Этот материал будет интересен тем, кто практически ничего не знает из истории отечественных мер, но хотел бы разобраться.
Происхождение древнерусских мер
Я не буду рассматривать происхождение самых первых метрических систем. (Т.е. у скифских и славянских племён в ту пору населявших территории будущей Киевской Руси.) Т.к. нет оснований полагать, что их становление и развитие чем-то отличалось от такого же процесса у других народов. Как и везде, первыми появились меры длины, которыми служили части человеческого тела или отрезки пути (Например, локоть, пядь, стопа, ладонь, палец и т.п.). Естественное происхождение имели и меры веса-в основе лежал вес зерен, злаков и т.п.
Одним их самых интересных этапов развития метрологии является совокупность единиц измерения, применявшихся с X—XI вв. на территории Киевской Руси — обширного централизованного государства, имевшего тесные и разнообразные политические и торговые связи с другими государствами Запада и Востока.
В этих условиях местные меры и единицы (если они успели возникнуть), сталкиваясь с «иноземными», неизбежно должны были претерпеть какие-то изменения. Историческая метрология знает различные варианты этого процесса — от полной замены местных мер общепринятыми иноземными (так произошло с мерами стран, ставших колониями) до установления барьеров, преграждающих вход «чужим» мерам и единицам (примером могут служить Китай и Япония сравнительно недавнего прошлого). В большинстве случаев имело место либо взаимное влияние, либо пополнение номенклатуры местных мер и «подравнивание» размеров местных и иноземных единиц при сохранении местных названий.
К одним из наиболее серьезных исследований происхождения русских мер относится работа H. Т. Беляева, интерес к которой неутрачен и в настоящее время. H. Т. Беляев в своей концепции исходил из того влияния, какое оказала метрология Древнего Востока на метрологию других стран, вплоть до современных, что отмечено рядом историков метрологии (в особенности английскими). При непосредственном решении этого вопроса H. Т. Беляев опирался главным образом на сходство значений русских мер XVII в. и мер Древнего Востока.
Еще в XIX в. историки метрологии постепенно подошли к выводу, что самостоятельное создание стройной, рациональной и долговечной системы мер имело место только в отдельных случаях и притом лишь у народов, достигших высокой ступени культуры. С течением времени такие системы мер полностью или частично были усвоены другими народами. При этом играли роль не только превосходство метрологической культуры и практические преимущества той или иной системы чужеземных мер, но и наличие достаточно оживленных торговых сношений с экономически и технически развитой страной и вытекающая отсюда целесообразность заимствования ее системы мер; определенную роль могло сыграть экономическое или политическое давление. В результате сравнительных исследований H. Т. Беляев пришел к выводу: в основе древнерусской системы мер длины, объема и веса лежит древнеегипетская система мер в том виде, в каком, испытав уже ассиро-вавилонское влияние, она сложилась примерно в III в. до нашей эры после метрологических работ, выполненных в Александрии при Птоломее Лаге (323—283 гг. до н. э.). Стройная, тщательно разработанная система древнеегипетских мер оказала большое влияние прежде всего на метрологию соседних государств: (Пергам, Сирию, Финикию, греческие колонии малоазиатские и причерноморские) и затем на древние Грецию и Рим, а также и на другие государства. В процессе торговых сношений с этими странами народы Причерноморья и Приднепровья могли усвоить эту систему мер, причем наличие оседлого земледельческого населения (начиная— с— упоминаемых Геродотом скифов-земледельцев) способствовало ее сохранению; эта система могла быть воспринята также славянами и усвоена в Киевской Руси. Соответствие системы древнерусских мер длины древнеегипетской системе мер H. Т. Беляев иллюстрирует таблицей, из которой я привожу только часть. Приводя эту таблицу (в которую я добавил упоминаемую H. Т. Беляевым в тексте пядь мерную) и оговаривая, что для вершка не было аналога в филетерийских мерах, исследователь пишет: «Таким образом, мы видим, что наша шкала мер длины является не чем иным, как филетерийской шкалой, занесенной на русскую равнину, вероятно, задолго до утверждения там славян, а именно в III—II веке до Р. Хр, из Пергама через малоазиатские греческие колонии во время оживленных торговых сношений греков со скифскими царствами теперешней южной России». Связь древнерусских мер объема с древнеегипетскими доказывается H. Т. Беляевым косвенным путем: древнерусскую систему мер объема он сопоставляет с древнеанглийской, которая непосредственно опиралась, согласно выводам ряда исследователей, на несколько модифицированную древнеегипетскую систему мер. Древний английский бушель, равный 28,94 л, представлял объем пятой части куба, ребро которого равнялось египетскому царскому локтю, а пинта, составлявшая 1/64 часть древнего бушеля, равнялась объему египетского хина — именно 0,454 л (таким образом, английский фунт, равный приблизительно 453,592 г, может рассматриваться как вес воды в объеме египетского хина). показывает единообразие построения древнерусской и древнеанглийской систем мер и наличие общего переводного коэффициента 2я , связывающего дольные и кратные меры. Единообразие построения и постоянство переводного коэффициента обеих систем, по мнению H. Т. Беляева, свидетельствуют о происхождении их от одного общего источника-древнеегипетской системы мер объема. В таблицу вошли русские меры только для сыпучих тел; мер жидкостей H. Т. Беляев не касался.
Сама концепция Н.Т.Беляева основана на тщательном изучении вопроса,привлечения большого числа материалов. Наряду с новизной его выводов, он также отличался единством построения: выводит различные русские меры из одного первоисточника, связывая их с древним центром высокой культуры. Свои выводы Н.Т.Беляев подтверждает ссылками на работы известных иностранных метрологов(Эри,Донисторпа,Флиндерса Петри) относящиеся главным образом к английским мерам В дополнение к данным Н.Т.Беляева,приведу измерения английских метрологов Чишольма и Ченея, которых очень высоко ценил Менделеев. Чишольм писал: «Вообще допускают,что египетсике меры веса и линейные меры проникли в Азию и Индию,а затем в Грецию и с некоторыми модификациями распространились в Италии,где они были приняты римлянами,а затем и всеми европейскими народами».Ещё более определенно выразился Ченей: « Наши меры веса и линейные меры,подобно мерам других европейских стран, по-видимому, пошли с востока ,через Грецию и Рим и их происхождение является почти доисторическим».
Стоит указать,что до Н.Т.Беляева к аналогичным выводам пришёл учёный-энтузиаст Д.И.Прозоровский .Он писал: «Едва ли стоит исключать древнюю Русь из числа народов, подвергшихся когда-либо, в том или ином отношении влиянию всемирного властителя Рима, которое распространилось не только на народы подчиненные, но и на народы независимые» в другом месте он конкретизирует своё суждение следующим образом: « Вникая в строение русской метрологии можно заключить,что самое большое число единиц наших взято из Римско-византийской метрики и что есть основания полагать про заимствование славянами некоторых метрологических единиц из древнего мира».
Также следует отметить,что работа Н.Т.Беляева не безупречна. Я считаю,что следует выделить главные слабые стороны его работы. Широко используя ретроспективный метод, он,к моему сожалению, очень мало внимания уделяет древнерусским источникам и недостаточно учитывает существование некоторых мер, упоминающихся ещё в «Русской Правде». Например: берковец, пядь мерную, уборок, головажню, лукно. Известные на сегодняшний день источники не подтверждают, что приводимая им разнообразная система мер действительно применялась в Киевской Руси. Н.Т.Беляев совершенно не ставил вопроса о том, в какой степени культурное и материальное развитие славян и их предков позволяло принять богатую и разностороннюю систему древнеегипетских мер.
Тем не менее, несмотря на отмеченные недостатки, работа Беляева представляет огромный интерес, как попытка связать русскую метрологию с научными центрами востока и представить ее историю, как один из разделов истории мировой метрологии.
Развитие метрологии Киевской Руси
пудов.
Таблица старинных мер объема:
Русь эпохи Киевского Великого княжества принадлежала к числу передовых стран своего времени. Широкое(для того времени) распространение грамотности среди населения, наличие мощного, централизованного государства предопределили высокий уровень культуры, ремесел и торговли.
