Metersystemet

Mennesker har ikke alltid målt lengder i meter og centimeter. Meteren som lengdemål oppstod som et resultat av den franske revolusjonen, som brøt løs 14. juli 1789.

Det var økonomisk krisetid i Frankrike på denne tida, og kongen innkalte de ulike stendene (adel, geistlighet og den såkalte tredjestanden) til en stenderforsamling for å bøte på finansene. Samtidig skulle folk rundt i landet sende inn brev (cahiers) om ting de hadde å klage på og ønsket rettet opp.

Det viste seg at svært mange av klagene gjaldt systemer for mål og vekt. Folk brukte både fot og pund, men en fot var ikke den samme i hele landet, og det samme gjaldt et pund. I tillegg var det mange lokale målesystemer i bruk i Frankrike, og indre tollgrenser i landet og mot utlandet gjorde ikke saken bedre.

Stenderforsamlinga hadde sitt første møte 5. mai 1789, men allerede i juni vedtok den å opptre som en nasjonalforsamling.

Metersystemet blir til

Noe av det første nasjonalforsamlinga gjorde i 1790, var å vedta at det skulle lages et nytt, enhetlig system for mål og vekt for hele landet, og at det skulle være et desimalsystem. Det vil si at forholdet mellom de ulike måletrinnene skulle være et multiplum eller submultiplum av ti.

(Eksempel på et ikke-desimalt system: 12 tommer er en fot, tre fot er en yard – forholdstallene er 12 og 3.)

Vitenskapsakademiet utnevnte en kommisjon på fem medlemmer som skulle utforme det nye systemet. Kommisjonen bestemte at det nye målesystemet skulle baseres på en grunnenhet for lengde som ble kalt en meter.

Da oppstod spørsmålet: Hvor lang skulle denne være?

Det var forslag om at den skulle ha samme lengde som en pendel med svingetid på ett sekund. Men svingetida ville ikke bli den samme over hele kloden, og da nasjonalforsamlinga hadde ambisjoner om å lage et system «for alle folk til alle tider», ble det vedtatt å basere meteren på noe mer fast.

Det ble derfor bestemt at meteren skulle være en ti-milliondel av lengden av den meridianen mellom Nordpolen og ekvator som gikk gjennom Paris.

Måling av meridianen

Hvor lang er så denne meridianen? Den nøyaktige lengden var ukjent på denne tida, og kommisjonen måtte finne den.

Den valgte å måle delstrekningen mellom Dunkerque i Frankrike og Barcelona i Spania. Disse byene lå nokså nær meridianen som gikk gjennom Paris, og de lå på havnivå. Breddegraden for endepunktene var kjent, og dermed hvor stor andel strekningen utgjorde av hele meridianen.

Kommisjonen sendte ut to astronomer med hver sin assistent for å utføre målingene. En lignende måling var gjort tidligere (1739–1740), men ikke fullført. Nå skulle arbeidet gjøres grundig.

Det skulle vise seg at arbeidet ble mer omfattende enn tenkt. Det var politisk uro i Frankrike, det var krig, kongedømmet ble avskaffet, og landet opplevde terrorveldet. En av personene i kommisjonen, Lavoisier, ble henrettet.

Nasjonalforsamlinga ble til lovgivende forsamling, deretter til konvent, og makta endte til slutt hos et direktorium. Astronomene støtte på mange problemer og brukte seks år før de var ferdige.

Triangulering

De to astronomene benyttet seg av en landmålingsmetode som kalles triangulering, oppfunnet av nederlenderen Snell (Snellius).

Når en kjenner lengden av en av sidene i en trekant og vinklene denne sida har mot de andre sidene, kan alle sider og vinkler beregnes. Ut fra én trekant kan en så lage en ny, og slik kan flere trekanter kobles sammen i en kjede.

I praksis var det fjelltopper, kirkespir og andre markerte punkter som utgjorde hjørnene i trekantene astronomene målte.

De første måleenhetene

Mens astronomene strevde med sine målinger, jobbet kommisjonen videre.

I tida fram til 1795 ble det fastsatt en provisorisk lengde for meteren basert på tidligere målinger av meridianen. Det ble også definert en enhet for volum, liter, og en enhet for masse (vekt), gram.

Det ble dessuten fastsatt en navnestandard for de ulike måleenhetene. For å unngå å lage mange helt nye navn og samtidig unngå franske navn, ble det vedtatt å bruke prefikser som første del av navnet på måleenhetene.

Prefiksene gjorde det enkelt å uttrykke både store og små verdier. I 1795 var det seks slike: deka, hekto, kilo, desi, centi og milli.

Disse prefiksene ble en del av metersystemet, og vi bruker dem fortsatt daglig: desiliter, desimeter, kilometer, kilowatt, kilobit osv.

