Kāpēc zinātnieki izmanto metrisko sistēmu?

Ja esat Amerikas Savienoto Valstu dzimtene vai pat esat ilgstošs iedzīvotājs, iespējams, esat internalizējis divas pamata lietas parmetriskā sistēma: Pārējā pasaule to izmanto kā primāro mērīšanas sistēmu būtībā visam, kas ir izmērāms, savukārt ASV lielākoties to nedara.

Ja jūs esat ārpus ASV, jums būtu saprātīgi domāt, kāda ir aizturēšana; galu galā metriskā sistēma ir "acīmredzami" pārāka par visām citām mērīšanas sistēmām, no kurām dažām ir raksturīgas vienības, kuras nav raksturīgas.

Metriskā sistēma lielākoties ir izsmalcinātas matemātiskās simetrijas un vienkāršības modelis. Nav grūti izskaidrot, kāpēc zinātnieki izmanto metrisko sistēmu zinātniskiem mērījumiem; strukturējot vienības, kas attiecas uz konkrēto fiziskodaudzums(piemēram, garums, masa vai temperatūra) ap 10 secīgām jaudām, sistēmas dažādie lieluma līmeņi padara intuitīvu jēgu nelielu. (Ko vieglāk izdarīt galvā, pārvērst 10 kilometrus metros vai 10 jūdzes pārvērst pēdās?)

Metriskā sistēma ir starptautiskā svaru un mēru sistēma. To vispārīgi lieto zinātnieku aprindās, taču, ja teiktu, ka tas nav izdevies panākt Amerikas Savienotajās Valstīs, tas ievērojami mazinātu šīs valsts nevēlēšanos pielāgoties šajā jomā. Kad jūs kā amerikānis varat pēdējo reizi atcerēties, ka esat iegādājies zināmu litru litru benzīna? Vai jūs zināt savu augumu metros vai masu kilogramos?

Metriskā sistēma ir adecimāldaļu sistēma- tas ir tehniskais termins visam, kas attiecas uz visā pasaulē lietoto arābu ciparu sistēmu no 0 līdz 9. Šajā sistēmā, pārvietojot skaitļa decimāldaļu (skaitļa "punktu") vienu vietu pa kreisi vai pa labi, jūs attiecīgi dalāt vai reizināt šo skaitli ar 10.

Ciparu aiz komata var ievietot skaitļa beigās, kuram trūkst viena, un pa labi no tā, cik vēlaties, novietot tik daudz nulles, cik vēlaties, nemainot tā vērtību. Tas var būt noderīgi, gatavojoties veikt konvertēšanu starp metriskām vienībām: piemēram, 1 km = 1 000 km = 1 000 m, jo ​​1 km = 10³ m.

Metrisko sistēmu pirmo reizi oficiāli pieņēma Francijā 1795. gadā, īpašu uzsvaru liekot uz metrisko sistēmuskaitītājs, vai metrs (m), un kilograms (kg). Sistēmas ģeogrāfiskās saknes izskaidro, kāpēc "Starptautiskā sistēma" tiek saīsināta kā "SI" - franču valodā tas tā irSistēma​ ​Internationale.) Pēc Francijas revolūcijas 1789. gadā zinātnieki vēlējās mazāk apgrūtinošu konvertēšanas veidu starp viena un tā paša daudzuma vienībām.

Aplūkojot tikai mūsdienu metriskās garuma mērvienības, apsveriet, cik dīvaini ir tas, ka pēdai ir 12 collas, pagalmam ir 3 pēdas, garenam - 220 jardi - 8 jūdzēm. Ja kāds lūdza jūs konvertēt 9,25 jardus mazākās vienībās, jūs sagaidāt, ka nepieciešamības gadījumā iekļausiet gan pēdas, gan collas, kā arī daļēju atlikumu. Šajā gadījumā,

Bet cik collas ir 0,75 pēdas? Reizinot šo skaitli ar (12 collas / 1 pēdas), tiek iegūtas 9 collas, tāpēc atbilde ir 27 pēdas collas. Nav "raķešu zinātne", bet arī nav ērta!

Gudri tika nolemts, ka fiziskā konstante, kas, domājams, nekad nemainīsies, tiek izvēlēta par bāzes vienību.Attālums, kas vienāds ar 1/10 000 000 no attāluma no jebkura pola līdz ekvatoramtika izvēlēts attālums, kas tagad pazīstams kāskaitītājs​.

• Skaitītājs ir sākumpunkts dažādām citām metriskām vienībām. Piemēram, standarta masas vienība kilograms tika izvēlēts, lai pārstāvētu vielas daudzumu tieši 1 litrā (L) tīra ūdens, kas ir 1/1000 kubikmetra (m³).

