Warum verwenden Wissenschaftler das metrische System?

Wenn Sie ein Eingeborener oder sogar ein langjähriger Einwohner der Vereinigten Staaten sind, haben Sie wahrscheinlich zwei grundlegende Dinge über diemetrisches System: Der Rest der Welt verwendet es als primäres Messsystem für im Wesentlichen alles, was messbar ist, während die USA dies größtenteils nicht tun.

Wenn Sie von außerhalb der USA kommen, sollten Sie sich fragen, was der Überfall dort ist; schließlich ist das metrische System allen anderen Maßsystemen, die zum Teil unbeschreibliche Einheiten aufweisen, „offensichtlich“ überlegen.

Das metrische System ist größtenteils ein Modell von exquisiter mathematischer Symmetrie und Einfachheit. Es ist nicht schwer zu erklären, warum Wissenschaftler das metrische System für wissenschaftliche Messungen verwenden; durch die Strukturierung der Einheiten zu einem gegebenen physikalischenMenge(z. B. Länge, Masse oder Temperatur) um aufeinanderfolgende Zehnerpotenzen herum ergeben die unterschiedlichen Größenordnungen des Systems ein wenig intuitiven Sinn. (Was ist einfacher im Kopf, 10 Kilometer in Meter oder 10 Meilen in Fuß umzurechnen?)

Das metrische System ist das internationale Maß- und Maßsystem. Es wird allgemein in der wissenschaftlichen Gemeinschaft verwendet, aber zu sagen, dass es sich in den Vereinigten Staaten nicht durchgesetzt hat, würde die Zurückhaltung dieser Nation, sich in diesem Bereich anzupassen, erheblich unterschätzen. Wann können Sie sich als Amerikaner das letzte Mal daran erinnern, eine bekannte Anzahl Liter Benzin gekauft zu haben? Kennen Sie Ihre eigene Körpergröße in Metern oder Ihre Masse in Kilogramm?

Das metrische System ist aDezimalsystem– das ist der Fachausdruck für alles, was das arabische Zahlensystem 0 bis 9 betrifft, das weltweit verwendet wird. Wenn Sie in diesem System den Dezimalpunkt einer Zahl (den "Punkt" in einer Zahl) um eine Stelle nach links oder rechts verschieben, dividieren bzw. multiplizieren Sie diese Zahl durch 10.

Am Ende einer Zahl ohne Eins kann ein Dezimalpunkt und rechts davon beliebig viele Nullen gesetzt werden, ohne dass der Wert verändert wird. Dies kann bei der Vorbereitung von Umrechnungen zwischen metrischen Einheiten hilfreich sein: Zum Beispiel 1 km = 1.000 km = 1.000 m, weil 1 km = 10³ m.

Das metrische System wurde erstmals 1795 in Frankreich offiziell eingeführt, wobei besonderes Augenmerk auf dieMeter, oder Meter (m) und das Kilogramm (kg). Die geografischen Wurzeln des Systems erklären, warum "International System" mit "SI" abgekürzt wird – auf Französisch ist diesSystem​ ​Internationale.) Nach der Französischen Revolution im Jahr 1789 wünschten sich die Wissenschaftler eine weniger umständliche Methode zur Umrechnung zwischen Einheiten derselben Größe.

Betrachten Sie nur moderne nicht-metrische Längeneinheiten, bedenken Sie, wie seltsam es ist, dass ein Fuß 12 Zoll hat, ein Yard 3 Fuß hat, ein Furlong 220 Yards hat und eine Meile 8 Furlongs hat. Wenn Sie jemand auffordert, 9,25 Yards in kleinere Einheiten umzurechnen, wird erwartet, dass Sie sowohl Fuß als auch Zoll zusammen mit einem Bruchteil bei Bedarf angeben. In diesem Fall,

Aber wie viel Zoll sind 0,75 Fuß? Die Multiplikation dieser Zahl mit (12 Zoll / 1 Fuß) ergibt 9 Zoll, also ist die Antwort 27 Fuß 9 Zoll. Keine "Raketenwissenschaft", aber auch nicht bequem!

Es wurde klug entschieden, als Basiseinheit eine physikalische Konstante zu wählen, die sich vermutlich nie ändern würde.Der Abstand gleich 1/10.000.000 des Abstands von einem der Pole zum Äquatorausgewählt wurde, eine Entfernung, die heute als bekannt istMeter​.

• Das Meter ist der Ausgangspunkt für eine Vielzahl anderer metrischer Einheiten. Zum Beispiel wurde die Standard-Masseneinheit Kilogramm gewählt, um die Stoffmenge in genau 1 Liter (L) reinem Wasser darzustellen, was 1/1000 Kubikmeter (m .) entspricht³).