Prefiksene for økende verdier ble hentet fra gresk, mens de for minkende verdier ble hentet fra latin. I dag er antallet prefikser økt betydelig. Vi bruker blant annet mega, giga og tera, samt mikro, nano og piko. Totalt finnes det nå 24 prefikser.

De første normalene

Det ble laget fysiske normaler for lengde og masse av platina.

En flat platinastav med to tynne streker ble definisjonen på en meter. Avstanden mellom strekene var én meter.

Normalen for masse skulle være et kilogram. Den skulle ha samme masse som én liter destillert vann ved frysepunktet. Senere ble dette endret til vann ved 4 °C.

Den 7. april 1795 ble de nye metriske målene innført ved lov i Frankrike. På en måte kan en si at dette er metersystemets fødselsdag.

Målingene fullføres

I 1798 ble astronomene ferdige med sine målinger. De hadde da målt en strekning på 1075 km.

En internasjonal kommisjon fra ni stater ble invitert til å kontrollere målingene og beregningene sammen med franskmennene. Alt ble godkjent i mai 1799.

Meridianens lengde fra Nordpolen til ekvator kunne nå beregnes, og lengden av meteren kunne fastsettes nøyaktig slik den var definert i 1790.

Det ble deretter laget nye normaler av platina for meteren og kilogrammet.

Metersystemet tas i bruk

Det tok tid å få alle franskmenn til å bruke det nye systemet.

Det ble brukt store ressurser på opplæring, men allerede i 1801 tillot myndighetene et slags blandingssystem der tradisjonelle navn kunne brukes på de nye måleenhetene.

Fra 1812 ble det også tillatt å bruke gamle måleenheter sammen med de nye. Dette varte fram til 1840. Fra da av ble metersystemet det eneste tillatte målesystemet i Frankrike.

Frankrike var det første landet som tok i bruk metriske mål. Utover på 1800-tallet fulgte stadig flere land etter.

Meterkonvensjonen

I 1875 gikk 17 land, blant dem Norge, sammen om å vedta det som kalles Meterkonvensjonen.

Det ble opprettet en organisasjon som skulle vedlikeholde og videreutvikle metersystemet: BIPM (Det internasjonale byrået for mål og vekt) i Paris.

Samtidig ble det vedtatt å lage nye og mer nøyaktige normaler for meteren og kilogrammet. Disse kom i 1889 og ble laget av en legering av platina og iridium.

Alle statene som hadde undertegnet Meterkonvensjonen, skulle få sin egen kopi av standardnormalene.

Veien mot SI-systemet

Metersystemet bestod opprinnelig av enheter for lengde (meter), masse (kilogram) og volum (liter).

Etter hvert som vitenskapen og teknologien utviklet seg gjennom 1800-tallet, oppstod behovet for flere måleenheter, større nøyaktighet og et system der enhetene hang logisk sammen.

Sekundet ble en del av systemet, og man fikk det såkalte CGS-systemet (centimeter, gram og sekund). Senere kom MKS-systemet (meter, kilogram og sekund), som etter hvert ble utvidet til MKSA-systemet (meter, kilogram, sekund og ampere).

Dette ble grunnlaget for dagens SI-system.

SI-systemet

SI-systemet (Det internasjonale enhetssystemet) ble etablert i 1960 som en revisjon av MKSA-systemet.

Det har sju uavhengige basisenheter:

• kilogram (masse)
• meter (lengde)
• sekund (tid)
• ampere (elektrisk strøm)
• kelvin (temperatur)
• mol (stoffmengde)
• candela (lysstyrke)

Andre måleenheter kan utledes som kombinasjoner av disse basisenhetene.

Energi måles for eksempel i joule (J), oppkalt etter engelskmannen Joule.

I dag defineres ingen av basisenhetene ved hjelp av fysiske gjenstander. De er i stedet definert ved hjelp av målbare naturkonstanter.

Nye definisjoner av meteren

I 1960 ble meteren definert på nytt som 1 650 763,75 bølgelengder i vakuum av et oransje lys fra isotopen krypton-86.

Denne definisjonen var omtrent 50 ganger mer nøyaktig enn definisjonen fra 1889.

I 1983 fikk meteren en ny definisjon:

En meter er den strekningen lyset tilbakelegger i vakuum i løpet av 1/299 792 458 sekund.

Denne definisjonen er omtrent 30 ganger mer nøyaktig enn definisjonen fra 1960 og er fortsatt gjeldende.

Metriske mål i dag

Nesten alle land i verden bruker nå metriske mål og SI-systemet.

USA er et av de få unntakene. Men også der brukes metriske enheter i mange sektorer, blant annet innen forskning, medisin, elektronikk, våpenindustri og bilproduksjon.

NASA bruker metriske mål. En dollar er delt i 100 cent, og selv en inch er definert metrisk: Den er nøyaktig 25,4 millimeter.