Kilogram zardzewiał

Choć wszystkich jednostek jest bez liku (a na pewno dużo za dużo jak na głowę ucznia), tych podstawowych jest dokładnie siedem. To metr, sekunda, amper (jednostka natężenia prądu elektrycznego), Kelvin (temperatura), kandela (natężenie światła), mol (ilość materii) i kilogram (masa). Te podstawowe trzeba jakoś zdefiniować. Prosty przykład. Co to znaczy, że samochód porusza się z prędkością np. 60 km/h? Najprostsza odpowiedź jest taka, że na przejechanie dystansu 60 km potrzebuje jednej godziny, albo inaczej, przejeżdża niecałych 17 metrów w ciągu każdej sekundy. Wszystko jasne? Nic tutaj nie jest jasne! Przynajmniej do momentu, aż nie określi się dokładnie, jak długi jest metr i ile czasu trwa sekunda. Im lepiej określimy te dwie wielkości, tym dokładniej będziemy mogli mierzyć prędkość. Metr i sekunda definiują wiele różnych jednostek. Na przykład niuton to siła, z jaką trzeba działać na ciało o masie 1 kilograma, aby nadać mu przyspieszenie równe 1 metrowi na sekundę do kwadratu. Sprawy się komplikują, bo tutaj dochodzi kolejna jednostka – kilogram. Pomiar siły bez dokładnego zdefiniowania którejkolwiek z tych trzech wielkości (kilogram, metr, sekunda) jest skazany na porażkę. A bez tego nie sposób np. budować silników odrzutowych (siła ciągu), mostów (siła nacisku), wieżowców... W zasadzie nie dałoby się wybudować niczego. Wróćmy zatem do początku.

Człowieku, zdecyduj się!
Jednostek długości w historii ludzkości było bardzo wiele. Stopy, łokcie, wiorsty, mile, cale, sążnie, jardy, staje… W zasadzie nie ma znaczenia, która z tych jednostek zostanie uznana za obowiązującą. Znaczenie ma to, żeby wszyscy posługiwali się tym samym wzorcem. Wyobraźmy sobie bałagan, jaki by powstał, gdyby w całej Europie podstawową jednostką długości była np. stopa, ale w każdym kraju byłaby ona inna. Na przykład stopa w Portugalii byłaby nieco dłuższa niż w Hiszpanii, za to krótsza niż w Niemczech. Jak wtedy porównywać odległości (np. między miastami), jak prowadzić handel, jak porównywać wyniki badań naukowych czy uczyć studentów architektury? Metr jako jednostka długości ma już kilkaset lat. Pod sam koniec XVIII w. określono, że metr to jedna dziesięciomilionowa część południka, biegnącego od równika do bieguna. Południk dokładnie zmierzono, podzielono i wykonano metalowy wzorzec metra. Tyle tylko, że każdy pomiar południka był nieco inny. Poza tym metalowy pręt w zależności od temperatury otoczenia jest raz dłuższy, raz krótszy. Wzorzec był więc mało wzorcowy. W 1960 r. na międzynarodowej konferencji poświęconej wzorcom zaproponowano, by metr określać na podstawie długości fali, jaką w próżni wysyłają atomy kryptonu 86. W końcu zdecydowano się na powiązanie metra z sekundą. Dzisiaj obowiązująca definicja mówi, że metr to odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 sekundy. No i wszystko stanie się jasne, o ile uda nam się zdefiniować sekundę.