Практика ремесел и торговли привела к созданию в Киевской Руси системы мер, которая удовлетворяла потребности того времени, и устойчиво существовала несколько столетий.
Широкие масштабы торговых операций привели к развитию и созданию более инновационных инструментов измерения, а успехи ремесла сделали возможным создание абсолютно различных по своим значения мер(Например: крупных мер, как берковец и малых гирек) и весоизмерительных устройств.
Меры длины
Система древнерусских мер длины включала в себя следующие основные меры: версту, сажень, локоть и пядь.
Верста. По мнению Д.И.Прозоровского,а также других исследователей,это слово происходит от глагола: «верстать», означающего «распределять», «уравнивать», откуда появились такие слова и выражения, как «сверстник», «тяглом верстаться» (нечего тебе с ним равняться) и т.п. Таким образом «верста» в общем смысле слова означает то,на что нужно равняться, т.е. определённою меру.
Первое упоминание версты датируется 1097 годом. Содержала в себе 750 сажен, что основывается на свидетельствах некоторых письменных источников. Так П.Г.Гутков, ссылается на письменные источники конца XV или начала XVI века, где сказано: « Стадие имеет сажени 100,поприще же 750, и есть же убо едино поприще стадий 7 пол». Однако стадий имел несколько значений, и потому определить точное значение версты затруднительно. Кроме того, в сообщениях древнерусских путешественников (старца Арсения Суханова и др.) о расстояниях между теми или иными пунктами имеются значительные расхождения друг с другом и с современными данными о тех же расстояниях, скорее всего эти данные составлялись без помощи различных измерений, а приближённо, либо со слов местных жителей. Затруднительно использовать также различные географические сведенья вроде следующего сообщения летописца: «Град убо есть,отстоа от Киева,града столного,50 поприщь,именем Васильевь» уже потому как расстояние замерялось не по прямой, а вдоль постоянно меняющихся путей сообщения.
Вывод о том,что «верста» и «поприще» синонимы был сделан на основании сравнительного анализа различных источников. Так ,например, в Ипатьевской летописи сказано что, в 1167 году смоляне начали встречать князя Ростислава за 300 поприщ от города,а в Воскресенском списке летописи- за 300 верст.
Представляют существенный интерес сообщения о «старых верстах» в книгах Н.Г.Спафария(1678г) и Л.Ф.Магницкого, где сказано,что градус земного мередиана содержит 80 «старых верст» , а так как длина мередиана равна приблизительно 104 ¾
дореволюционной версты,то получается что «старая верста» равнялась примерно 1400м( 656 ¼ дореволюционной сажени). Однако нет уверенности,что «старая верста» заключавшая в себе ,по Спафарию и Магницкому, 750 сажен,и,по-видимому,представляла
собой версту XV-XVI века, равнялась версте Киевской Руси.Такая «старая» верста более походила на значение аттического стадия(185м) или олимпийского стадия (192,7м).
При сравнении со стадием Эратосфена,для которого, по новейшим измерениям,следует считать наиболее вероятным значение 158,6м , для древнерусской киевской версты получаем значение: 158,6*7,5=1189,5м. Оно близко к тому, что следует из уточненного Б.А.Рыбаковым значение сажени-1,52м, откуда 1 верста=1,52*750=1140м.
Всё это осложняется тем, что в Киевской Руси применялись, как «версты», так и «великие версты».
Сажень.
Эта мера длины впервые упоминается ещё в «Слове о зачале Киево-Печёрского монастыря» летописца Нестора,1017 год сообщается, что инок Иларион «Ископа себе печорку малу дву сяжен» Наименование «сажень» произошло от глагола «сягать» (откуда получились производные «досягать», «досягаемый», которые используются и в наше время), и смысл его может быть наглядно проиллюстрирован примером так называемой косой сажени, которая представляла собой расстояние между подошвой левой ноги и концом вытянутого вверх среднего пальца правой руки, таким образом, реально воспроизводя предел досягаемости для человека, стоящего на земле.
Для определения значения русской сажени большую роль сыграла находка в г.Тмутаракани камня на котором была высечена славянскими буквами надпись: «В лето 6576 (1068г-н.ш.) индикта 6,Глеб князь мерил море по леду от Тмуторокана до Кърчева 10000 и 4000 сажен». После сравнения этих измерений с более поздними,было найдено приблизительное значение сажени, равное 142см. Но оно расходилось с тем, что давало значение версты. Поэтому Б.А.Рыбаков сопоставил результаты измерений князя Глеба с результатами измерения керченского пролива византийскими топографами в 952г(21200м),поскольку за истекшую сотню лет,она могла изменится значительно меньше, чем за последующее время до XIX в, когда она вновь была измерена русскими топографами. Отсюда непосредственно получено более точное значение сажени: 21200/14000=151,4см.
Сажень представлявшая наиболее крупную овеществленную единицу длины (существовали мерные верёвки длина которых была равна сажени),получили широкое применение при измерении расстояний и строительстве: её довольно часто упоминали путешественники и летописцы.
Локоть
Наименование объясняется тем,что по происхождению, длина меры представляло длину локтя-расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца руки. Впервые локоть, как мера длины употребляется в «Русской правде» Ярослава Мудрого: «Мостнику,помостивше мост,взяти от дела от десяти лакот ногата»
Значение древнерусского локтя 10 ½ - 10 ¼ вершков(приблизительно 46см.) было получено из измерений в иерусалимском храме. Отмечается,что это значение существенно отличается от приводимого Н.Т.Беляевым. Если брать во внимание результаты измерений других учёных-метрологов(н: Устюгов, Черепнин),то можно предположить, что значение локтя должно равняется либо 47см, либо 51см. Локоть широко использовали в торговле, как особенно удобную меру.
Например в розничной торговле холстом, полотном, иноземными сукнами, локоть являлся основной мерой, даже после введения аршина(в середине XVI века). Что касается крупной оптовой торговли, локоть здесь сохранял своё значение в качестве контрольной меры.
Пядь
У наших предков слово «пядь» обозначало кисть руки, произошло от общего корня слова «пять». Под пядью первоначально понималась мера длины, равная максимальному расстоянию по прямой между концами вытянутых большого и указательного пальцев. Пядь упоминается в описаниях путешествий русских паломников в XII-XVI веках. Значение её: 180-190мм, было определено точно также, как значения локтя и, кроме того, значение было найдено из сравнения результатов измерений, произведённых в 1389 году в Иерусалимском храме, дьяконом Игнатием. Пядь часто употребляли в обиходе для приближенного измерения длины, особенно для измерения цилиндрических тел. Вещественного оформления пядь не имела- использовалась кисть руки.
Итак по мнению ряда исследований в Киевской Руси использовалась следующая мера длины: 1 верста=750 саженей=2250 локтей==4500 пядей. Можно сказать, что древнерусская система мер, по сравнению с метрологической системой Московского государства XVI-XVII века выглядела достаточно скромно. Это наблюдение позволило ведущим отечественным метрологам выдвинуть предположение, о наличии в древней Руси более богатой номенклатуры мер антропологического происхождения. Приведённая выше таблица характеризует меры «народной» метрологии, употреблявшиеся в быту, мелком ремесле, розничной торговле. Значения этих мер были получены из размеров тела мужчины с наиболее встречающимся ростом, приблизительно в 170см.
Также следует добавить, что на Руси кроме антропологических мер применялись также сугубо приближённые бытовые меры, неточные и нематериальные( Например: «перестрел»-расстояние которое пролетела выпущенная из лука стрела, приблизительно равно 60-70м; «вержение камня»- расстояние на которое мог быть брошен камень; «день»- проходимое за день расстояние; «выпрежай»- расстояние между пунктами где перепрягали лошадей.)
Меры площади в Киевской Руси
В Киевской Руси мер площади, как квадратных мер скорее всего не было.( Хотя зодчие и землемеры должны были иметь о них представление). Практически в мерах площади нуждались в основном для определения размеров земельных участков, которые далеко не всегда соприкасались друг с другом и имели межевые знаки. В древней Руси в целях податного обложения использовали упоминаемые в летописных источниках условные единицы, которые характеризовали рабочую силу ил сельскохозяйственный инвентарь, а также меры, в основе которых лежали трудовые возможности. Отсюда такие наименования земных мер как: «дом», «рало», «соха», «обжа».
