Mérési rendszer

, 2022/8/8

A mérőrendszer, a számok fizikai mennyiségekhez és jelenségekhez való hozzárendelésének bármelyik rendszere. Bár a mértékegységek fogalma ma olyan tényezőket foglal magában, mint a hőmérséklet, a fényerősség, a nyomás és az elektromos áram, régen csak négy alapvető mérőszámból állt: tömeg (súly), távolság vagy hossz, terület és térfogat (folyadék vagy szemcseméret). Az utóbbi három természetesen szorosan összefügg egymással.

Mérési rendszer

A súlyok és mértékek egészének alapgondolata az egységesség, az egységek és a mértékegységek fogalma. Az egységesség, amely minden súly- és mértékrendszer lényege, pontos, megbízható tömeg- és hosszmértékeket, valamint egyezményes mértékegységeket igényel. Az egység egy mennyiség neve, például kilogramm vagy font. A mértékegység a mértékegység fizikai megtestesülése, mint például a párizsi Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Iroda által a kilogramm mértékegységeként használt platina-irídium henger.

Korai egységek és szabványok

Ősi mediterrán rendszerek

A testméretek és a közönséges természeti tárgyak valószínűleg a legmegfelelőbb alapot szolgáltatták a korai lineáris mérésekhez; a korai súlyegységek véletlenül származhattak bizonyos kövek vagy edények használatából, vagy annak meghatározásából, hogy egy személy vagy állat mit tudott felemelni vagy elszállítani.

A mértékegységek történelmi fejlődése általában nyugati irányt követett: a Közel-Kelet ókori birodalmainak mértékegységei - többnyire a kereskedelem és a hódítások eredményeként - eljutottak a görög, majd a római birodalomba, onnan pedig a római terjeszkedés révén Galliába és Britanniába.

Az egyiptomiak

Bár bizonyítékok vannak arra, hogy számos korai civilizáció dolgozott ki mérési szabványokat és bizonyos mérőeszközöket, az egyiptomi cubitot általában úgy ismerik el, mint az ókori világ legelterjedtebb lineáris mérési szabványát. Az i. e. 3000 körül kifejlesztett mértékegység alapja a kar hossza volt a könyöktől a kinyújtott ujjhegyekig, és egy fekete gránitból készült királyi mester-ubit volt, amelyhez képest rendszeres időközönként az összes Egyiptomban használatos cubitpálcát vagy -szabályt megmérték.

A királyi cubit (524 mm vagy 20,62 hüvelyk) rendkívül bonyolult módon volt felosztva. Az alapvető alegység a számjegy volt, amely kétségtelenül egy ujjnyi széles volt, és amelyből 28 darab volt a királyi cubitban. Négy ujjperc egy tenyérnek, öt egy kéznek felelt meg. Tizenkét ujjperc, azaz három tenyér, egy kis tenyérnek felelt meg. Tizennégy számjegy, azaz fél könyök, egy nagy ölnek felelt meg. Tizenhat számjegy, vagyis négy tenyér, egy t'ser. Huszonnégy számjegy, azaz hat tenyér, egy kis könyök.

A számjegyet viszont felosztották. A tizennégy számjegyet egy köbölnyi pálcán 16 egyenlő részre osztották. A következő számjegyet 15 részre osztották, és így tovább, egészen a 28. számjegyig, amelyet 2 egyenlő részre osztottak. Így a mérést számjegyes törtekre lehetett elvégezni, amelyek nevezője a 2-től a 16-ig terjedő tartományban bármilyen lehetett. A legkisebb osztás, 1/16 számjegy, egy királyi sing 1/448 részének felelt meg.

A köbölpálca pontosságát bizonyítják a gízai Nagy Piramis méretei; bár ezreket foglalkoztattak az építésénél, oldalai legfeljebb 0,05 százalékkal térnek el a 230,364 méteres (9069,43 hüvelyk) átlagos hosszától, ami arra utal, hogy az eredeti méretek 440 x 440 királyi köböl voltak.

