В современном обществе, с началом прогресса науки и техники, появляются новые средства измерений, изменяется сфера применения приборов, и увеличиваются требования к ним. В метрологии появляются новые методики измерений, требующие тестирования и совершенства.

О пересмотре в системе единиц на международном уровне

11 декабря 1998 года Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) запустило первый межпланетный метеорологический спутник для изучения климата, атмосферы и поверхности Марса, который должен был прибыть через год. Спустя девять месяцев, 23 сентября 1999 года, космический аппарат вошел в атмосферу планеты на 49 секунд раньше, чем ожидалось, по траектории примерно на 170 км ниже, чем планировалось. НАСА потеряло со спутником радиосвязь. Орбитальный аппарат, стоимостью в 125 млн. долларов, был потерян и, как предполагается, распался.

Какова первопричина этого инцидента? Несогласованные единицы измерения. В частности, – неиспользование метрических единиц при кодировании файла программного обеспечения, применяемых в моделях траекторий, что и привело к большим ошибкам и недостоверным результатам измерений. В связи с этим международным бюро мер и весов были проведены значительные изменения в системе единиц (СИ), которые не осуществлялись со времен принятого стандарта 1960 года.

В 2018 году – пересмотрена международная система единиц, и были приняты важные решения:

• отменены високосные секунды (более 50 лет секунды добавляли, чтобы показания точных атомных часов не сильно отклонялись от вращения Земли);
• началась подготовка к изменению самого эталона секунды;
• введены новые префиксы (приставки) для обозначения очень малых и очень крупных величин.

Что поменялось: о больших и малы величинах и не только

Одной из проблем при внедрении новых единиц измерения можно считать вступление России в 2012 году в члены Всемирной торговой организации (ВТО). Так как ВТО регулирует международную торговлю, то производимые товары государств-членов организации обязаны соответствовать международному стандарту. А это означает необходимость обновления базы эталонов и разработки новых технических регламентов в соответствии с требованиями Международной организации законодательной метрологии.

Следующая, связана с новыми префиксами для больших объектов – ронна- и кветта-, которые являются идеальными весами, чтобы помочь астрономам аккуратно взвесить планеты. Например, Земля весит примерно шесть роннаграмм, а Юпитер – около двух кветтаграмм.

Префиксы помогают нам выражать в размерах крупные величины. Например, не совсем удобно называть один километр тысячью метрами, а миллиметр – одной тысячной метра. В 1960 году, когда была системы СИ, ученым потребовалось вводить достаточно большое количество префиксов. В 1991 году, ученым-химикам понадобилось выразить огромное количество молекул, и они ввели новые префиксы: зетта- и йотта- (йоттаметр – это единица измерения с двадцати четырьмя нулями).

Но, как рассказывает Ричард Браун, руководитель отдела метрологии Национальной физической лаборатории Великобритании, даже мощного йотта- недостаточно, чтобы справиться с ненасытным мировым спросом на данные. Действительно, величины йоттабайт не хватает для описания объема данных, передаваемых в мире.

Обновленные префиксы упрощают описание размеров довольно крупных объектов. Для описания очень больших объемов данных, используют, например, хеллабайты или бронтобайты. Google применяют хеллабайты более 13 лет, начиная с 2010 года.

Проблема оказалась в том, что префиксы сокращались до первой буквы, а B и H для бронто- и хелла- были уже заняты. Свободными оставались только R и Q. Поэтому ученые, по предложению Ричарда Брауна, одобрили префиксы ронна- и кветта-. Последняя буква префиксов для больших величин всегда является «а», а последняя буква префиксов для мелких – заканчивается на «о». Включение префиксов для крошечных вещей – ронто- и кекто- необходимо для того, чтобы уравновесить чашу весов. Новые единицы измерения оказались полезными для научных исследований в таких областях, как квантовая физика и физика элементарных частиц, где ученые измеряют очень маленькие вещи.

С каждым годом в мире растет возможность проводить все более точные измерения. В то же время для многих жителей планеты изменения в системе измерений совершенно незаметны. Использование же неизменяемых математических стандартов затронет ученых, которые руководствуются не гирями из платины и иридия, а законами физики.