Трудовой характер мер «обжа» и «соха» и их соотношение известно из более позднего документа, сохранившийся ответ новгородцев Ивану III в 1478 году. «Три обжи-соха, а обжа-1 человек на 1 лошади орет(т.е. пашет); а кто на 3 лошадях и сам третий орет, ино то соха». Следует сказать, что аналогичные меры издавна использовали в других государствах, например, римский югер представлял собой земельный участок обрабатываемый 2 валами за 1 день, а древний германский морген- за 1 утро.
Такие меры являлись естественными для того времени вследствие банального незнания геометрии и трудность их приложения на участки неправильной формы. С течением времени для пахотных земель большую роль в измерении стала играть четверть- площадь на которую высевали четверть ржи. Благодаря введению четвертей и их «подмер», земельные меры оказывались связаны с реальными вещественным имевшими вполне определённое объемное значение. «Посевные» меры оказались намного удобнее и понятнее для земледельцев.
Но вместе с тем, «трудовые», «посевные» и «урожайные» меры заключали в себе элементы субъективизма и произвола, которые появились непосредственно во время практики этих мер, и приводили к многочисленным спорам при установлении податного уложения.
Меры объема в Киевской Руси
Первичными мерами объема являлись привычными в хозяйственной практике простейшие сосуды, после установления некоторого единообразия объемов стали применять в качестве мерила (Н: зерна, вина и т.п.) при розничной продаже. Издавна меры объема имели 2 конкретные области применения: для сыпучих тел и жидкостей. Это было свойственно, по-видимому, всем странам: известный историк древней метрологии Ф.Гульч писал: «С древнейших времён меры объема стали отличатся в зависимости от того, предназначались ли они для сыпучих тел или для жидкостей. Я разделяю точку зрения с историками-метрологами, которые считают, что использование мер объема (хоть и не совершенных, т.к. кубические меры объема ввелись позже) оказало очень сильное влияние на становление метрологии Киевской Руси и отечественной метрологии в целом.
1.Русские меры объема жидкости.
Ведро-как мера измерения
Однако русская метрология состояла не только из мер «сыпучих», большую часть также составляли и меры объема жидкости. Основной русской дометрической мерой объема жидкости являлось ведро. Первое упоминание ведра,как меры измерения относится к концу 10-го века(996-997гг.) Деление на более мелкие меры проводились по двоичному принципу: ведро делили на 2 полуведра или на 4 четверти ведра или на 8 получетвертей, а также на кружки и чарки. Таким образом можно создать логическую цепочку измерений с помощью ведра=1/40 бочки=10 кружек=30 фунтов воды=20 водочных бутылок(0.6)=16 винных бутылок(0.75)=100 чарок=200 шкаликов=12 литров.
Бочка-как мера измерения.
Бочка, как мера жидкости применялась в основном в процессе торговли с иностранцами, которым запрещалось вести розничную торговлю вином на малые меры. Равнялась 40 ведрам (492 литра)
Материал для изготовления бочки выбирался в зависимости от её предназначения:
Дуб-для пива и растительных масел;
Ель- вода;
Липа-для молока и мёда.
Бытовые меры объема жидкостей были весьма разнообразны и широко использовались даже в конце 17-го века. Например: смоленская бочка, боча-селёдовка(8 пудов сельдей, была в полтора раза меньше смоленской)
Также использовались мерные бочки: «…из краю в край полтора аршина, а поперек-аршин, а мерить вверх, как ведетца ,поларшина.»
В житейском обиходе и в торговле употребляли разнообразные хозяйственные сосуды: котлы, жбаны, корчаги, братины, ендовы. Значение таких бытовых мер в разных местах было различно: например, емкость котлов колебалась от полуведра до 20 ведер. Только в XVII в. была введена система кубических единиц на основе 7-футовой сажени, а также введён термин кубический (или "кубичный"). Кубическая сажень содержала 27 кубических аршин или 343 кубических фута; кубический аршин 4096 кубических вершков или 21952 кубических дюймов.
Винные меры
Далее будут представлены названия и объем кажой из представленных мер.
Штоф (от нем. Stof) = 1/10 ведра = 10 чаркам = 1,23 л. Появился при Петре I. Служил мерой объема всех алкогольных напитков. По форме штоф был похож на четверть.
Кружка (слово означает - 'для пития по кругу') = 10 чаркам = 1,23 л.
Чарка (рус. мера жидкости) = 1/10 штофа = 2 шкаликам = 0,123 л.
Стопка = 1/6 бутылки = 100 грамм. Считалась величиной разовой дозы приёма.
Шкалик (народное название - 'косушка', от слова 'косить', по характерному движению руки) = 1/2 чарки = 0,06 л.
Четвертинка (полшкалика или 1/16 часть бутылки) = 37,5 грамма.
Ендова-Деревянная или металлическая утварь (часто, украшенная орнаментом), используемая для подачи к столу напитков. Представляла собой невысокую чашу с носиком. Металлическая ендова изготавливалась из меди или латуни. Деревянные ендовы изготавливали из осины, липы или берёзы. Сосуды под названием «яндова» были разной вместимости; например, в Кирилловской расходной книге назначалось: «квасу медвеного яндову большую 10 чаш», «яндова черные патоки две чаши». Были ендовы в ведро и в полведра.
Балакирь-долбленая деревянная посудина, объемом в 1/41/5, ведра.
Другие меры объема жидкости
Как правило, в центральной и западной частях России мерные емкости для хранения молока были пропорциональны суточным потребностям семьи и представляли собой разнообразные глиняные горшки, корчаги, подойники, крынки, кувшины, горланы, дойницы, берестяные бурачки с крышками, туеса, вместимость которых составляла примерно 1/4 1/2 ведра (около 35 л). Емкости же махоток, ставцов, туесков, в которых держали кисломолочную продукцию сметану, простоквашу и сливки, примерно соответствовали 1/8 ведра.
Квас готовили на всю семью в чанах, кадках, бочках и кадушках (лагушках, ижемках и т.д.) вместимостью до 20 ведер, а на свадьбу на 40 и более
1 куб.сажень 9,713 куб.метра
1 куб. аршин 0,3597 куб. метра
1 куб. вершок 87,82 куб. см
1 куб. фут 28,32 куб. дециметра (литра)
1 куб. дюйм 16,39 куб. см
1 куб. линия 16,39 куб. мм
1 Кварта немногим больше литра.
Меры объема сыпучих тел
В Киевской Руси кубические меры не употребляли, поэтому основная система мер для сыпучих тел выражалась следующей схемой: 1 кадь=2 половинникам=4 четвертям= 8 осьминам. Путем сопоставления свидетельств различных исторических источников можно выявить, что кадь вмещала около 14 пудов ржи т.е. приблизительно 229,32кг, отсюда для половинника, четверти и осьмины получаются следующие весовые эквиваленты: 7, 3 ½ и 1 ¾ пуда ржи.
Кадь в качестве меры объема употребляется ещё в «Русской правде» и летописном повествовании 1127 года. По поводу кади некоторыми историками выдвигается необоснованное предположение, что столь большая единица, как кадь,была лишь счётной единицей и не воспроизводилась в вещественной форме, однако существует множество упоминаний впредь до XVIII века, что её использовали для хранения, перевозки и рознично-оптового сбыта товара( особенно соли).
Можно по-видимому считать, что эти меры объемов существовали по всей Киевской Руси, даже в Новгороде, где в дальнейшем обособленность мер держалась особенно упорно. Также о распространенности кади свидетельствует также то,что именно она фигурирует у игумена Даниила в характеристике об урожайности земли в Палестине.
В «Русской правде» упоминаются также следующие меры: голважня, лукно, уборок. Вместимость уборка и голважни была невелика. Наоборот лукно являлось большой мерой по вычислениям Д.И.Прозоровского лукно вмещало 24,6кг овса, но это значение является сугубо приблизительным.
