«Путь равен скорость умножить на время»
Современное определение метра произошло в 1980-е годы с появлением лазера. Тогда физики прибегли к уловке, ставшей основной идеей современного реформационного движения: они решили опираться на физические постоянные – неизменные во времени и пространстве величины, проявляющиеся в физических законах. Одной из таких физических постоянных является скорость света. До 1983 года все измерения приводили к одному и тому же результату: 299 792 458 метров в секунду. Тогда физики договорились считать, что один метр – это расстояние, которое свет преодолевает в вакууме за одну 299 792 458-ую долю секунды. С помощью сверхточных часов, которые могут засечь время прохождения сигнала от одной точки до другой, можно определять расстояния с невиданной точностью по простой формуле «путь равен скорость умножить на время». Такая привязка единицы измерения к физической постоянной делает возможными точнейшие измерения. Впрочем, на повседневную жизнь метрически организованных обществ это нововведение никак не повлияло. Рулетки не утратили свою актуальность, да и километровые знаки на дорогах стоят в тех же местах, как и прежде.

Копирайт: Марк Штайнметц/Visum
Мера всех мер: слайд 3

В главном большинство метрологов едины: до 2011 года, когда состоится следующее общее всемирное собрание хранителей мер, они спешат успеть как можно больше основных единиц привести к физическим постоянным. В списке подлежащих реформированию единиц числится и температура. Она несколько выпадает из обычной метрологии, поскольку не «аддитивна». Если одну за другой растянуть три двухметровых рулетки, мы получим шесть метров. С температурой так просто не получается. К тому же, тот, кто собрался измерять температуру, должен сначала определиться со шкалой, которой он будет пользоваться – Андерса ли Цельсия, Даниеля Фаренгейта, или, может быть, лорда Кельвина. В 1954 году на Генеральной конференции метрологов стандартной шкалой была выбрана шкала Кельвина, на которой «ноль» соответствует абсолютному нулю, или минус 273,16 градусов по шкале Цельсия. Единица измерения температуры по Кельвину была определена по так называемой тройной точке воды: при определённом давлении и при определённой температуре вода существует одновременно в трёх формах: как лёд, как жидкость и как пар. Сегодня для того, чтобы откалибровать термометр, физики используют 17 различных фиксированных точек: для низких температур они пользуются тройными точками неона или ртути, для высоких – так называемыми точками твердения металлов. Чем сильнее температуры отличаются от тройной точки воды, тем более затратными и неточными становятся измерения.

Бернд Фельмут (Bernd Fellmuth) из берлинского отделения PTB намерен к 2011 году вернуть температуру к её «термодинамической» природе, принимая во внимание то, что теплота тела зависит от скорости движении атомов или молекул в нём. Чем горячее вещество, тем быстрее движутся его частицы. Описывая это поведение частиц с помощью формул, физики неизменно используют одно и то же число, для обычного человека совершенно непостижимое. Это постоянная Больцмана, равная 0,000 000 000 000 000 000 000 013 806 5 джоуля на кельвин. Но и это значение, которое Фельмут с коллегами определил в сложнейших лабораторных опытах, ещё недостаточно точно для реформы. Потому что существующие измерения по тройной точке воды всё ещё обеспечивают более высокую точность. Вот почему президент всех метрологов Гёбель готов поддержать новый способ определения эталонной единицы температуры только в том случае, если в результате экспериментов к постоянной Больцмана будет добавлена хотя бы ещё одна цифра после запятой.

Автор: автор: Ян Люблински, перевод Константина Вегенера