Hvorfor bruger forskere det metriske system?

Hvis du er en indfødt eller endda en fast bosiddende i USA, har du sandsynligvis internaliseret to grundlæggende ting ommeter systemet: Resten af ​​verden bruger det som det primære målesystem til stort set alt, hvad der er målbart, mens USA for det meste ikke gør det.

Hvis du kommer uden for USA, ville det være rimeligt for dig at undre dig over, hvad der er tilbageholdelse der; når alt kommer til alt er det metriske system "åbenlyst" bedre end alle andre målesystemer, hvoraf nogle har enheder, der er maleriske uden for beskrivelsen.

Det metriske system er for det meste en model med udsøgt matematisk symmetri og enkelhed. Det er ikke svært at forklare, hvorfor forskere bruger det metriske system til videnskabelige målinger; ved at strukturere enhederne, der hører til en given fysiskantal(fx længde, masse eller temperatur) omkring successive kræfter på 10, giver systemets forskellige størrelsesniveauer et niveau af intuitiv mening. (Hvad er lettere at gøre i dit hoved, konvertere 10 kilometer til meter eller konvertere 10 miles til fødder?)

Det metriske system er det internationale system for vægte og målinger. Det bruges universelt i det videnskabelige samfund, men at sige, at det har undladt at fange i De Forenede Stater, ville understrege betydningen af ​​nationens modvilje mod at tilpasse sig på dette område. Hvornår er sidste gang du som amerikaner kan huske at købe et kendt antal liter benzin? Kender du din egen højde i meter eller din masse i kg?

Det metriske system er endecimalsystem- det er det tekniske udtryk for alt, der vedrører det arabiske talesystem, 0 til 9, brugt over hele verden. I dette system, når du flytter et tals decimaltegn ("perioden" i et tal) et sted til venstre eller til højre, dividerer eller multiplicerer du tallet med henholdsvis 10.

Et decimaltegn kan placeres i slutningen af ​​et tal, der mangler en, og så mange nuller placeres til højre for det, som du ønsker, uden at ændre dets værdi. Dette kan være nyttigt, når du forbereder dig på at konvertere mellem metriske enheder: For eksempel 1 km = 1.000 km = 1.000 m, fordi 1 km = 10³ m.

Det metriske system blev først officielt vedtaget i Frankrig i 1795, med særlig vægt påmåler, eller meter (m) og kilogram (kg). Systemets geografiske rødder forklarer, hvorfor "International System" forkortes "SI" - på fransk er detteSystème​ ​Internationale.) Efter den franske revolution i 1789 ønskede forskere en mindre besværlig måde at konvertere mellem enheder af samme mængde.

Ser man kun på moderne ikke-metriske længdeenheder, overvej hvor underligt det er, at en fod har 12 tommer, en gård har 3 fod, en længde har 220 yards og en mile har 8 længder. Hvis nogen bad dig om at konvertere 9,25 yards til mindre enheder, forventes du at inkludere både fødder og inches sammen med en brøkdel, hvis det er nødvendigt. I dette tilfælde,

Men hvor mange inches er 0,75 fod? Multiplikation af dette tal med (12 in / 1 ft) giver 9 inches, så svaret er 27 ft 9 in. Ikke "raketvidenskab", men heller ikke praktisk!

Det blev smart besluttet, at en fysisk konstant, der sandsynligvis aldrig ville ændre sig, skulle vælges som en basisenhed.Afstanden er lig med 1 / 10.000.000 af afstanden fra begge poler til ækvatorblev valgt, en afstand nu kendt sommåler​.

• Måleren er udgangspunktet for en række andre metriske enheder. For eksempel blev standardmassenheden, kilogram, valgt til at repræsentere mængden af ​​stof i nøjagtigt 1 liter (L) rent vand, hvilket er 1/1000 kubikmeter (m³).

Det metriske system har syv grundlæggende måleenheder. "Grundlæggende" betyder, at kraften på de 10 implicitte er standardbæreren for hele området for den mængde. Dette er normalt enten af ​​historiske årsager, eller fordi basisenheden svarer til noget i de fleste menneskers fælles oplevelse. Disse er med yderligere detaljer:

​Længde - meter (m):Dette er en måling af ren afstand, som i "Hvor langt er det fra New York til London?" eller forskydning af et objekt, som i "Hvor langt gik du flyver fra New York til London? "Den moderne videnskabelige standard er baseret på lysets hastighed i et vakuum, ikke en del af jordens overflade.

​Masse - kilogram (kg):Tidligere defineret som massen på 1 kubikcentimeter vand, hvilket udgør 1 liter (L) vand svarende til 1 kg (kg), blev den moderne definition bestemt ved hjælp af "atomiske" kriterier.

​Tid - sekund (er):Denne væsentlige mængde muliggør definition og beregning af forskydning (m / s) og acceleration (m / s)²). Dens inverse cyklusser pr. Sekund er vigtig i undersøgelsen af ​​elektromagnetiske bølger, og enheden til dette er hertz (Hz).

​Mængde af stof - mol (mol):En mol (mol) af ethvert stof indeholder nøjagtigt 6.02214076 × 10²³ grundlæggende enheder. Dette tal er i det væsentlige grundlaget for moderne kemi og skylder dets oprindelse til egenskaberne af elementet kulstof, hvoraf 1 mol har en masse på nøjagtigt 12 gram (g).

​Elektrisk strøm - ampere (A eller amp):Dette repræsenterer mængden afelektrisk ladningbevæger sig forbi et punkt i rummet pr. tidsenhed. 1 A er lig med en strøm af en grundlæggende ladningsenhed (dvs. en proton eller en elektron) pr. Sekund.

​Temperatur - kelvin (K):Den grundlæggende enhed for temperaturmåling er også den mest uklare. Det blev valgt, fordi dets nulpunkt repræsenterer den lavest mulige teoretiske temperatur. Det er faktisk Celsius (C) skalaen forskudt opad med 273 grader eller 0 grader Celsius = 273 K.

• I modsætning til Celsius og Fahrenheit (F) skalaer, som ofte vises med et grad (°) symbol, er K ikke koblet til et grad symbol.

​Lysstyrke - candela (cd):Denne mere obskure enhed beskriver output fra genstande, der udsender elektromagnetisk stråling, såsom stjerner og pærer.

Forskere drager fordel af et fælles målesystem, så de kan kommunikere teorier, ideer og vigtigst af alt data på en måde, som alle forstår, hvis ikke intuitivt end let nok. (Nogle læsere husker muligvis de dage, hvor forskellige mærker af Android-telefoner hver havde en unik type USB-opladerkabel snarere end den universelle type, der er tilgængelig nu. Det er en grov analogi, men de fleste er enige om, at denne industriændring har gjort verden til et lettere sted for alle Android-brugere.)

Det er næsten umuligt at forstå enhver moderne, datarig forskning i det naturlige eller det fysiske videnskaber uden at henvise til det metriske system og være i stand til at kontekstualisere tallene og enhederne inkluderer.

Den amerikanske kongres vedtogMetric Conversion Act of 1975i en indledende indsats for at øge brugen af ​​det metriske system i De Forenede Stater, men gjorde intet for at sikre, at det ville blive vedtaget; det var mere en "prøveballon". Denne ballon flød ikke meget højt, og i dag den primære tilhængere af brugen af ​​det metriske system i USA er visse føderale agenturer og ambitiøse undervisere.

En liste over almindelige præfikser, der bruges i det metriske system, er tilgængelig i ressourcerne. (Interessant trivia: På trods af sin lille værdi er pF eller picofarad - en billioner af en Farad - en typisk værdi af kapacitans i elektriske kredsløb.)