В некоторых источниках упоминается также спуд, крина и другие меры вместимость которых неизвестна. Возможно, что слово спуд представляло общее наименование мер объема, как можно думать на основании текста устава о церковных судах киевского князя Владимира Святославовича(996г)
Меры веса
В наибольшей степени меры веса нашли применение в области торговли. В X веке в Киеве торговля «весчими» товарами была распространена и развита. В литературных памятниках XI-XV веков упоминались следующие меры веса: берковец, пуд, гривна, гривенка, золотник. Однако эти источники не дают точных соотношений мер, поэтому приходится ориентироваться на источники XVI-XVII века, когда имели место следующие соотношения: берковец=10 пудов= 400 гривнам=800 гривенкам=2 полугривенкам=48 золотникам= 1200 почкам=4800 пирогам. Наибольшая мера берковец равнялась 163,8кг, а пуд 16,38кг.
Берковец
Берковец — старорусская единица измерения массы, равная 10 пудам ≈ 164 кг.
Первоначально употреблялась преимущественно для взвешивания воска. Упоминается в уставной грамоте новгородского князя Всеволода Мстиславича, данной общине купцов-вощаников «Ивановское сто», торговавших воском и мёдом при передаче им церкви Иоанна Предтечи на Петрятине дворище в Новгороде, в 1134 году.
Впоследствии встречается в новгородских и псковских летописях. В старорусской берестяной грамоте № 52.
Гривна
Происхождение этого слова недостаточно выяснено. Н.А.Лебедев предполагал, что оно происходит от слова «грива», полагая, что гривна представляла цену на коня. Мог называться гривной также шейный обруч- украшение их драгоценного метала у славян.
Гривна, видимо, была самой распространённой мерой в торговле и ремесле. Подобно пуду, её применяли бывало для измерения драгоценных металлов (например, золото и серебро.). Также известны случаи употребления гривны во время сбора налогов натурой.
Золотник
Название «золотник», вероятно, происходит от золотой монеты золотник, имевшей хождение в Киевской Руси и позднее. Золотник («златник») представлял собой маленькую золотую монету.
Первоначально это слово означало золотую монету, и именно в этом значении встречается оно в договоре 911 г. Киевского Князя Олега с Византией. В чисто метрологическом смысле золотник употребляется лишь в договоре, заключённом в 1229 году смоленским князем Мстиславом с Ригой и Готландом. В золотниках измеряли количество чистого серебра или золота в монетах (так называемая золотниковая система проб).
Понятие «золотник» использовалось также для обозначения чистоты золота. Если, например, в золотой монете весом в 1 золотник (равен 96 долям) была 21 доля примесей от веса золотосодержащего сплава, а золота — 75 долей, то эту монету считали изготовленной из золота 75-й пробы, или из «75-золотникового золота».
Специфическим использованием различных мер веса на Руси является наличие весоизмерительных приборов. Ещё в XI-XII веках использовали различные весы с равноплечим и неравноплечим коромыслом. Вообще диапазон весовых значений в эпоху Киевской Руси был значителен- от малых серебряных и золотых монет, до больших кусков воска и металла.
Вывод по Киевской Руси:
Времена Киевской Руси, можно охарактеризовать периодом становления русской системы метрологии, а если конкретизировать, произошло становление более стройной, единой и общенародной системы мер, которая впоследствии положит начало используемой нами сегодня метрологической системы.
Русская метрология эпохи феодальной раздробленности и татаро-монгольского ига. (XII- первая половина XV века)
Меры длины
В рассматриваемый период в основном использовались меры которые были распространены в Киевской Руси: версту, сажень, локоть, пядь и т.д. Но стоит заметить, что феодальное раздробленность, обособление княжеств, нарушение контактов из-за прихода татаро-монгольских завоевателей и, как следствие, ослабление контроля и нехватка законных мер, увеличили количество таких антропологических и местных мер, как «волок» или «гон».
Меры площади
Продолжали применять такие меры как: дом, соха, обжа. Но, как следствие феодальной раздробленности, имело место их количественные изменения их в зависимости от княжества.
Эти меры давали лишь приближенное представление о земельных участках, но они более менее удовлетворяли потребность в определении уровня урожайности. Сохранились летописные свидетельства о том, что уже в середине XII века, проводили в значительных масштабах, охватывающих целые княжества, описи земельных площадей.
С метрологической точки зрения важное значение имеет появление геометрической меры земельных площадей- десятины, об использовании которой для сенокосных угодий упоминается в памятниках древней письменности с конца XIV века. Первоначально применяли «круглую» десятину т.е. квадрат, каждая из сторон которого равнялась десятой доле версты (50 сажен), откуда и происходит наименование «десятина». С середины XV века десятину стали употреблять и для измерения пахотных земель. По существу, можно только теперь говорить об использовании в землемерной практике действительно мер, в метрологическом смысле слова.
Переход от четверти к десятине, связан с рядом затруднений. Несмотря на свой субъективный характер и неопределённость значения, четверть имела огромное преимущество для земледельцев, что в основе её лежал реальный физический субстрат- засеваемое в землю зерно; для копны- собираемое с покосов сено. Нелегко было отказаться от четверти, т.к. она была уже всем понятна. Кроме того приходилось мирится с тем: что ранее определение земельных площадей было выполнено в четвертях, и что именно последние фигурировали в писцовых книгах.
Меры объема
Мы уже говорили о том, что система русских мер объема имела с точки зрения единства, ту особенность, что применяли различные меры в зависимости от измеряемого объекта. Наряду с системными мерами существовали и бытовые.
В период феодальной раздробленности, появились новые местные меры, которые оказались достаточно устойчивыми в Новгороде, Пскове и Северодвинской земли. К таким мерам относились: новгородская коробья=4 четвертакам=16 четверикам; псковская зобница=2 позобеньям= 4 четверткам.
Новгородская коробья упоминается в литературных памятниках XV века и позже. Псковская зобница впервые упоминается в 1314 году. Зобницу также употребляли в качестве меры хмеля. Во второй половине XV века зобница получила новое значение (14 пудов ржи) и стала равна московской кади.
Меры веса
Ещё в эпоху Киевской Руси встречались различные наименование для систем веса, но они были связаны ,по-видимому, только с областями применения и ещё не свидетельствуют о наличии каких-либо различий между мерами. С достаточной определённостью можно считать, что имело место различие между новгородскими и киевскими мерами веса. В период феодальной раздробленности, встречаются наименования: вес московский, новгородский, псковский, смоленский, полоцкий, рязанский и др. Однако не все они были отличны друг от друга. Новгородский вес действительно отличался от других, однако, по отношению к рязанскому весу ещё Д.И. Прозоровский пришёл к выводу, что он был одинаков с московским. Из специфических местных мер веса в литературных источниках упоминается, главным образом, новгородская капь, равнявшаяся 4 пудам. Она имела отличительную особенность- в мере была сделана «пустота», в которую вкладывали другие, меньшие гири т.е. развес.
Ряд источников свидетельствуют об установлении соотношений между русскими и иностранными мерами веса. Эти соотношения закреплялись договорами: капь в 1269 году была приравнена к 8 ливонским фунтам. Кроме того, принимали общие взаимные обязательства «вес и гири…держать ровно и правильно».
Угловые меры
Возможно, что с конца XIV века начинают употреблять и угловые меры. Во всяком случае в 1848 году экспедицией А.В.Терещенко в развалинах г. Сарая был найден древний угломер русского изготовления со шкалой, охватывающей полуокружность.
Меры времени
В области измерения времени первое десятилетие XV века на Руси отмечено началом применения механических шпиндельных часов.
Летописи свидетельствуют о том, что ещё в 1404 году, по распоряжению великого князя московского Василия I Дмитриевича в Кремле были установлены часы башенного типа, которые вызывали изумление современников. Эти часы установленные сербским монахом Лузарем, были: «чюдны велми и с луною»
Вслед за Москвой измерения времени при помощи аналогичных устройств ввели в Новгороде и Пскове, где также были установлены часы башенного типа.
Преодоление последствий феодальной раздробленности
Феодальная раздробленность, безусловно, в какой-то мере привела к появлению различных специфических местных мер, отличавшихся от киевских, как значениями, так и наименованиями. Появились также местные разновидности киевских мер; сохранив наименования последних, они имели другие значения.