Az egyiptomiak már nagyon korán kifejlesztették a földmérés módszereit és eszközeit. A Nílus folyó évenkénti áradása miatt szükség volt viszonyítási pontokra és földmérési technikákra, hogy a víz levonulásakor a birtokhatárokat könnyen vissza lehessen állítani.

Úgy tűnik, hogy az egyiptomi súlyrendszer alapja a sárkánynak nevezett egység volt, amelynek tizedes arányban 10 sárkány egyenlő 1 debennel, 10 deben pedig 1 sep. Az egyiptomi történelem hosszú ideje alatt a sárkány súlya korszakonként változott, és 4,5 és 29,9 gramm (0,16 és 1,05 uncia) között mozgott. Az ókori Egyiptomból mintegy 3500 különböző súlyt találtak, némelyik alapvető geometriai formákat, mások emberi és állati alakokat ábrázolnak.

Az egyiptomi folyékony mértékek, a nagytól a kicsiig, a ro, a hin, a hekat, a khar és a köbcenti voltak.

A babilóniaiak

A legkorábbi ismert súlyok közé tartozik a babilóniai mina, amelynek egyik fennmaradt formája körülbelül 640 grammot (kb. 23 unciát), egy másik pedig körülbelül 978 grammot (kb. 34 unciát) nyomott. A régészek találtak 5 minás, kacsa alakú súlyokat és egy 30 minás, hattyú alakú súlyt is. A sékel, amelyet a Bibliából ismerünk, mint a héberek szabványos pénzérméjét és súlyát, eredetileg babilóniai volt. A babilóniai súlyok és mértékegységek többségét, amelyeket az egész Közel-Keleten a kereskedelemben használtak, fokozatosan más országok is átvették. A babilóniai hosszúság alapegysége a kus (kb. 530 mm vagy 20,9 hüvelyk) volt, amelyet babilóniai cubitnak is neveztek. A babiloni susi, amelyet 1/30 kus-nak határoztak meg, 17,5 mm-nek (0,69 hüvelyk) felelt meg. A babiloni lábfej 2/3 kus volt.

A babiloni folyadékmérték, a qa (más írásmóddal ka) egy kézszélességnyi (kb. 99-102 milliliter vagy kb. 6,04-6,23 köbinch) kocka térfogata volt. A kockának azonban egy nagy mina súlyú vizet kellett tartalmaznia. A qa két másik egység alosztálya volt; 300 qa 60 ginnek vagy 1 gurnak felelt meg. A gur közel 303 liter (80 amerikai gallon) térfogatot jelentett.

A hettiták, asszírok, föníciaiak és héberek rendszerüket általában a babilóniaiaktól és az egyiptomiaktól származtatták. A héber mértékegységek a mina, a talentum (az alapegység) és a sékel közötti kapcsolaton alapultak. A szent mina 60 sékelnek, a szent talentum pedig 3000 sékelnek, azaz 50 szent minának felelt meg. A talmudi mina 25 sékellel, a talmudi talentum 1500 sékellel, azaz 60 talmudi minával volt egyenlő.

A különböző héber folyadékmérési szabványok térfogata nem ismert pontosan; a bat körülbelül 37 litert (közel 10 amerikai gallon) tartalmazhatott; ha ez így van, akkor a log valamivel több mint 0,5 literrel (0,14 amerikai gallon), a hin pedig valamivel több mint 6 literrel (1,6 amerikai gallon) volt egyenlő. A héber rendszer figyelemre méltó volt a száraz és a folyékony térfogatmértékek közötti szoros kapcsolat miatt; a folyékony kor ugyanolyan méretű volt, mint a száraz homer, a folyékony bat pedig megfelelt a száraz ʾefának.

