В повседневной жизни каждый сталкивается с необходимостью измерять длину, время и массу, поэтому такие понятия, как сантиметр, секунда и грамм, известны каждому. Но в физике точные измерения этих основных величин играют решающую роль для понимания большинства явлений. Современные приборы позволяют проводить измерения с поразительной точностью, различая мельчайшие изменения длины или времени, а также точно взвешивая крайне малые объекты.
История развития техники измерений насчитывает всего несколько веков, и относительно недавно были установлены общепринятые ныне единицы длины и массы. Изначально люди использовали в качестве единиц измерения те, что пропорциональны части тела - вы наверняка читали про локоть, дюйм и фут. Хотя эти единицы были всегда под рукой, их важнейшим недостатком являлась непостоянность из-за различий между людьми.
В XVII веке появилась идея создать эталон, основанный на природных, неизменных явлениях. Предлагались длина маятника с периодом в одну секунду и расстояние, пройденное свободно падающим телом за секунду, но эти варианты оказались неудобными. Современные единицы – килограмм и метр – появились благодаря Великой французской революции. В 1790 году специальная комиссия выбрала в качестве эталона метра одну десятимиллионную долю четверти земного меридиана, затем были изготовлены его образцы.
Однако последующие, более точные измерения показали небольшую погрешность в изготовленных весьма небрежно, эталонах. Чтобы избежать постоянной перекалибровки и пересчета, было решено зафиксировать в качестве метра конкретный образец, изготовленный в 1799 году и хранившийся долгове время в Международном бюро мер и весов в Севре. Вместе с метром появились его дольные единицы: миллиметр, микрон и наиболее часто используемый сантиметр. В царской России первыми эталонами стали фунт и аршин, но затем были приняты привычные стандарты, созданием которых под руководством известного химика и физика Дмитрия Менделеева занималась Главная палата мер и весов.
Примерно в то же врем для удобства использования различных масштабов величин появились кратные и дольные единицы, основанные на десятичной системе. Это значительно упростило вычисления. Однако не все страны приняли эту систему эталонов и кратных делений: до сих пор в Англии и США используются другие единицы измерения, такие как мили, футы и фунты.