Стоит учитывать, что монгольские завоеватели были, пусть даже не вполне осознанно, заинтересованы в сохранении единой метрологической системы, так как это облегчало определение размеров дани её сбор и учёт.
Метрология в период основания и развития Московского государства
Метрологическая деятельность Московского государства
15 век- эпоха объединения Руси вокруг Московского княжества в условиях ослабевающего с каждым десятилетием татаро-монгольского ига, укрепления международных связей, укрепления великокняжеской власти.
Государственная политика в те годы была направлена на упорядочивание мер и измерений, придание им большей стройности, полноты и законченности. К единству мер стремились не только Московские князья, но и удельные, например, белоозерский князь Михаил Андреевич и его грамота, которая запрещала использовать иные меры, кроме установленных им.
Но мероприятия на унификацию мер распространялись в основном на города, торги, ярмарки и т.д.; в житейский обиход государственный аппарат практически не вмешивался, особенно в быт национальных меньшинств (татар, чувашей, удмуртов и т.д.), лишь при участии в городской торговле, их постепенно обязывали пользоваться общегосударственными мерами.
В унификации мер играла также внешняя торговля. Вопрос о степени унификации мер, был поставлен англичанами в самом начале их торговли через Архангельск. В 1629 году шведские послы просили о том, чтобы «в мере примененя не учинить» и «чтоб по московской мере продавали».
Немало сведений о мерах и выполнении измерений содержалось в различных специальных руководствах, например, в «Торговой книге», «Уставе ратных, пушечных и других дел» и других; этими руководствами пользовались приказы Московского государства и непосредственные исполнители в своей практической работе.
Меры длины
По сравнению с предыдущим периодом в 16–17 веке несколько увеличилось число принятых мер. Появились новые меры- аршин, с течением времени вытеснивший локоть и вершок; были официально узаконены два значения версты, соотношение значений мер указаны в таблице ниже:
Мера В русских мерах В метрических мерах
Верста 500-1000 сажен 1,08-2,16 км
Сажень 3 аршина 2,16 м
Аршин 4 четверти 72 см
Локоть (четверть) 10 2/3 вершка 42 см
Пядь 4 вершка 18 см
Вершок - 4,5 см
Внесистемные меры длины
Из специфических внесистемных мер длины, употреблявшихся главным образом в оптовой торговле с иностранцами, которым запрещалось вести розничную торговлю в Московском государстве, следует указать: постав, половинку, косяк и кипу. Они упомянуты в «торговой книге», «в таможенных книгах Московского государства». По описанию, это были крупные невещественные меры, которым должна была соответствовать длина отрезков импортного сукна, бархата и других тканей. Эти меры составляли десятки, а некоторые даже приближались к сотне аршин. Значения этих мер менялись, в зависимости места и времени. Но в каждых данных условиях значение являлось определённым и выражалось в официально закреплённых мерах.
Меры площади
Установленные ранее геометрические меры стали частично даже мерами площади в строгом смысле слова, т.е. определяемыми как квадра, сторона которого равна единице длины: квадратная верста, квадратная десятина и квадратная сажень. Взамен слова "квадратный" употребляли прилагательное "дробный", "четвероугольный".
В то же время в городах для расчёта малых мер площади выражали только в мерах длины без перевода их в квадратные меры.Например: "Подле Яузы от мосту к Москве-реке-огород князя Романа Пожарского, вдоль от ворот к Яузе реке-46 сажень, поперег от мосту 36 сажень". В некоторых случаях, перевод всё-таки проводился: "Круглых в том дворе и в городе 106 сажень с полусаженью, а дробных 11210 сажень".
Для 17-го века основным источником сведений о земельных площадях являлось:"Книга сошного письма 1629 года" служившая руководством для русских писцов-землемеров.
Опираясь на известные документы закрепляющие меры площади, можно сказать, что система мер площади на 15-17 век была следующей:
Соха 500-1200 четвертей
Выть 12-16 четвертей
Десятина 2 четвертины
Четверть 2 осьмины
Полчетверти ( осьмина) 2 полосьмины
Пол-полчетверти( пол-осьмина) 2 четверика
Полчетверик 2 пол-полчетверика
Пол-полчетверик 2 малых четверика
Пол-пол-полчетверик(малый четверик) 2 полмалых четверика
Полмалый четверик ----------------------------------
Пол-пол-полчетверти( четверик) 2 полчетверика
Наряду с использованием в качестве коэффициента степеней числа 2 было официально принято подразделение четверти на три части с последующим делением по двоичному принципу. В этой системе отношение четверти к её долям определялось числом не 2n, а 3*2n пол-третям, и т.д. и т.п.
"Соха" и "Выть"
Это крупные земельные меры площадей употребляли землемеры при составлении "сошного письма" для нужд финансовых и военно-учётных органов. При этом "выть" употребляли при преимущественно для определения площадей "чёрных земель", т.е. государственных. Основной особенностью этих мер являлось их выражение через различные числа четвертей, так как учитывали качество земель и социальное положение землевладельцев. Конкретные значения "Сохи" выраженные числом четвертей:
Качество земли для служилых земель, для церковных земель,для "черных" земель
"Добрая" земля 800 600 500
"Средняя" земля 1000 700 600
"Худая" земля 1200 800 700
"выть" сначала была распространена на территории Новгородской земли, вошла затем в систему мер Московского государства, в соответствии с чем она фигурирует в книге "сошного письма",где для неё указаны меры 12,14 и 16 четвертей.
Копна
Это урожайная мера носившая субъективный характер, не включена в систему мер площадей, т.к. её отношение к десятине долго время не укладывалось вприведенный ряд дольных мер.
В описываемый период она постепенно получила более определенное значение соединенное с десятиной. Как видно из книги "сошного письма", в это время копна делилась с коэффициентом 2n на 2 копны, на 4 четверти копны, на 8 полчетвертей копны, на 16 пол-полчетвертей и на 32 пол-пол-полчетвертей копны. Копна, с течением времени была приравнена к 0,1 десятины.
Меры площади никогда не имели материального воплощения. Период объединения Руси под властью Московского государства имел задачу установить единую метрологическую систему в области землеустройства и взимания налогов.
Меры объема
Меры сыпучих тел:
Как видно из "Торговой книги", меры объема сыпучих тел к концу 16-го века составляли стройную систему, в которой кратные и дольные меры были связаны между собой коэффициентом 2n, причем отношение любых двух ближайших по значениям мер равнялось 2.
В 15-17 веках практиковались почти исключительно прямые измерения, как достаточно простые и удобные для определения кол-ва сыпучих тел и жидкостей, тогда как использование косвенных измерений было уместно и целесообразно лишь в некоторых случаях и, кроме того, затруднялось недостаточным знанием стереометрии. Косвенные измерения не вошли широко в практику, хотя их всё же выполняли строители.
Основной сферой использования мер объема являлось сельское хозяйство, продукция которого(рожь, овёс, ячмень и т.п.) стала значительно расти в связи с развитием крупного крепостного землевладения, освоением новых земель, увеличением поступления сельскохозяйственной продукции на рынок, введением системы обложения товаров пошлинами.
Широко использовались меры объема также в системе государственных заготовок и снабжения продуктами.Были созданы и ежегодно пополнялись продовольственные запасы, для чего в Москве и других городах были устроены государственные житницы и другие хранилища.
Основную меру сыпучих тел-четверть-употербляли повсеместно на территории Московского государства, она упоминается почти во всех документах, касающихся крупной торговли сельскохозяйственными продуктами. Для измерений широко применяли также осьмину и полуосьмину, которые практически были удобны в силу меньшего, чем у четверти объема. Четверик же стали применять уже ближе к 17-му веку, вследствие удобства его размера для мелкой торговли и для определения веса заполнявшей его ржи. Сохранилось сообщение летописца также о другой причине распространения четверика.
Меры жидкости
Совокупность мер объема жидкости в Московском государстве представляла собой уже достаточно стройную и структурированную систему.Основной мерой являлось ведро. Система характеризовалась, как система мер сыпучих тел, делением по двоичному принципу: ведро делили на 2 полуведра, на 4 четверти ведра или на 8 получетвертей, а также на кружки и чарки.