Das metrische System hat sieben Grundmaßeinheiten. "Basic" bedeutet, dass die implizierte Potenz von 10 der Standardträger für den gesamten Bereich für diese Menge ist. Dies ist meist entweder aus historischen Gründen oder weil die Grundeinheit etwas der gemeinsamen Erfahrung der meisten Menschen entspricht. Dies sind mit weiteren Details:

​Länge – Meter (m):Dies ist ein Maß für die reine Entfernung, wie in "Wie weit ist es von New York nach London?" oder Verschiebung eines Objekts, wie in "Wie weit bist du gegangen" von New York nach London zu fliegen?" Der moderne wissenschaftliche Standard basiert auf der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, nicht auf einem Teil der Erdgeschwindigkeit Oberfläche.

​Masse – Kilogramm (kg):Früher definiert als die Masse von 1 Kubikdezimeter Wasser, was 1 Liter (L) Wasser 1 Kilogramm (kg) entspricht, wurde die moderne Definition nach "atomaren" Kriterien bestimmt.

​Zeit – Sekunde (s):Diese wesentliche Größe ermöglicht die Definition und Berechnung von Weg (m/s) und Beschleunigung (m/s²). Sein Kehrwert, Zyklen pro Sekunde, ist für das Studium elektromagnetischer Wellen unerlässlich, und die Einheit dafür ist Hertz (Hz).

​Stoffmenge – Mol (Mol):Ein Mol (Mol) einer Substanz enthält genau 6.02214076 × 10²³ grundlegende Einheiten. Diese Zahl ist im Wesentlichen die Grundlage der modernen Chemie und verdankt ihren Ursprung den Eigenschaften des Elements Kohlenstoff, von dem 1 Mol eine Masse von genau 12 Gramm (g) hat.

​Elektrischer Strom – Ampere (A oder Ampere):Dies entspricht der Menge vonelektrische Ladungsich pro Zeiteinheit an einem Punkt im Raum vorbeibewegen. 1 A entspricht einem Fluss einer fundamentalen Ladungseinheit (d. h. der auf einem Proton oder einem Elektron) pro Sekunde.

​Temperatur – Kelvin (K):Die Grundeinheit der Temperaturmessung ist auch die dunkelste. Sie wurde gewählt, weil ihr Nullpunkt die niedrigstmögliche theoretische Temperatur darstellt. Es ist tatsächlich die Celsius-Skala (C), die um 273 Grad nach oben verschoben ist, oder 0 Grad Celsius = 273 K.

• Im Gegensatz zu den Skalen Celsius und Fahrenheit (F), die oft mit einem Gradsymbol (°) erscheinen, ist K nicht an ein Gradsymbol gekoppelt.

​Lichtstärke – Candela (cd):Diese obskurere Einheit beschreibt die Leistung von Objekten, die elektromagnetische Strahlung aussenden, wie Sterne und Glühbirnen.

Wissenschaftler profitieren von einem gemeinsamen Messsystem, um Theorien, Ideen und vor allem Daten für alle verständlich, wenn auch nicht intuitiv, so leicht zu kommunizieren. (Einige Leser erinnern sich vielleicht an die Tage, als verschiedene Marken von Android-Telefonen jeweils einen einzigartigen Typ von USB-Ladekabeln hatten, anstatt den jetzt verfügbaren universellen Typ. Es ist eine grobe Analogie, aber die meisten würden zustimmen, dass dieser Branchenwechsel die Welt für alle Android-Benutzer zu einem einfacheren Ort gemacht hat.)

Es ist praktisch unmöglich, eine moderne, datenreiche Forschung im natürlichen oder physikalischen Bereich zu verstehen Wissenschaften, ohne sich auf das metrische System zu beziehen und die Zahlen und Einheiten zu kontextualisieren beinhaltet.

Der US-Kongress hat dieMetrikumrechnungsgesetz von 1975in einem anfänglichen Versuch, die Verwendung des metrischen Systems in den Vereinigten Staaten zu erhöhen, aber nichts unternommen, um sicherzustellen, dass es übernommen wird; es war eher ein "Probeballon". Dieser Ballon schwebte nicht sehr hoch, und heute ist der primäre Befürworter der Verwendung des metrischen Systems in den USA sind bestimmte Bundesbehörden und ehrgeizige Erzieher.

Eine Liste gängiger Präfixe, die im metrischen System verwendet werden, ist in den Ressourcen verfügbar. (Interessante Kleinigkeiten: Trotz seines geringen Wertes ist der pF oder Picofarad – ein Billionstel eines Farads – ein typischer Kapazitätswert in elektrischen Schaltkreisen.)