A mérő és a nemzetközi tudományos cserékben jelenleg használt metrikus rendszer története, valamint a Föld tömegének meghatározásának története valamilyen módon történelmet jelent a Föld általános történelmében. a Föld alakja . A mérő és a metrikus rendszer bevezetése minden bizonnyal annak a nehézségnek az eredménye, amelyet a XVIII . Századi geodézusok tapasztaltak , hogy minden helyükön szabványosan kellően pontos és megbízható hosszúságú és elvben könnyen reprodukálható legyen. A mérő és a tizedes metrikus rendszer kétségtelenül az Emberi Jogok Nyilatkozatával együtt az egyik legfontosabb örökség, amelyet a francia forradalom örökölt az utókorra. Ebben a cikkben és egy folytatását képező másik cikkben lehetetlen részletesen elmondani, a metrikus rendszer mögött rejlő lenyűgöző politikai-gazdasági-tudományos történetet.
Tudjuk, hogy a természet törvényei nem függenek a mértékegységek megválasztásától. Például gravitációs mindig csökken az inverze a távolság négyzetével, függetlenül attól, hogy mekkora a távolság kifejezett öl vagy méter. Mindig arányos lesz a két vonzó test tömegének szorzatával , akár unciában, akár kilogrammban fejezzük ki ezeket a tömegeket . Szigorúan véve az egyik tömeg akár unciában, a másik grammban is kifejezhető. Ami a kiválasztott egységekkel változik, ezért nem a fizikai mennyiségek közötti kapcsolatok, hanem csak az állandók számértékei avatkoznak be ezekbe a kapcsolatokba. A példában tekinthető, ez a számértéke állandó vonzás , amely szerint változik a rendszer egységek elfogadott. Első ránézésre tehát nem mondhatjuk, hogy az egyik egységrendszer jobb, mint a másik. Az a tény, hogy gyakorlati használatnak bizonyult, és különösen az a tény, hogy a legtöbb civilizált nemzet elfogadta azt, amely fölényt ad a metrikus rendszernek. Bizonyos államok régóta vonakodnak elfogadni ezt az intézkedésrendszert, nemzeti presztízs vagy egyszerűen Franciaország iránti ellenségesség miatt. A kezdetektől fogva azonban egy olyan nemzetek feletti rendszer gondolatával foganták, amely nem egy adott nemzethez, hanem az egész emberiséghez tartozik, a forradalmi Franciaországban uralkodó nagylelkű eszméknek megfelelően. Ez az oka annak, hogy a mérőt eredetileg nem úgy határozták meg, hogy bármilyen hosszúság egy adott ország adott helyén valósult volna meg, hanem a Föld meridiánjának negyedének tízmilliomodik része . Elvileg mindenki hozzáférhetett hozzá, de a mérő nem volt különösebben senkié.
1770 körül befejeződött a francia meridián által megkövetelt háromszögelési munka , kivéve bizonyos Cassini operátorokat, akik folytatták Franciaország térképének geodéziai vázlatát , amelynek első rendje 1783- ban jelent meg egészében . Az Északon (Lappföld), Peruban, Fokvárosban és Franciaországban használt szelvények összehasonlítása azt mutatta, hogy ezek a szelvények egyenlők, a vonal néhány századának hibahatárán belül. A perui mérőrudat szabványként fogadták el, és az Akadémia mérõpálcájává vált . Ehhez a mérőrúdhoz kellett kapcsolni a későbbi méréseket. Sajnos ez nem oldotta meg az intézkedések egységesítésének kérdését, amely az egész Francia Királyságban (nem beszélve más nemzetekről) hevesen megőrizte anarchikus függetlenségét, annak ellenére, hogy több egyesítési kísérlet történt. Ez a helyzet, amely következményeiről különféle alkalmakkor súlyosnak bizonyult, nem folytatódhatott örökké, de a dolgok tulajdonképpen csak az 1790-ben (tehát egy évvel a forradalom kezdete után) kinevezett Alkotmányozó Gyűlés által változtak. Charles-Maurice Talleyrand ( 1754 - 1838 ), a bizottság Jean-Charles Borda ( 1733 - 1799 ), gróf Joseph-Louis de Lagrange ( 1736 - 1813 ), Pierre-Simon de Laplace márki ( 1749 - 1827 ), Gaspard tagjaiból áll. Monge ( 1746 - 1818 ) és Marie-Jean-Antoine Caritat, de Condorcet márki ( 1743 - 1794 ). Ez egy jelentést terjesztett elő a 1791. március 19amelyben kettős választást javasolt a hosszúság mértékeinek egységesítésére: az egység vagy egy inga, amely a másodikat a tengerszint 45 ° -os szélességén verte , vagy a földi meridián negyedének tízmilliomodik része . A 1791. március 26, az Alkotmányozó Közgyűlés elfogadta ezt a jelentést, és XVI . Lajos király , aki akkor még a végrehajtó hatalmat képviselte, megbízásából megbízta az Akadémiát annak végrehajtásáért. A meridián méréséért Cassini IV csillagász , Legendre (vagy Le Gendre) matematikus és Méchain csillagász volt felelős. Az első kettő nem sokáig ment nyugdíjba, helyüket a fiatal csillagász, Jean-Baptiste Delambre vette át .
