Historyczny rozwój metrologii Michał Rodak

Metrologia (od słów greckich metron – mierzyć i logos – nauka), dziedzina wiedzy o pomiarach, ma długą, nieźle udokumentowaną historię, sięgająca 10 tys. lat, choć wiadomo, iż człowiek zaczął mierzyć już w czasach prehistorycznych. Historycznie najstarsze były pomiary długości i odległości, objętości ciał płynnych i sypkich, masy oraz czasu.

Staroegipska waga dźwigniowa z ok. 5000 r. p. Chr.

Wzorzec masy Dariusza I z V wieku przed Chr Wzorzec masy Dariusza I z V wieku przed Chr., o masie 120 Karch, co odpowiada ok. 10 kg.

Historycznie najstarsze były pomiary długości i odległości, objętości ciał płynnych i sypkich, masy oraz czasu. Wymiary przedmiotów mierzono początkowo porównując je z elementami ciała człowieka, stąd wykształciły się takie jednostki długości, jak: cal (szerokość dużego palca), piędź (odcinek miedzy czubkami kciuka i małego palca), stopa, łokieć.

Odległości, czyli większe długości, mierzono takimi jednostkami, jak: krok, bruzda (długość bruzdy, po zaoraniu, której należy pozwolić wołom odpocząć: 100 stóp w Grecji i 120 w Rzymie), staje (grecki stadion - dystans, który można przebiec z maksymalną prędkością).

Odtwarzanie tak zdefiniowanego wzorca jednostki było jednak kłopotliwe Odtwarzanie tak zdefiniowanego wzorca jednostki było jednak kłopotliwe. Wobec oczywistych wad naturalnych wzorców długości, zachowując nazwy jednostek, wprowadzono ich wzorce sztuczne w postaci odcinków zaznaczonych na ścianach świątyń i ratuszów lub starannie przechowywanych sztabach i prętach

Miara łokcia umieszczona na jednej z kamienic w Pradze

Te naturalne jednostki miały charakter subiektywny, bowiem nośnikiem ich wzorców był mierzący. Z czasem następowała obiektywizacja jednostek drogą wprowadzenia średniej długości stopy lub łokcia pewnej zbiorowości ludzkiej.

Na rys. pokazana jest średniowieczna rycina ilustrująca definicję średniej stopy, autorstwa Jacoba Kobela z 1575 r. Według niej należało wyznaczyć średnią z pomiaru stóp "...16 mężczyzn małych i dużych, wybranych przypadkowo w kolejności wychodzenia z kościoła po mszy niedzielnej".

Żydzi i Bizantyjczycy liczyli lata od dnia stworzenia świata, który wg pierwszych został stworzony 7 października 3761 r., a wg drugich 1 września 5509 r. przed Chr. Grecy liczyli czas od pierwszej olimpiady (776 r. p. Chr.), Rzymianie od czasu założenia Rzymu (753 r.p. Chr.), a Muzułmanie liczą od hidżry, tj. ucieczki Mahometa z Mekki do Medyny 16 lipca 662 r. Obecny rok 2016 wg kalendarza gregoriańskiego, to: 7525 r. ery bizantyjskiej, 5777 r. ery żydowskiej, 1 rok 699 olimpiady, 1354r. hidżry

Odrębność jednostek miar stosowanych w przeszłości w poszczególnych krajach była traktowana jako świadectwo suwerenności i atrybut władzy monarchy. Długi czas tylko nieliczni zastanawiali się nad negatywnymi skutkami braku jednolitości między jednostkami miar i nad sensem wspólnej miary powszechnej. Dopiero w 1875 przedstawiciele rządów siedemnastu państw podpisali w Paryżu traktat zwany Konwencją Metryczną, którego celem było wprowadzenie systemu metrycznego jako powszechnego i ogólnodostępnego.

Miara powszechna, czyli prawdziwy traktat, w którym ukazano jak można ustalić dla wszystkich miejsc na świecie miarę i ciężar powszechny, które nie byłyby zależne od żadnej innej miary i żadnego innego ciężaru i które w każdym miejscu na Ziemi miałyby taką samą wartość, były niezmienne i wieczne, aż do końca świata – przez Tytusa Liwiusza Burattiniego. Miarę można ustalić w ciągu jednej godziny – po czym wskaże nam ona ciężar. Z miary podstawowej uzyskuje się miary pochodne, służące do pomiaru ciał stałych oraz cieczy. (Wilno 1675 r.) - tłumaczenie

Most na rzece Niemen w Kownie (obecnie Litwa), który „łączył” kalendarz gregoriański (łaciński) z juliańskim (prawosławnym).

Waga bezmianowa(rzymska)

Muzeum regionalne w Tomaszowie Mazowieckim

Objętość ciał sypkich i cieczy mierzono objętością naczyń, w których je przechowywano. Nazwy jednostek pochodziły od nazwy tych naczyń: grecka amfora, rzymska urna, staropolskie garniec i korzec

Muzeum Historyczne Miasta Krakowa – Podziemia Rynku Głównego

Muzeum Historyczne Miasta Krakowa – Podziemia Rynku Głównego

Muzeum Historyczne Miasta Krakowa – Podziemia Rynku Głównego Bochen miedzi Bałwan solny z Wieliczki

Powierzchnię rolną mierzono m. in. czasem pracy wkładanej w jej uprawę Powierzchnię rolną mierzono m.in. czasem pracy wkładanej w jej uprawę. Średniowieczna morga była obszarem, który można zaorać w ciągu dnia parą wołów. Stosowano też wzorce na ogólny użytek mieszkańców osiedli, celem sprawdzenia rzetelności sprzedawców. W katedrze Św. Stefana w Wiedniu, w miejscu ogólnie dostępnym, znajdował się objętościowy wzorzec bochenka chleba.

W czasach nowożytnych nastąpił szybki rozwój metrologii: W czasach nowożytnych nastąpił szybki rozwój metrologii: - analogowe pomiary np. skonstruowanie termometru (rok 1718) - elektryczne pomiary np. termoogniwo (rok 1855) - cyfrowa technika pomiarowa (skonstruowanie przetwornika analogowo- cyfrowego, lata 50 XX wieku) - obecnie – komputery, mikrosystemy, telemetria i telesystemy pomiarowe i oczywiście PDA.

Dziękuję za uwagę