Ведро характеризуется как "осьмивершковая" мера. На основе различных данных и соображений можно вывести несколько различных значений объема ведра.
Меры жидкостей, из которых в документах наиболее популярно ведро,получили особенно широкое распространение в мере "питейных мер" для вина, пива, меда преимущественно в государственной торговле вином: вино поступавшее на государственные "отдаточные дворы", отмеряли при отправке на "кружечные дворы", при продаже на этих дворах-кружками, штофами и др. Бочка, как мера измерения встречаются крайне мало в документах 16-17 века.
Местные и бытовые меры объема.
Местные меры оставшиеся с периода феодальной раздробленности, а иногда и от более ранних времен, оказались довольно живучи и были распространены во второй половине 17-го века.Такие меры как голважня,лукно,уборок упоминались ещё в "Русской правде".
Были популярны такие меры как, вятская хлебная мера куница, пермская сапца(мера соли и хлеба). В значительной степени местные меры употреблялись в юго-западных районах,которые ещё не были присоединены к Московскому государству.
Меры времени
Крупные естественные меры, не потерпели каких-либо сильных изменений с 15 века. В самом конце 17-го века был установлен другой момент окончания года. Зато в такую искусственную единицу,как час были внесены существенные изменения были внесены существенные изменения, она стала постоянной величиной 1/24 суток, и была подразделена на более маленькие доли, т.е. минуты.
Слово"час" раньше имело чрезвычайно расплывчатое определение и могло колебаться его величина могла колебаться от действующих на сегодняшний день мер, до 1 года. Водной из грамот направленных московскому князю Ивану 3 было написано: "От давних часов писано его государем всея Руси". Однако "час" всё чаще начинают употреблять лишь в смысле доли суток, появились и наименования долей часа. Слово "час" во множественном числе было использовано в наименовании измерительных устройств времени.
С помощью единиц времени была регламентирована работа приказов, частично также промышленных и торговых заведений. Соборным уложением в 1649 году был установлен 12-часовой день в приказах , а указом 1680 года-10-часовой рабочий день.
Использование единиц суточного времени зависело от степени распространения устройств, воспроизводивших эти единицы.
В 16 и особенно в 17 веках в Московском государстве значительно возросли как общее кол-во, так и ассортимент механических часов, которые не только были установлены иноземцами, но постепенно стали изготавливать и русские мастера.
В Москве часы,естественно, были наиболее распространены. Здесь уже в конце 16-го века имелось трое часов, установленных на Кремлевских башнях(Спасской, Троицкой и Тайницкой).
Несмотря на внедрение механических часов, солнечные часы сохраняли свое влияние.Во многих местах их продолжали употреблять как единственные приборы для измерения времени, в других местах они функционировали параллельно с механическими.
Также, в связи с тем, что для широты Москвы максимальная длительность дня летом и ночи зимой составляет примерно 17 часов, то на циферблаты наносились числа от 1 до 17. Этим можно объяснить некоторые непонятные моменты времени:" июня 20 15 часу дня государь пошел в село Воробьево". Так как момент восхода Солнца меняется в течение года, то одинаковое число часов означало в разное времена года различные физические моменты времени, отстоявшие неодинаково от полудня или полуночи- момент времени в 1 час дня в июне соответствовал приблизительно 4 3/4 дня по современному счёту, в декабре-9 3/4 часов дня.
Несмотря на наличие башенных часов население оповещали как днем, так и ночью о времени при помощи удара колоколов.Число ударов равнялось числу часов после восхода или захода солнца.
Вывод
В итоге 17-го века было достигнуто практически идеальное единство мер,но в тоже время следует отметить, что в дальних провинциях уровень измерительного хозяйства был недостаточно удовлетворительным.Однако уже само наличие единой системы мер, обязательной для применения на всей громадной территории страны, представляло весьма существенный факт.Это обстоятельство производило большое впечатление на иностранцев.В итоге, метрическая система сложившаяся до конца 17-го века оказалась достаточно целесообразной и практичной, и дожила до метрической реформы 1918 года.
Метрологическая реформа Петра 1 XVIII век.
Осуществление приказа царя "прорубить окно в Европу" повлекло за собой проникновение различных западных особенностей культуры. Чрезвычайное расширение научных, производственных и торговых связей. Это, в некоторой степени, отразилось на метрологии петровской и послепетровской эпохи. Развитие системы русских мер, получило ряд особенностей, наиболее важным из которых являлось увеличение кол-ва малых мер, повышавших точность измерений и сближение русских мер с английскими.
Для облегчения вычислений были изданы таблицы мер и соотношений между русскими и иностранными мерами. Начинают выделяться некоторые метрологические центры.
1.Коммерц-коллегия занялась вопросами единства мер и метрологического обслуживания в области торговли.
2.Адмиралтейств-коллегия заботилась о правильном применении угломерных приборов, компасов и соответствующих мер.
3.Берг-коллегия опекала измерительное хозяйство горных заводов, рудников и монетных дворов.
Основанная в 1725 г. Петербургская академия наук занялась воспроизведением угловых единиц, единиц времени и температуры. Она имела в своем распоряжении образцовые меры и копии эталонов туаза и фунта. Назревала необходимость создания в стране единого руководящего метрологического центра.
В 1736 г. по решению Сената была образована Комиссия весов и мер под председательством главного директора Монетного двора графа М. Г. Головкина. В состав комиссии входил Леонард Эйлер. В качестве исходных мер длины комиссия изготовила медный аршин и деревянную сажень, за меру жидких тел приняла ведро московского Каменномостского питейного двора. Важнейшим шагом, подытожившим работу комиссии, было создание русского эталонного фунта.
Работы начались в 1736 г. и завершились в 1747 г. изготовлением бронзовой золоченой гири, узаконенной в качестве первичного образца (государственного эталона) русских мер веса. Этот фунт почти 100 лет оставался единственным эталоном в стране. Сведения о старинных русских мерах приведены в табл. 2.1.
В комиссии рассматривались (но из-за отсутствия денежных средств и специалистов не были осуществлены) проекты создания системы мер, основанной на физических постоянных (определение сажени через длину меридиана Земли, фунта – через вес определенного количества чистой воды), введение десятичной системы образования кратных и дольных единиц и др. Эти прогрессивные идеи получали в Европе в ту пору все большее распространение.
Развитие системы единиц измерения
Единицы длины
Главной целью реформы было уравнять русские и популярные в то время по всему миру английские меры. Сделано это было для соответствия мировым стандартам торговли и создания русского флота по методу и подобию флота Англии.
В области заграничного кораблестроения бытовали, как английский, так и голландский фунт, но предпочтение было отдано первому, в соответствии с чем,совокупность русских мер стала выражаться следующим образом: сажень-7 футам, аршин-28 дюймам, фут-12 дюймам, дюйм-10 линиям. Значение сажени уменьшилось приблизительно на 1%. Соответственным образом изменились значения прочих единиц длины: аршин-2 1/3 фута, полуаршин-1 1/6 фута,вершок- 1 3/4 дюйма. Указ Петра 1 о данной реформе на сегодняшний день не найден, однако ряд данных подтверждает факт проведенного измерения.Новое значение сажени отразилось также на значении версты.
Единицы площади
При Петре в системе площадей очень плотно закрепились квадратные меры. В учебниках давали сведения о них и о действиях с ними .
Квадратные единицы,при Петре, сформировали определённую систему, которая может быть представлена в следующем виде:
Квадратная верста 250000 квадратных саженей
Квадратная сажень 9 квадратных аршин
9 квадратных аршин 49 квадратных футов
квадратный аршин 256 квадратных вершка
256 квадратных вершка 784 квадратных дюйма
квадратный фут 174 квадратных дюйма
Копну, как меру сельскохозяйственных угодий практически перестали употреблять в официальной практике. Т.к. в середине 18-го века копна была заменена на десятину. (десятина=10 копен)
Единицы объема
В быту и торговой практике по-прежнему употреблялись особые меры объема сыпучих тел и жидкостей.У исследователей указаны следующие меры сыпучих тел:
-ласт(12 четвертей)
-четверть
-осьмина
-полосьмина
-четверик
Во второй половине 18-го века в русскую метрологию была введена новая мера объема жикостей-бутылка.Она вносила некоторые противоречия в систему основанную на двоичном принципе деления.Указом Сената от 16 сентября 1774 года в ведре должно было содержаться 13 1/3 бутылок, так что бутылка составляла 3/40 ведра.
