологии и организации поверочного дела. Ряд постановлений Совета народных комиссаров и Совета труда и обороны (СТО) обеспечили систематическое и планомерное развитие научной и организационно-технической деятельности в области метрологии.

8 февраля 1919 г. Ленин подписал договор «О введении нового счета времени по международной системе поясов». В 1921 г. вышло постановление правительства «О всероссийской поверке мер и весов». С 1921 г. возобновлена связь с международными метрологическими организациями, прерванная Первой мировой войной.

Всего за 7 лет после революции советское правительство пять раз принимало решения по вопросам метрологии. Конечно же, условия Гражданской войны вносили свои коррективы. Так, декретом от 1918 г. предписывалось перейти к метрологической системе с 1 января 1922 г. Однако 29 мая 1922 г. СНК РСФСР издал декрет о перенесении сроков на 1 января 1927 г.

Большое значение имело утверждение (1922) первого при советской власти Положения о Главной палате мер и весов – главном метрологическом центре и единственном метрологическом институте страны того времени. Ее основными задачами были возобновление, хранение и расширение эталонного хозяйства и организация поверочного дела на территории всей страны. В соответствии с этим в Главной палате были образованы два института: метрологический (как научно-технический центр по измерениям и эталонам единиц) и поверочный (как организационно-технический центр по обеспе-

123