Mielőtt röviden ismerteti az új meridián Franciaország , amely szintén az úgynevezett „meridián Delambre Méchain”, emlékeztetni kell arra, hogy közben a húsz vagy harminc évvel megelőző francia forradalom , geodéziai azt javasolta, hogy az okosság a tudósok, mint Euler , Monge , Laplace és társai számos tanulmányi tárgyat: az ellipszoidok vonzása, a forgó testek egyensúlyának elmélete, a felületek általános elmélete. Az ezekre az elméleti problémákra adott megoldások nagy érdeklődést mutatnak a gyakorlatibb geodéziai alkalmazások kezelésében. Így, Euler a 1760 majd Monge a 1771 meghatározott alapvető elemei a geometria a felületek, egy ág, amely volt, hogy lesz differenciál geometria : görbület, húzott vonalak felületeken, geodetikusok, vonalak görbületi. J. Meusnier kinyilvánított 1776 egy tétel, amely fog fontos szerepet játszanak a differenciál geometria. A 1773 , Pierre-Simon Laplace de , majd 24 éves, tanuló és pártfogoltja D'Alembert , megjelent az első emlékirat égi mechanika . Ez a bolygópályák fő tengelyeinek stabilitásával foglalkozik.
A 1785 egy emlékiratot megjelent az Akadémia, amely Legendre vezette be a fogalmat potenciál, amely az utóbbi kifejezetten rendelt Laplace , és megalapította az elmélet gömbfüggvények , matematikai eszközöket, amelyek már elengedhetetlenné vált, hogy az elméleti geodézia. Ugyanebben az évben 1785-ben megjelent Laplace emlékirata A szferoidok vonzásainak elmélete és a bolygók alakja címmel, amelyet 1786- ban egy emlékirat követett a Föld alakjáról . Laplace különféle ívméréseket kombinál és 1/250-es lapítást kap, míg a Clairaut-tételben kifejezett gravimetrikus módszer csak 1/321-et ad neki. Szintén 1785 , a csillagász Joseph de Lalande ( 1732-ben - 1807-ben ) szerzett ugyanazon elmélet Clairaut laposabbá 1/302. Két évvel később, 1787-ben , Legendre megjelentette a Trigonometriai műveletekről szóló emlékiratát, amelynek eredményei a Föld alakjától függtek , amelyben kimondhatatlanul kimondta, hogy híressé vált és a nevét viselő tétel. Ez a tézis a gömb felületén lévő háromszögek redukciójához és kiszámításához szükséges képleteket tanulmányozza , és ezáltal szilárd alapot nyújt a gömb trigonometria számára . Ez utóbbi a szférikus trigonometria általánosítását jelenti , amely kiterjesztés szükségességét már Jean Dominique és Jacques Cassini meridián művei is érzékelték , de amelyet Clairaut 1733- ból származó elméleti munkájában nem kezeltek teljesen kielégítő módon. és 1739 , Euler társkereső 1744 és Achille Pierre Dionis du Séjour ( 1734-ben - 1794-ben ) társkereső 1778 . A Legendre-képleteket a Dunkirk és Greenwich között kialakult háromszögekre alkalmazzák, a Delambre és Méchain meridián Anglia felé történő meghosszabbítása során .
A „Legendre-tétel” és a fordított problémák egyikének megoldására szolgáló képletek bizonyítékát találjuk abban a konkrét esetben, amikor a gömbháromszög egyik oldala a többihez képest nagyon kicsi, JB Delambre ( 1747 - 1822 ) 1799- ben jelent meg és Analitikai módszerek a párizsi meridián ívének meghatározásához . Ez a munka az elején (1–16. O.) Tartalmaz egy kis Legendre cikket, amelyben utóbbi elmagyarázza a Meridian negyedének pontos hosszának meghatározására szolgáló módszert . Legendre azonban még mindig nem bizonyítja a nevét viselő tételt, de ezt a feladatot (az idézett konkrét esetre) Delambre-ra bízza. Valójában a szóban forgó műben található az első szöveg, amely a meridián vonal és a földi ellipszoid excentricitásának kiszámításához alkalmazott szferoid trigonometria teljes elméletét ismerteti.