Меры объема сыпучих тел и жидкостей, унаследованные от 17 века, не претерпели какого-либо изменения в связи с уменьшением длины сажени, так как не были связаны с линейными измерениями и представляли собой лишь практически установившиеся и затем официально санкционированные меры.
Система единиц веса
Система единиц веса начала 18-го века приведено в "Арифметике" Магницкого. Наименование "Контарь" в 18 веке встречался крайне редко, но всё равно продолжал использоваться в некоторых регионах страны. Такие меры как безмен, почка и пирог, по-видимому, в 18-м веке уже не использовались. В руководстве по арифметике Эйлера дополнительно указаны также другие меры входившие в 18-м веке в совокупность русских мер веса: лот=3 золотникам,1/2,1/4 и 1/8 золотника. Также в практике монетных дворов получила применение мера веса "доля", представлявшая 1/96 золотника.
Единицы времени
На пороге 18-го века в способах счета и определения времени были проведены важные изменения в соответствии с тем, что было принято в ряде стран Запада.Указом Петра 1 от 1700 года начало года было перенесено на 1 января.Кроме того был принят порядковый счёт лет, в соответствующий современному. Вместо деления суток на две равные части неизменной длительности в течение всего года.
Номенклатура единиц времени, существовавшая в 17-м веке, пополнилась мелкими единицами суточного времени. У Магницкого в таблице практически используемых единиц времени указаны, год, месяц, "седмица", день, час и минута, упоминаются секунда, терция (1/60 секунды). Эти единицы стали утверждаться в практике только во второй четверти 18-го века.
Магнитные единицы
В 18-м веке ещё отсутствовали понятие о таких магнитных величинах, как магнитная индукция, магнитный поток и прочее.Поэтому магнитных единиц ещё не было. Изучали лишь внешние механические проявления магнетизма, обусловленные земным магнитным полем или полем естественных и искусственных магнитов.Все эти единицы характеризовали магнетизм только с точки зрения производимых им механических действий и потом заглавие "Магнитные единицы" являются в данном случае условными.
Обеспечение единства измерений
17 век оставил ряд незавершенных работ в области унификации мер. Но, с другой стороны, в относительное единство применявшихся в стране мер были внесены нарушения, обусловленные присоединением новых территорий с иными бытовавшими там мерами, причем решение задачи устранения разнообразных мер усложнялось необходимостью проявлять значительную гибкость в метрологической политике, соблюдать осторожность в замене русскими мерами немецких, польских и турецких мер на окраинах России.Однако же в целом сфера применения единых русских мер все более расширялась.
Отмечены и некоторые достижение в подведении надежной материально-метрологической базы под единством мер.
В первой половине 18-го века не было ещё общеобязательного единых эталонов, которых возглавляли бы всю систему измерительного хозяйства России- был лишь ряд независимых образцов в разных ведомствах. Большие рассхождения были отмечены в значениях рабочих мер.
Комиссия оставила неизменной существовавшие системы мера и ограничилась лишь решением задачи создания эталонов сравнением имевшихся образцов мер, которые она затребовала от разных организаций столичных и провинциальных.
Зарождение и распространение цельной метрологической системы. Метрологическая деятельность Менделеева
Идея построения системы измерений на десятичной основе принадлежит французскому астроному Г. Мутону, жившему в XVII в. во Франции, где феодалы имели право пользоваться своими собственными мерами, содержать таможни и собирать пошлину. Вопрос о рациональной системе мер стоял особо остро. Восьмого мая 1790 г. Учредительное собрание Франции приняло декрет о реформе системы мер и поручило Парижской академии наук разработать соответствующие предложения. Комиссия академии, руководимая Лагранжем, рекомендовала десятичное подразделение кратных и дольных единиц, а другая комиссия, в состав которой входил Лаплас, предложила принять в качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе этой единственной единицы – метра – строилась вся система, получившая название метрической. За единицу площади принимался квадратный метр, за единицу объема – кубический метр, за единицу массы – килограмм – масса кубического дециметра чистой воды при температуре 4 °С. Метрическая система с самого начала была задумана как международная.
Ее единицы не совпадали ни с какими национальными единицами, а наименования единиц и десятичных приставок (см. табл. 5.2) были произведены от слов "мертвых" языков (латинского и древнегреческого).
Для России описываемый период характеризуется значительно возросшими темпами развития науки, техники, промышленности и торговли. Основываются различные учебные заведения, научно-исследовательские учреждения высокого класса, многочисленные научные общества.Чтобы понять положение русской метрологии в то время, необходимо проследить за развитием отечественной метрологии с 19-20 века:
Развитие отечественной метрологии в 19-20 веках.
В развитии отечественной метрологии за последние 200 лет можно выделить несколько этапов.
Первый этап стихийной метрологической деятельности – охватывает почти весь ХIХ в. Этот период характерен централизацией метрологической деятельности и началом широкого участия русских ученых в работе международных метрологических организаций. Так, указом "О системе Российских мер и весов" (1835 г.) были утверждены эталоны длины и массы – платиновая сажень, равная семи английским футам, и платиновый фунт, практически совпадавший по весу с бронзовым золоченым фунтом 1747 г.
В 1842 г. на территории Петропавловской крепости в специально построенном "несгораемом" здании открывается первое централизованное метрологическое и поверочное учреждение России – Депо образцовых мер и весов, куда и помещаются на хранение созданные эталоны, их копии, а также образцы различных иностранных мер. В настоящее время эти образцы хранятся в музее Д.И. Менделеева в С.-Петербурге.
В Депо не только хранились эталоны и их копии, но и изготавливались образцовые меры для местных органов, а также проводилась поверка и сличение образцовых мер с иностранными. Эта деятельность регламентировалась "Положением о мерах и весах" (1842 г.), которая заложила основы государственного подхода к обеспечению единства измерений.
Как и многие другие науки, метрология в своем развитии не избежала описательного периода. Он завершился в нашей стране капитальным трудом Ф.И. Петрушевcкого "Общая метрология", вышедшим в 1849 г, и удостоенным императорской Академией наук Демидовской премии.
Одним из важнейших событий событий 19-го века для русской метрологии стало подписание метрической конвенции 20 мая 1875 года.
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 предлагалось, с целью обеспечения единства измерений в международном масштабе, изготовить новые международные прототипы метра и килограмма и распределить их однотипные копии между заинтересованными государствами. Это предложение было принято.
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 и расширению метрологической деятельности в национальном и международном масштабах. В соответствии с конвенцией Россия получила платино-иридиевые эталоны единицы массы № 12 и № 26 и эталоны единицы длины № 11 и № 28, которые были доставлены в новое здание Депо образцовых мер и весов (ныне это дом 19 на Московском проспекте в С.-Петербурге).
Этапы развития отечественной метрологии:
Второй (менделеевский) этап развития отечественной метрологии. В 1892 г. управляющим Депо был назначен Д. И. Менделеев (1834–1907 гг.), который так много сделал для отечественной метрологии, что период с 1892 по 1917 гг. называют менделеевским этапом развития метрологии. Для него характерно следующее:
– это этап научного становления метрологии, перевода ее в число точных естественно-научных дисциплин, возвышения до уровня "главного орудия познания" по образному выражению Д.И. Менделеева;
– это этап осознания народно-хозяйственного значения метрологии, начало глубоко продуманного и планомерного включения метрологической деятельности в хозяйственный механизм страны.
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. Лишь восемь лет спустя в США организуется Национальное бюро эталонов, а в 1900 г. в Англии – метрологическое отделение Национальной физической лаборатории. 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, реализована широкая программа научных исследований в области метрологии. Собственные научные работы Д.И. Менделеева по метрологии не утратили своего значения и 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.
Но даже Д.И. Менделееву не удалось внедрить в России метрическую систему. С 1899 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.
