Измерение мира вокруг нас позволило вести торговлю между континентами, пересекать океаны, строить города и исследовать космос. Однако вначале основные измерения были произвольными. Каждая крупная цивилизация пополняла коллекцию знаний и либо строила, либо изобрела новые системы измерения, основанные на потребностях своего общества. Настолько, что трудно обсуждать «Измерение вещей», не обсуждая математику, науку, технологию, изобретения, архитектуру, медицину и т. д., которые все имеют ту или иную форму измерения, связанную с каждой дисциплиной. Представление о том, что измерение должно быть изобретением человека, кажется чуждым и в современном мире в значительной степени считается само собой разумеющимся.
В древние времена человечеству был нужен метод, показывающий, «сколько» чего-то существовало. Можно представить себе, что древние люди придумывали основные методы определения размера наконечника копья или количества шкур, необходимых для прикрытия входа в пещеру. Логично предположить, что они использовали инструменты, которые всегда были с ними, такие как ноги, руки и ступни. По мере технологического развития, измерения стали бы более важными для развития торговли и городского строительства, которые требовали «стандартов» измерения. для тех цивилизаций. История измерения знает множество форм, когда ранним торговцам приходилось изучать сотни стандартов, чтобы продавать свои товары по всему известному миру. Поскольку люди разработали более общепринятые стандарты критических измерений веса, длины, объема и времени, мир расширился и позволил цивилизации развиться до того, чем она является сегодня.
Ранние концепции - самые ранние формы измерения использовали человеческое тело в качестве ориентира. К ним относятся единицы длины, называемые пальцами, руками, локтями и тростью; в современных эквивалентах (приблизительно) палец был 2 сантиметра, рука 10 сантиметров, локоть обычно был длиной предплечья от локтя до кончика среднего пальца или приблизительно 50 сантиметров, и трость 1,5 метра. Хотя длина менялась у разных людей и культур с течением времени, локоть выдержал испытание временем и использовался в некоторых регионах мира вплоть до 1960-х годов, когда его заменили метрической системой.
Измерения вместимости или объема были не менее важны для ранних цивилизаций, особенно для тех, которые имели надежные системы торговли. В первых стандартах использовались натуральные продукты из-за их одинакового размера и формы. Евреи и древние ирландцы использовали куриное яйцо; китайцы использовали суставы бамбука; и тыквы, возможно, использовались Занзибаром, греками и римлянами. Другие древние измерения все еще используются сегодня, включая карат, который получается из семян рожкового дерева, которые, как считалось, имели равный вес, и даже фут и ярд, которые все еще используются в Соединенных Штатах и других странах, которые не полностью приняли метрическую систему.
Важно понимать, что история измерений столь же запутана, как и история человечества. Каждая крупная цивилизация признавала, что для непрерывного развития необходимы стандартизированные меры. Легко поверить, что у человечества была основа измерения еще до шумеров. Они являются одними из первых цивилизаций, которые начали вести точные записи, которые существуют и сегодня.
Шумеры. Примерно в четвертом и начале третьего тысячелетий до нашей эры шумеры , проживающие на территории современного Ирана, построили одни из первых городов в мире, включая большие сельскохозяйственные участки, что увеличило объем торговли в регионе. Чтобы уменьшить путаницу и упростить торговлю, была разработана единая система мер и весов с использованием системы счисления с основанием 60 или шестидесятеричной системы счисления, основанной на астрономических наблюдениях. Шестидесятеричная система все еще используется для измерения углов, географических координат, электронной навигации и времени. С ростом и падением различных империй в Месопотамии большинство местных администраций (персы, греки, парфяне, сасаниды) приняли единый ряд мер и весов для облегчения управления, основанного на шумерской системе.
Шумеры не только использовали стандартизированные измерения в торговле и архитектуре, но они также были одними из первых людей, которые начали делать точные наблюдения за окружающим миром. Астрономические периоды, такие как солнечный год, лунный месяц и семидневная неделя, были определены и измерены месопотамскими учеными. Используя эти измерения, эти ученые смогли вычислить, как изменился мир, на основе астрономических наблюдений. Документально подтверждено, что они способны предсказывать продолжительность светового дня в течение года, а также время появления Луны, планет и затмений. Позже персы продолжали делать успехи в математике и астрономии.
Долина Инда. Примерно в то же время есть археологические свидетельства того, что в крупнейшем городе Мохенджо-Даро, расположенном на территории современного Пакистана, были выкопаны однородные кирпичи (обычно с соотношением длины, ширины и высоты 4: 2: 1). Это соотношение было стабильным для строительства кирпичных конструкций и предполагает, что цивилизация имела базовые представления о необходимости стандарта измерения для строительства. Длины измерялись с определенной степенью точности на основе специально разработанной линейки, которая была разделена на десять равных частей. Вес, основанный на соотношениях: 1/20, 1/10, 1/5, 1/2, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 и 500 были типичными стандартами, каждая единица весила приблизительно 28 граммов. . Эти коэффициенты использовались городскими властями для создания стабильной инфраструктуры и составляют важную часть урбанизации.