Delambre munkája, amelynek fő célja az 1793 és 1799 között az új mérő számításához használt matematikai berendezés összefoglalása, működőképessé tételével kifejezetten megadja a földi lapítástól független ív elméletét. Ez az első nagy eredmény, amelyet az új gömbös trigonometria felajánl a geodéziának, és amelynek a metrikus rendszer megalapításához a későbbi geodéziai munkában lesz jelentősége.
A geodéziai műveletek hatására, amelyek nemcsak Franciaországban, hanem a szomszédos országokban is gyorsan lendületet kapnak, különösen a forradalmi, majd a napóleoni hadseregek által elért katonai sikerek miatt, a gömbös trigonometria az elméleti geodézia teljes értékű ágává vált, és fejlődött autonóm matematikai elméletté. Először is, 1806-ban Legendre először bizonyította tételét minden általánosságban, és ragaszkodott eredményének függetlenségéhez a vizsgált háromszög csúcsának szélessége szempontjából a figyelembe vett szferoid laposodása vonatkozásában. és az oldalak azimutális irányai. Az a munka, amelyben Legendre így megoldotta a gömbös trigonometria alapvető problémáját, a gömb felületén követhető háromszögek elemzése címet viseli . Aztán ugyanebben az évben 1806-ban megjelent Olaszországban egy Elementi di trigonometria sferoidica című munka , amelyben Oriani Barnabá ( 1752 - 1832 ), aki már ismert a kiváló geodéziai munkájáról, némileg befejezte Legendre elméletét. Oriani meghatározza a szferoid trigonometria három alapvető egyenletét, sorozatosan kibővítve tetszőleges közelítési sorrendbe, és megoldja azt a fordított problémát, hogy a gömbön lévő pont szélességét a geodéziai vonal másik pontjának szélességéből és az azimutját megtalálva feltételezzük. a két pont távolsága ismert. Valójában ez az Oriani-könyv a szferoid trigonometria tizenkét legfontosabb problémájának teljes megoldását ismerteti. Kicsit később utóbbi gyakorlati fejleményeket tapasztalt Louis Puissant ( 1769 - 1843 ) ezredes vezetésével , de javarészt azt tekinthetjük, hogy ez már 1806- tól megérett tudományág volt .
Eközben, amíg ezek a fejlesztések a geodéziában zajlottak, az elméleti megfigyelés a geodézia nem maradt inaktív. Először is idézzük a kísérletekben, 1775 a Nevil Maskelyne meg a Mount Schiehallion meghatározni a föld tömege . Másrészt, még ha szigorúan véve nem is geodéziai megfigyelésről van szó, hanem egy nagy csillagászati felfedezésről van szó, ajánlatos idézni a megfigyelést, a 1781. március 13, az új Uránusz bolygó . Ezt William Herschel készítette saját gyártmányú távcsővel . Abban az időben vitathatatlanul a legjobb volt a világon. Herschel kezdetben nem csillagász volt, hanem zenész, aki szerette az optikát és a tudományos kultúrát. Honfitársához, a nagy zenészhez, GF Handelhez hasonlóan, Hannoverben született és III . György király nyomán Angliába emigrált . Felelős egyéb fontos csillagászati felfedezésekért, nevezetesen az 1782-ben felfedezett kettős csillagrendszerekért , valamint a Naprendszer Herkules csillagképében található csúcs felé történő elmozdulásáért . Később, 1802-ben , W. Herschel még mindig észreveszi, hogy a napspektrum a vörös fény sugárzásánál alacsonyabb frekvenciák felé terjed , felfedezve ezzel az infravörös sugárzást .