Имеются сведения, что в г. Тамбове (центре Тамбовской губернии) первая палатка мер и весов была открыта в 1912 г.
Третий (нормативный) этап развития отечественной метрологии. Заметные изменения в метрологической деятельности произошли после 1917 г. Декрет "О введении Международной метрической системы мер и весов" был принят Советом Народных Комиссаров 14 сентября 1918 г. Введение метрической системы знаменует собой начало третьего этапа в развитии отечественной метрологии. Этот этап охватывает период до Великой Отечественной войны. Главным его содержанием является переход к государственной метрологической деятельности.
В 1917–27 гг. был осуществлен комплекс мероприятий по созданию государственной метрологической службы. Введена обязательная всероссийская поверка мер и весов, утверждены новые положения о Главной палате мер и весов и о мерах и весах, установлены единые таксы сборов за поверку, введена уголовная ответственность за нарушения положения о мерах и весах и т.д.
Для выполнения декрета от 14 сентября 1918 г. в условиях гражданской войны и разрухи нужно было:
– разработать, изготовить и заменить несколько десятков миллионов гирь и линейных мер;
– обеспечить их клеймение и поверку, для чего требовалось создать сеть поверочных учреждений;
– создать исходные образцовые средства для оснащения этих учреждений;
– создать эталоны единиц метрической системы и средства для передачи информации о размерах этих единиц;
– переработать всю техническую документацию, реорганизовать все измерительное хозяйство на промышленных предприятиях, обеспечить производство измерительного инструмента;
– обеспечить пропаганду метрической системы и обучение населения ее использованию, издать десятки брошюр, книг, преодолеть инерцию мышления и старые привычки.
Одной из первых государственных задач, возложенных на Главную палату мер и весов, было практическое осуществление метрической реформы в стране. Эта грандиозная работа заняла девять лет.
Нет ничего удивительного, что дело продвигалось медленно. Сплошь и рядом возникали непредвиденные трудности:
. только для изготовления необходимого количества гирь потребовалось 4,5 млн. пудов дефицитного чугуна;
. по любому вопросу требовалось решение центральных органов власти.
Восьмого января 1919 г. был подписан декрет "О введении нового счета времени по международной системе поясов", в 1921 г. – постановление "О всероссийской поверке мер и весов". Всего за семь послереволюционных лет правительство пять раз принимало решения по различным метрологическим вопросам. В 1924 г. было утверждено "Положение о мерах и весах", с выходом которого завершилась организация государственной метрологической службы СССР.
В 1925 г. было принято постановление "О признании заключенной в Париже 20 мая 1875 г. Международной метрической конвенции для обеспечения международного единства и усовершенствования метрической системы, имеющей силу для СССР". Тем самым были возобновлены международные связи нашей страны в области метрологии.
К 1927 г. завершилась метрическая реформа в СССР. Палаты мер и весов были созданы во всех союзных республиках, государственной службой мер и весов охвачена вся страна.
В годы первых пятилеток правительством был осуществлен также ряд других крупных мер по дальнейшему совершенствованию метрологической службы и стандартизации. 23 ноября 1929 г. было принято постановление об уголовной ответственности за несоблюдение обязательных стандартов и "Положения о мерах и весах".
Война подтвердила высокий уровень метрологического обеспечения народного хозяйства СССР. Перебазирование многих промышленных предприятий на восток при одновременном изменении всей номенклатуры изделий, связанном с переводом промышленности на военные рельсы, не вызвало нарушений в системе обеспечения единства измерений и взаимозаменяемости.
Четвертый (послевоенный) этап развития отечественной метрологии. Данный этап характеризуется небывалым размахом всей метрологической деятельности в стране. Отличительной его особенностью является повсеместное внедрение стандартизации как главной организационно-правовой формы обеспечения единства измерений. Разработана и внедрена Государственная система стандартизации (ГСС). Организационные принципы построения и основные задачи метрологической службы страны в рамках ГСС регламентируются установленной Госстандартом СССР в 1973 г. структурой метрологической службы и основополагающим ГОСТ 1.25-76 "ГСС. Метрологическое обеспечение. Основные положения". Государственная метрологическая служба к этому времени состояла из почти полутора десятков институтов и около 250 территориальных органов, возглавляемых Госстандартом СССР с 15 республиканскими управлениями.
Повсеместное использование измерений и измерительной техники в промышленном производстве обусловило создание, наряду с государственной метрологической службой, органов ведомственного контроля за мерами и измерительными приборами. В 1970–80-е гг. в большинстве министерств и ведомств, в производственных объединениях и на крупных предприятиях были организованы ведомственные метрологические службы (отделы главного метролога) с широкими полномочиями в области обеспечения единства измерений.
Появление квалиметрии – раздела метрологии, посвященного проблемам измерения качества продукции, стимулировало распространение идей и методов этой науки на область измерения нефизических величин и ознаменовало начало современного этапа развития метрологии. В настоящее время измерения применяются в экономике, психологии, социологии, истории и многих других гуманитарных науках. Практически не осталось областей человеческой деятельности, где применение измерений для получения достоверной количественной информации не оказало бы существенного влияния на их развитие. Метрология и стандартизация применяются не только в науке и технике, на производстве, но и в быту, в искусстве, в общественной и политической жизни. Поэтому знание основ метрологии, стандартизации, измерений и контроля качества необходимо не только специалистам в области техники, но и каждому культурному человеку.
Метрология Российской Федерации
После развала в 1991 г. Советского Союза, в течение нескольких лет произошел значительный спад работ в области метрологии в странах СНГ, в том числе и в Российской Федерации. На многих предприятиях были значительно сокращены, а иногда и ликвидированы службы метрологии. Однако вскоре произошло осознание того факта, что без метрологического обеспечения невозможен выпуск качественной продукции. Поэтому службам метрологии в настоящее время уделяется все большее внимание на абсолютном большинстве предприятий.
В настоящее время развитие метрологии в Российской Федерации осуществляется в соответствии с законом "Об обеспечении единства измерений", принятым в 1993 г.
Государственная метрологическая служба РФ:
По закону Российской федерации «Об обеспечении единства измерений» Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта России и включает:
1.Государственные научные метрологические центры;
2.Органы Государственной метрологической службы на территории республик в составе РФ, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.
Госстандарт России осуществляет управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ.
Основное уравнение метрологии
Основное уравнение метрологии показывает, что числовое значение величины зависит от размера принятой единицы измерения.
Если имеется некоторая физическая величина Х, принятая для нее единица измерения равна [X], то значение физической величины:
Х = q [X]
где q – числовое значение величины Х.
Поскольку метрология связана с измерениями, то обычным объектом измерения являются физические величины.
Физическая величина – это одно из свойств физического объекта, которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.
Качественная характеристика физической величины определяется тем, какое свойство материального объекта или какую особенность материального мира эта величина характеризует (твердость, прочность и т.д.). Для выражения количественного содержания свойства конкретного объекта употребляется понятие «размер физической величины», который устанавливается в процессе измерения.
Различают физические величины: измеряемые и оцениваемые.
Измеряемые величины могут быть выражены количественно в установленных единицах измерения. Величины, для которых не может быть введена единица измерения, относятся к оцениваемым. Оцениваемые величины производятся при помощи установленной шкалы.
Физические величины классифицируют по видам явлений:
вещественные, описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них;
энергетические, описывающие энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии;
физические величины, характеризующие протекание процессов во времени.
Физические величины делят на основные и производные.
Основные, т.е. произвольно установленные единицы для некоторых величин, выбираются из условия независимости между собой и с учетом возможности установить с их помощью связи с другими физическими величинами.
Физические величины, полученные по формулам, выражающим зависимость между ними, называются производными.
В метрологии существуют два вида уравнений, связывающих между собой различные физические величины:
1.уравнение связи между величинами, представляющие собой соотношения между величинами в общем виде;
2.уравнение связи между числовыми значениями, которые имеют различный вид, в зависимости от выбранных единиц, входящих в уравнение величин, а также часто имеют коэффициенты пропорциональности.Для установления единиц физических величин используются уравнения связи между числовыми значениями.