Varför använder forskare det metriska systemet?

Om du är infödd eller till och med länge bosatt i USA har du antagligen internaliserat två grundläggande saker ommetriska systemet: Resten av världen använder det som det primära mätsystemet för i huvudsak allt som är mätbart, medan USA för det mesta inte gör det.

Om du kommer utanför USA, skulle det vara rimligt att du undrar vad som finns kvar; trots allt är det metriska systemet "uppenbarligen" överlägset alla andra mätsystem, varav några har enheter som är pittoreska bortom beskrivningen.

Det metriska systemet är för det mesta en modell för utsökt matematisk symmetri och enkelhet. Det är inte svårt att förklara varför forskare använder det metriska systemet för vetenskapliga mätningar. genom att strukturera enheterna som hör till en given fysiskkvantitet(t.ex. längd, massa eller temperatur) runt på varandra följande krafter på 10, ger systemets olika storleksnivåer ett mått på intuitiv mening. (Vad är lättare att göra i ditt huvud, konvertera 10 kilometer till meter eller konvertera 10 miles till fot?)

Det metriska systemet är det internationella systemet för vikter och mått. Det används universellt i det vetenskapliga samfundet, men att säga att det inte lyckats fånga i USA skulle betydligt underskatta nationens ovilja att anpassa sig på detta område. När är amerikaner, när är sista gången du kan komma ihåg att köpa ett känt antal liter bensin? Vet du din egen höjd i meter eller din massa i kg?

Det metriska systemet är ettdecimalsystem- det är den tekniska termen för allt som hänför sig till det arabiska systemet med siffror, 0 till 9, som används över hela världen. I det här systemet, när du flyttar ett tals decimalpunkt ("perioden" i ett nummer) en plats åt vänster eller till höger, delar du eller multiplicerar du det numret med 10 respektive.

En decimalpunkt kan placeras i slutet av ett tal som saknar en, och så många nollor som du placerar till höger om den utan att ändra dess värde. Detta kan vara till hjälp när du förbereder dig för omvandlingar mellan metriska enheter: Till exempel 1 km = 1.000 km = 1000 m, eftersom 1 km = 10³ m.

Det metriska systemet antogs först officiellt i Frankrike 1795, med särskild tonvikt påmeter, eller mätare (m) och kilo (kg). Systemets geografiska rötter förklarar varför "International System" förkortas "SI" - på franska är det härSystème​ ​Internationale.) Efter den franska revolutionen 1789 önskade forskare ett mindre besvärligt sätt att konvertera mellan enheter av samma mängd.

Titta bara på moderna icke-metriska längdenheter, överväga hur konstigt det är att en fot har 12 tum, en gård har 3 fot, en längd har 220 meter och en mil har 8 längder. Om någon bad dig att konvertera 9,25 meter till mindre enheter förväntas du inkludera både fötter och tum tillsammans med en bråkdel om det behövs. I detta fall,

Men hur många tum är 0,75 fot? Att multiplicera detta nummer med (12 tum / 1 fot) ger 9 tum, så svaret är 27 fot 9 tum. Inte "raketvetenskap", men inte heller bekvämt!

Det beslutades på ett smart sätt att en fysisk konstant som antagligen aldrig skulle förändras skulle väljas som basenhet.Avståndet lika med 1/10 000 000 av avståndet från endera polen till ekvatornvaldes, ett avstånd som nu kallasmeter​.

• Mätaren är utgångspunkten för en mängd andra metriska enheter. Standardmasseenheten, kilo, valdes till exempel för att representera mängden materia i exakt 1 liter (L) rent vatten, vilket är 1/1000 kubikmeter (m³).

Det metriska systemet har sju grundläggande måttenheter. "Grundläggande" betyder att kraften på 10 antydda är standardbärare för hela sortimentet för den kvantiteten. Detta är vanligtvis antingen av historiska skäl eller för att basenheten motsvarar något i de flesta människors vanliga erfarenheter. Dessa är, med ytterligare detaljer:

​Längd - meter (m):Detta är ett mått på rent avstånd, som i "Hur långt är det från New York till London?" eller förskjutning av ett objekt, som i "Hur långt gick du flyger från New York till London? "Den moderna vetenskapliga standarden baseras på ljusets hastighet i ett vakuum, inte en del av jordens yta.

​Massa - kg (kg):Tidigare definierad som massan av 1 kubikdecimeter vatten, vilket gjorde 1 liter (L) vatten lika med 1 kg (kg), bestämdes den moderna definitionen med "atomiska" kriterier.

​Tid - sekund (er):Denna väsentliga kvantitet möjliggör definition och beräkning av förskjutning (m / s) och acceleration (m / s)²). Dess inversa, cykler per sekund, är väsentlig i studien av elektromagnetiska vågor, och enheten för detta är hertz (Hz).

​Mängd ämne - mol (mol):En mol (mol) av något ämne innehåller exakt 6.02214076 × 10²³ grundläggande enheter. Detta antal är i grunden grunden för modern kemi och har sitt ursprung till grund för egenskaperna hos grundämnet kol, varav 1 mol har en massa på exakt 12 gram (g).

​Elektrisk ström - ampere (A eller amp):Detta representerar mängdenelektrisk laddningrör sig förbi en punkt i rymden per tidsenhet. 1 A är lika med ett flöde av en grundläggande laddningsenhet (dvs. en proton eller en elektron) per sekund.

​Temperatur - kelvin (K):Den grundläggande enheten för temperaturmätning är också den mest obskyra. Det valdes eftersom dess nollpunkt representerar den lägsta möjliga teoretiska temperaturen. Det är faktiskt Celsius (C) -skalan förskjuten uppåt med 273 grader, eller 0 grader Celsius = 273 K.

• Till skillnad från Celsius och Fahrenheit (F) -skalorna, som ofta visas med en grad (°) -symbol, är K inte kopplad till en gradssymbol.

​Ljusintensitet - Candela (CD):Denna mer dunkla enhet beskriver produktionen av föremål som avger elektromagnetisk strålning, såsom stjärnor och glödlampor.

Forskare drar nytta av ett gemensamt mätsystem så att de kan kommunicera teorier, idéer och framför allt data på ett sätt som alla förstår, om inte intuitivt än lätt nog. (Vissa läsare kan komma ihåg de dagar då olika märken av Android-telefoner var och en hade en unik typ av USB-laddningskabel snarare än den universella typen som finns tillgänglig nu. Det är en grov analogi, men de flesta håller med om att denna branschförändring har gjort världen till en enklare plats för alla Android-användare.)

Det är praktiskt taget omöjligt att förstå någon modern, datarik forskning på det naturliga eller fysiska vetenskap utan att hänvisa till det metriska systemet och kunna kontextualisera siffrorna och enheterna inkluderar.

Amerikanska kongressen godkändeMetric Conversion Act of 1975i ett första försök att öka användningen av det metriska systemet i USA, men gjorde ingenting för att säkerställa att det skulle antas; det var mer en "provballong". Denna ballong flöt inte särskilt högt, och idag, den primära förespråkare för användningen av det metriska systemet i USA är vissa federala byråer och ambitiösa lärare.

En lista över vanliga prefix som används i det metriska systemet finns i resurserna. (Intressant trivia: Trots dess lilla värde är pF eller picofarad - en biljondel av en Farad - ett typiskt värde på kapacitans i elektriska kretsar.)