В то время как в долине Инда происходил научный прогресс, она более известна своей превосходной архитектурой и методами городского планирования. У Мохенджсупа были доказательства того, что вокруг города была спланирована хорошо организованная социально-экономическая структура со здоровой санитарией, общественными зданиями и инфраструктурой. Здания, как правило, были многоэтажными с отдельными туалетами и кухнями, а здания общего назначения, такие как зернохранилища, склады и бани, были расположены по всему городу. Канализация включала подземные дренажные системы, соединяющие каждое здание. Этот образ мышления показывает, насколько важны измерения для развития технологически развитой цивилизации.
Египтяне - наблюдения за строительством пирамид, храмов и гробниц египтянами делают очевидным, что их цивилизация включила стандартизированную систему измерения. Сохранились археологические свидетельства мерных стержней из различных материалов для измерения длины, камня, керамики и бронзовых изделий, включая зерна пшеницы для измерения веса, а также кувшины, бочки и мешки для измерения объема.
Египетские ученые добились значительных успехов в астрономии, математике и медицине, частично на основе своих измерительных систем. Используя геометрию, были обследованы сельхозугодья и установлено надлежащее право собственности, которое позволило наводнениям производить урожай. Египетская наука имеет сильные параллели с основным эмпирическим методом экспериментов и измерений. С медицинской точки зрения эти наблюдения были записаны в некоторые из первых выпущенных медицинских документов .
Хотя абстрактная концепция времени не была новой, египтяне изобрели одни из первых солнечных часов, которые делили день на равные части. Нет четкого понимания того, почему часы были разделены на двенадцать равных частей, но это могло произойти из шестидесятичной системы счисления, используемой шумерами. Понимание времени было важно для астрономов и священников, чтобы отмерить точный час, когда происходили солнечные события и когда должны были происходить ежедневные ритуалы.
Греки. В эпоху эллинизма греческая и египетская культуры вели торговлю вместе с другими культурами Средиземноморского региона. Части египетских систем измерения были адаптированы на всех торговых путях Средиземного моря. Однако иногда одно и то же слово могло иметь разные значения в зависимости от местоположения, что, в свою очередь, могло привести к путанице.
До того, как греки решили, что часы дня должны иметь фиксированную продолжительность, древний мир разделил дни и ночи на двенадцать часов каждый. Эта система создала бы неточности из-за наклона планеты вокруг своей оси и вызвала бы более длинные дни и более короткие ночи в зависимости от года. Идея использования 24-часового цикла была предложена Гиппархом и известна как часы равноденствия, что потребовало бы гораздо более точных измерений времени.
Европа- Во время того, что известно как Темные Века, развитие в мире технологий и науки (и, следовательно, измерений) значительно замедлилось. В Северной Европе были исторические свидетельства наличия эталонов, которые были в основном производными от греческой и римской систем, принесенных в этот регион завоеванием. Только после тринадцатого века прогресс в измерениях произошел, когда король Англии Эдуард I издал указ о первом «мериле», которое, как и локоть, основывалось на длине предплечья. Он сделал железный стержень, который делился на одну треть длины, называемую футом, и каждая ступня делалась на двенадцать дюймов. Король Эдуард II установил, что каждый дюйм должен быть размером с «три ячменя, круглые и сухие», вернувшись к древнему способу использования известных предметов в качестве стандартов.
В начале семнадцатого века во Франции были измерения, основанные на размере буханки хлеба, которые оказались несовместимыми по всему королевству, что вызвало волнения среди людей. Это привело к адаптации Наполеоном новой системы в 1793 году со стандартами, основанными на метре. что, как сообщалось, составляло одну десятимиллионную часть расстояния вокруг экватора. Метр и его последующие базовые десять единиц, километров, сантиметров и миллиметров были эталоном, причем объем был привязан к размеру базового десятигранного куба, называемого литром, а веса были в граммах. Эта новая система была названа метрической системой, но просуществовала недолго из-за того, что страна использовала старую английскую систему измерения, и в конечном итоге была отброшена до 1837 года, когда она была снова принята и нашла поддержку в научном сообществе, где она была названа SI. Метрическая система. Эта поддержка стала всемирной, и только несколько стран официально не приняли стандарт.
Пока Франция и Англия разрабатывали свои стандарты, ученые того времени открывали новые способы наблюдения и измерения мира вокруг них. Великие ученые того времени открыли гравитацию, радиацию, бактерии, микробы, электричество и многое другое в период «Возрождения». Каждая новая дисциплина потребует новых способов измерения физических характеристик каждого нового достижения в науке и медицине. Много раз изобретались инструменты, позволяющие измерить то, что теоретически существовало в новом мире, который был более «невидимым», чем когда-либо прежде.