A 1783 , Pilâtre de Rozier tett első megmászása egy léggömb . A 1787 , Jean-Charles Borda le a fejlesztések, meg kell tenni a műszerek Geodéziai és ugyanebben az évben kezdtük, hogy folytassa az új ismétlődő kör Borda a bővítmények a meridián Franciaországban. Először Cassini de Thury korábbi javaslatára összekötő műveleteket hajtottak végre a párizsi obszervatórium és a London külvárosában található Greenwichi Királyi Obszervatórium között . Ezt csomópont végeztük koncert a brit általános William Roy ( 1726-ban - 1790-ben ) az angliai , a Cassini IV , Méchain és Legendre a France . A La Caille meridián vonal , amely Calais-ig , Cap Blanc-Nez-ig és a Boulogne-sur-Mer mellett fekvő Mont Lambert -ig terjed, összeköttetést biztosított az angol tengerparttal a Dover-en és a Fairlight Down-on. A lánc háromszögelési húsz háromszögek kapcsolódó e csúcstalálkozók az angol oldalon, hogy Greenwich .
A június végén 1792-ben , Delambre és Méchain és azok szereplői kezdődött a munka elvégzéséhez mérésére meridián, amellyel bízták meg a rendelet a 1791 annak érdekében, hogy pontosan meghatározza a hossza a Q negyed meridián, a a mérőérték relációval történő rögzítésének célja:
1 méter = 10 –7 Q.
Tól 1792-ben , hogy 1793-ban , Delambre volt sok probléma a helyi nemzeti őrök és alig működik hatékonyan. Közben Méchain Spanyolországba ment. Rendkívüli éghajlati viszonyok és láthatóság mellett élvezett, két hónap alatt kilenc állomáson végzett méréseket és megkezdte a szükséges csillagászati megfigyeléseket a Barcelona melletti Fort Montjuichban . Arra gondolt, hogy összeköti a Baleár-szigeteket a szárazfölddel. Súlyos baleset áldozata lett, amely majdnem egy évig mozdulatlanná tette - jelentette ki a francia – spanyol háború1793. március 7visszatartotta őt is. Kihasználta ezt az őrizetbe vételt, hogy újraszámolja a katalán város szélességi fokát. Sajnos a második üteme nem esett egybe az elsővel. Ezt követően soha nem volt képes megújítani ezt az intézkedést, és depresszióvá vált stresszes állapotban tért vissza Franciaországba.
Delambre egy jegyzetben azt írta, hogy Méchain adatainak két változata közül az egyiket választotta, de erről nem tájékoztatta a nyilvánosságot, mivel ezt nem kellett tudniuk.
Végül visszatérhetett Franciaországba, hogy részt vehessen a Dunkirk - Perpignan meridián utolsó munkáiban, és kinevezték a párizsi Obszervatórium igazgatói posztjára , majd az Bureau des longitudes felelősségi körébe került . De a Franciaországtól a Baleár-szigetekig terjedő meridián meghosszabbításának projektje továbbra is napirenden volt, és Méchain 1803- tól újra foglalkozott vele . Sajnos nem tudta befejezni, mert Castellón de la Planában a "harmadik láz" miatt hirtelen meghalt 1804. szeptember 20. A befejezés bízták, javaslata alapján Laplace , hogy Jean-Baptiste Biot ( 1776-ban - 1862-ben ) és François Arago ( 1786-ban - 1853-ban ). A munka 1807-ben kezdődött újra és 1808-ban ért véget .
Eközben Lagrange 1788-ban kiadta analitikai mechanikájának első kiadását , teljesen innovatív munkáját, amelynek mélyreható hatást kellett gyakorolnia az elméleti fizika, és természetesen a mechanika és a kapcsolódó tudományágak fejlődésére . Szintén 1788 , Charles Augustin de Coulomb ( 1736-ban - 1806-ban ) megjelent a törvény elektrosztatikus vonzás létre a torziós inga ő találta a 1784 . A találmány a villamos akkumulátor által Alessandro Volta -ből származik 1800 .
Tól 1801-ben , hogy 1803 , Jöns Svanberg ( 1771-ben - 1851-ben ) újraalkotja az mérések Maupertuis és Clairaut a lappföldi ; ez 57 196 toizist eredményezett a Lappföld fokozatához képest, szemben a Maupertuis által talált 57 436 toisszal. Másrészt Legendre 1805- ben publikálta az üstökösök pályájának meghatározására szolgáló új módszerét, a függelékben pedig a legkisebb négyzetek új módszerét írja le , amely alapvető szerepet játszik a geodéziai adatok csökkentésében. Ennek a módszernek a prioritása a vita tárgya. Valójában Carl Friedrich Gauss ( 1777 - 1855 ) a maga részéről azt állítja, hogy 1795 körül feltalálta és alkalmazta a legkisebb négyzetek módszerét; nagy részét az 1809-ben megjelent Theoria motus corporum celestium in sectionibus conicis solem ambientium című művében publikálta .