Metriskajai sistēmai ir septiņas pamata mērvienības. "Pamata" nozīmē, ka netiešā 10 jauda ir standarta nesējs visā diapazonā šim daudzumam. Tas parasti notiek vai nu vēsturisku iemeslu dēļ, vai arī tāpēc, ka pamata vienība atbilst kaut kam, ko vairums cilvēku kopīgi piedzīvo. Tie ir ar sīkāku informāciju:

​Garums - metrs (m):Tas ir tīra attāluma mērījums, tāpat kā sadaļā "Cik tālu ir no Ņujorkas līdz Londonai?" vai objekta pārvietošana, kā sadaļā "Cik tālu tu gāji lidojot no Ņujorkas uz Londonu? "Mūsdienu zinātniskais standarts ir balstīts uz gaismas ātrumu vakuumā, nevis uz Zemes daļu virsma.

​Masa - kilograms (kg):Iepriekš definēts kā 1 kubikdecimetra ūdens masa, padarot 1 litru (L) ūdens vienādu ar 1 kilogramu (kg), mūsdienu definīcija tika noteikta, izmantojot "atomu" kritērijus.

​Laiks - sekunde (s):Šis būtiskais lielums ļauj definēt un aprēķināt pārvietošanos (m / s) un paātrinājumu (m / s²). Tās apgrieztais cikls sekundē ir būtisks elektromagnētisko viļņu pētījumā, un tā mērvienība ir hercs (Hz).

​Vielas daudzums - mols (mols):Viens mols (mol) jebkuras vielas satur tieši 6,02214076 × 10²³ pamata vienības. Šis skaitlis būtībā ir mūsdienu ķīmijas pamats, un tā izcelsme ir jāpateicas oglekļa elementa īpašībām, no kurām 1 mol svars ir precīzi 12 grami (g).

​Elektriskā strāva - ampēri (A vai ampēri):Tas atspoguļoelektriskais lādiņšlaika vienībā pārvietojoties garām kādam telpas punktam. 1 A ir vienāds ar vienas lādiņa pamatvienības (t.i., uz protona vai elektrona) plūsmu sekundē.

​Temperatūra - kelvins (K):Temperatūras mērīšanas pamatvienība ir arī visvairāk neskaidra. Tas tika izvēlēts, jo tā nulles punkts atspoguļo zemāko iespējamo teorētisko temperatūru. Faktiski tā ir Celsija (C) skala, kas nobīdīta uz augšu par 273 grādiem vai 0 grādiem pēc Celsija = 273 K.

• Atšķirībā no Celsija un Fārenheita (F) skalas, kas bieži parādās ar grāda (°) simbolu, K nav savienots ar grāda simbolu.

​Gaismas intensitāte - kandela (cd):Šī neskaidrākā vienība apraksta tādu objektu izvadi, kas izstaro elektromagnētisko starojumu, piemēram, zvaigznes un spuldzes.

Zinātnieki gūst labumu no kopējas mērījumu sistēmas, lai viņi varētu komunicēt teorijas, idejas un vissvarīgāk datus visiem saprotamā veidā, ja ne intuitīvi, nekā pietiekami viegli. (Daži lasītāji var atcerēties dienas, kad dažādiem Android tālruņu zīmoliem katram bija unikāls USB uzlādes kabeļa tips, nevis tagad pieejamais universālais tips. Tā ir aptuvena līdzība, taču lielākā daļa piekristu, ka šīs nozares izmaiņas ir padarījušas pasauli par vieglāku vietu visiem Android lietotājiem.)

Praktiski nav iespējams saprast mūsdienīgus, ar datiem bagātus pētījumus dabiskā vai fiziskā jomā zinātnes, neatsaucoties uz metrisko sistēmu un nespējot kontekstualizēt tās skaitļus un vienības ietilpst.

ASV Kongress izturējaMetric Conversion Act 1975sākotnēji centās palielināt metriskās sistēmas izmantošanu Amerikas Savienotajās Valstīs, taču neko nedarīja, lai nodrošinātu tās pieņemšanu; tas drīzāk bija "izmēģinājuma balons". Šis balons nepeldēja ļoti augstu, un šodien tas bija primārais metriskās sistēmas izmantošanas atbalstītāji ASV ir noteiktas federālas aģentūras un vērienīgas pedagogi.

Metriskajā sistēmā izmantoto parasto prefiksu saraksts ir pieejams vietnē Resursi. (Interesanti sīkumi: neraugoties uz mazo vērtību, pF vai picofarad - viena triljona daļa Farada - ir tipiska elektrisko ķēžu kapacitātes vērtība.)