Görögök és rómaiak

Az i. e. 1. évezredben a Földközi-tenger kereskedelmi uralma a görögök, majd a rómaiak kezébe került. A görögök alapvető hosszúsági egysége az ujj volt (19,3 mm vagy 0,76 hüvelyk); 16 ujj körülbelül 30 cm-nek (kb. 1 láb), 24 ujj pedig 1 olimpiai köbölnek felelt meg. Az egybeesés az egyiptomi 24 ujj egy kis köbölnek megfelelő számmal azt sugallja, ami a korszak kereskedelmi története alapján teljesen valószínű, hogy a görögök részben az egyiptomiaktól, részben a babilóniaiaktól vették át a mértékegységeket, valószínűleg a föníciaiakon keresztül, akik hosszú ideig uralták a földközi-tengeri kereskedelem hatalmas területeit. A görögök nyilvánvalóan lineáris mértékegységeket használtak elsődleges folyékony mértékegységük, a metrētēs meghatározásához, amely 39,4 literrel (10,4 amerikai gallonnal) egyenértékű. A görögök alapvető súlyegysége a talentum volt (25,8 kg-nak vagy 56,9 fontnak felel meg), amelyet nyilvánvalóan keleti szomszédaiktól kölcsönöztek.

A római vonalas mértékegységek a római szabványos lábon (pes) alapultak. Ezt az egységet 16 számjegyre vagy 12 hüvelykre osztották. A hossza mindkét esetben azonos volt. A metrológusok eltérő következtetésekre jutottak a pontos hosszát illetően, de a jelenleg elfogadott modern egyenérték 296 mm vagy 11,65 hüvelyk. Ezekkel az egyenértékekkel kifejezve a digit (digitus), azaz 1/16 római láb 18,5 mm (0,73 hüvelyk), a inch (uncia vagy pollicus), azaz 1/12 római láb 24,67 mm (0,97 hüvelyk), a tenyér (palmus), azaz 1/4 római láb pedig 74 mm (2,91 hüvelyk) volt.

A nagyobb lineáris egységeket mindig lábban fejezték ki. A cubit (cubitum) 11/2 római láb (444 mm vagy 17,48 hüvelyk) volt. Öt római láb volt a lépés (passus), ami 1,48 méternek vagy 4,86 lábnak felelt meg.

A leggyakrabban használt itineráris mértékegységek a furlong vagy stade (stadion), a mérföld (mille passus) és a liga (leuga) voltak. A stade 625 római láb (185 méter vagy 606,9 láb), azaz 125 lépés volt, és egy nyolcad mérföldnek felelt meg. A mérföld 5000 római láb (1480 méter vagy 4856 láb) vagy 8 stade volt. A liga 7500 római láb (2220 méter vagy 7283 láb) vagy 1500 lépés volt.

Az i. e. 3. század előtt az összes római súly szabványa az as, vagy régi etruszk vagy oszkán font volt, amely 4210 szem (272,81 gramm). Ezt 12 unciára osztották, amelyek egyenként 351 szem (22,73 gramm) súlyúak voltak. Kr. e. 268-ban új szabványt hoztak létre, amikor 70,5 szem (4,57 gramm) súlyú ezüst dénárt vertek. Hat ilyen dénárt, vagy "pennysúlyt" számoltak az uncia (uncia) 423 szem (27,41 gramm) súlyára, és 72 darabból állt össze az új font (libra) 12 uncia, azaz 5076 szem (328,9 gramm).

A fő római mértékegységek a száraz termékek esetében a hemina, a sextarius, a modius és az amphora, a folyadékok esetében pedig a quartarus, a sextarius, a congius, az urna és az amphora voltak. Mivel ezek mindegyike a sextariuson alapult, és mivel két fennmaradt sextarii sem egyforma, a ma általánosan elfogadott átlag 35,4 köbcenti, azaz közel 1 pint (0,58 liter). A hemina, vagy fél-sextarius ezen az átlagon alapuló 17,7 köbhüvelyk (0,29 liter) volt. Tizenhat ilyen sextarii készítette az 566,4 köbcentiméteres (9,28 literes) modius-t, és 48 ilyenből készült az 1699,2 köbcentiméteres (27,84 literes) amphora.

