Кристофер Найт - Цивилизация № 1

В результате поисков иных современных систем измерений мы узнали, что Томас Джефферсон еще до французов создал свою собственную версию десятичной системы мер и весов. Доклад о метрической системе, подготовленный Пьером Симоном Лапласом с коллегами, был представлен Академии наук 19 марта 1791 года, а Джефферсон подал свой доклад в Палату представителей в Филадельфии на девять месяцев раньше.

Джефферсоновская концепция единой десятичной системы мер, весов и монет была удачной, но ее так и не приняли, за исключением его десятичной денежной системы, которую приняли через два года. Несомненно, Джефферсон знал о том, что происходит во Франции, потому что был американским представителем во Франции между 1784-м и 1789 годами до возвращения в Соединенные Штаты, чтобы занять пост государственного секретаря в правительстве Джорджа Вашингтона. Представленный Джефферсоном документ подтверждает его осведомленность о европейских идеях относительно десятичной системы:

«…печатную копию предложения епископа Отанского Национальной Ассамблее Франции по поводу мер и весов; а тремя днями позже я прочитал в газетах речь сэра Джона Риггза Миллера от 13 апреля в британской Палате общин по тому же предмету».

Возможно, Джефферсона вдохновила французская идея национальной системы измерений, но из его предложений ясно, что свою методологию он вывел, следуя чистой логике.

Прочитав его концепцию, мы обрадовались, увидев, что великий человек пользовался тем же методом дедукции, что и мы, определяя стартовую точку для определения любой линейной меры длины за две сотни лет до нашего времени. Его вступительная фраза определила основные положения, как он видел их, что подтвердило наши собственные мысли о точке отсчета для создания любой естественной единицы измерения вообще:

«В природе, насколько это подтверждается всеми проводившимися до сих пор наблюдениями, не существует одного отдельного известного человеку предмета или вида, который представляет собой постоянное или одинаковое для всех измерение».

Джефферсон со всей ясностью выразил свою уверенность в том, что в известный нам отрезок истории никто и никогда еще не приводил пример предмета или явления природного происхождения, который является воспроизводимой мерой измерения. Далее он объясняет, что на это место имеется только один кандидат. Он пришел к тому же выводу -, что и мы:

«Сам земной шар, по существу, мог бы рассматриваться в качестве постоянной величины во всех измерениях, а его окружность могла бы представляться постоянной мерой, но ни один из его кругов, больших и малых, не может быть измерен через посредство всех его частей, и все попытки измерить их определенные части дали настолько разные результаты, что на их основании можно заключить, что нельзя с уверенностью полагаться на эту операцию.

В таком случае материя самим фактом своего существования не дает нам ничего постоянного, и единственным источником постоянства остается ее движение.

Вращение Земли вокруг своей оси, хотя и не является абсолютно неизменной и постоянной величиной, но для удобства расчетов может считаться таковой. Оно может измеряться наглядно, но неодинаково удалением данного меридиана от Солнца и возвращением к нему, что составляет солнечные сутки. Сложив вместе неравенства солнечных дней, можно вычислить средний промежуток времени, или день, а затем его разделить, с общего согласия, на 86 400 равных частей».

Здесь Джефферсон говорит о секунде времени, принимая за данное, что это принятая точка отсчета. Поэтому он не намеревался изменять принятого метода измерения времени. Затем он пошел путем, который мы признали принципом, использовавшимся британцами каменного века:

«Свободно колеблющийся малыми и равными дугами маятник можно сделать такой длины, чтобы его качания позволяли разделить движение Земли на 86 400 равных частей, называемых секундами среднего времени.

Такой маятник затем становится меркой определенной длины, с которой все остальные соотносятся, как со стандартной моделью».

Джефферсон не знал, что таким образом он описывает процесс, которым человечество уже пользовалось более пяти тысяч лет назад. Далее он определил параметры маятникового метода:

«И теория, и опыт доказывают, что для того, чтобы сохранить изохронизм (равномерность), ближе к экватору он должен быть короче, а ближе к полюсам — длиннее. Высота положения над общим уровнем, будучи инкрементом (превышением) по отношению к радиусу Земли, уменьшает длину маятника».

Живший в век механики Джефферсон определил необходимый для раскачивающего маятник двигателя потенциал, который может повлиять на процесс. Однако, если маятник раскачивается рукой, такой проблемы не возникает, и мы сомневаемся, что существует двигатель, действие которого может повлиять на длину маятника, если только он правильно применяется.

«Для продолжения небольших и равных колебаний на протяжении достаточного промежутка времени и для того, чтобы вести счет колебаниям, необходима машина и источник энергии, которые должны производить небольшое, но постоянное усилие для восполнения потерь движения, и трудность состоит в том, чтобы они никогда ни захмедляли и не усиливали колебаний».

Затем Джефферсон выдвинул идею усовершенствовать этот метод, прибегнув к помощи самой современной техники того времени.

«Для того чтобы избежать неопределенности в отношении центра колебания, мистер Лесли, изобретательный художник из Филадельфии, предложил заменить маятник однородным цилиндрическим стержнем без веса на конце.

При бесконечно малом диаметре такого стержня центр колебания будет находиться точно на расстоянии двух третей всей длины маятника от точки подвески. При диаметре стержня, делающем его достаточно жестким, центр колебаний сместится, но для секундного стержня не более чем на шесть стотысячных его длины и на сотую долю от этой величины для секундного маятника соответствующей длины со сферическим весом на конце. Такое смещение настолько ничтожно мало, что мы можем считать, что центр колебаний находится на расстоянии двух третей всей длины от центра подвески. Расстояние между этими двумя центрами может быть на практике легко и точно установлено. Но целый стержень в качестве стандарта лучше, чем любая его часть, поскольку легко различается с обоих концов».

Описанный Лесли «стержень» представляет собой жесткую металлическую рейку без веса на конце. Это означает, что на земное притяжение реагирует сам вес стержня, а не камень на конце отрезка бичевки. Это более точно, чем маятник, но Джефферсон указывает, что такой стержень всегда будет на 50 процентов длиннее маятника с качанием, имеющим тот же временной интервал. Поскольку секундный маятник на крошечную долю меньше метра, описанный здесь стержень на какую-то долю меньше 1,5 метра и его величина составляет 149,158 сантиметра. Это почти три шумерских куша.