A folyékony sorozatban a quartarus, vagyis a sextarius egynegyede (35,4 köbcenti) 8,85 köbcenti (0,145 liter) volt. Hat ilyen szeksztárból állt össze a 212,4 köbcentis (3,48 literes) congius, 24 szeksztárból állt össze a 849,6 köbcentis (13,92 literes) urna, és a száraz termékekhez hasonlóan 48 szeksztár megfelelt egy amforának.

Az ősi kínai rendszer

A metrológia mediterrán-európai történetétől teljesen elkülönül az ókori Kínáé, a kínai rendszer mégis a nyugati minden főbb jellemzőjét mutatja. Az egységek forrásaként a testrészeket használta - például a pulzus és a hüvelykujj tövének távolságát. Alapvetően kaotikus volt, mivel nem volt kapcsolat a különböző típusú egységek, például a hossz- és a térfogategységek között. Végül pedig gazdag volt variációkban. A mou, a földterület mértékegysége régiónként 0,08 és 0,13 hektár (0,2 és 0,3 hold) között ingadozott. A variációk nem korlátozódtak a földrajzi területekre; egy azonos nevű hosszúsági egység lehetett egy asztalosnak, egy kőművesnek, és még egy szabónak is más hosszúságú. Ez a nyugati súlyok és mértékegységek esetében is problémát jelentett.

Shihuangdi, aki i. e. 221-ben Kína első császára lett, többek között az alapegységeket rögzítő előírások egységesítéséről híresült el. Az alapsúlyt, a shi-t vagy dan-t körülbelül 60 kg-ban (132 font) rögzítette; a két alapmértéket, a zhi-t és a zhang-ot körülbelül 25 cm-ben (9,8 hüvelyk), illetve 3 méterben (9,8 láb) állapították meg. A kínai rendszer figyelemre méltó jellemzője, amely jelentős előnyt jelentett a mediterrán rendszerekkel szemben, a tizedesjegyrendszer iránti vonzalom volt, amint azt az i. e. 6. századból származó lábjegyzékek mutatják. A mérőeszközök is magas színvonalúak voltak.

A kínai rendszer egyedülálló jellemzője volt az akusztikai dimenzió beépítése. A gabona és a bor mérésére használt szabványos edényt nem csak a súlya határozta meg, hanem a hangmagassága is, amikor megütik; egységes alak és rögzített súly mellett csak a megfelelő térfogatú edény adhatta meg a megfelelő hangmagasságot. Így ugyanaz a szó a régi kínai nyelvben "boros tálat", "gabonamérőt" és "harangot" jelent. A szurokcső hosszán és a kölesszemek szerinti felosztásán alapuló mérések kiszorították az emberi testen alapuló régi méréseket. A változás a pontosság jelentős növekedését hozta magával.

Középkori rendszerek

A középkori Európa örökölte a római rendszert, amelynek görög, babiloni és egyiptomi gyökerei voltak. A mindennapi használat és a nyelvi változatok révén hamarosan számos nemzeti és regionális változattá szaporodott, a kelta, angolszász, germán, skandináv és arab hatásokból kölcsönzött elemekkel, valamint a középkori élet szükségleteiből kinövő eredeti hozzájárulásokkal.

kis gyűszű Új a Britannica-ból

EGY JÓ TÉNY

A kávé "bab" valójában nem bab. Ezek szárított és pörkölt magvak. A földbe ültetett feldolgozatlan magból új kávéfa nőhet.

Az angol rendszer

A középkori súlyok és mértékek összevisszaságából számos nemzeti rendszer alakult ki, amelyeket az évszázadok során többször megreformáltak és átszerveztek; végül szinte mindegyik rendszert felváltotta a metrikus rendszer. Nagy-Britanniában és amerikai gyarmatain azonban a módosított középkori rendszer fennmaradt.

Brit birodalmi és amerikai szokványos súly- és mértékrendszerek egység rövidítése vagy szimbólum megfelelője ugyanannak a rendszernek más mértékegységeiben metrikus megfelelője.