Кіріспе

Өлшем бірліктерінің жиынтығы және оларды бір-бірімен байланыстыратын ережелер.

Өлшем бірліктерінің жүйесі, сондай-ақ бірліктер жүйесі немесе өлшеу жүйесі деп аталатын бұл ұғым, өлшем бірліктерінің жиынтығы және оларды бір-бірімен байланыстыратын ережелерді білдіреді. Өлшеу жүйелері тарихи түрде маңызды болған, ғылым және коммерция салаларында реттеліп, анықталған. Қазіргі қолданыстағы жүйелерге Халықаралық бірліктер жүйесі немесе SI (Système international) (метриялық жүйенің қазіргі түрі), британдық императорлық жүйе және АҚШ-тың дәстүрлі жүйесі жатады.

Тарих

Ежелгі заманда өлшем жүйелері жергілікті түрде анықталды: әр түрлі бірліктер тәуелсіз түрде патшаның бас бармағының ұзындығына немесе оның аяғының мөлшеріне, қадамның ұзындығына, қолдың ұзындығына, немесе белгілі бір көлемдегі ыдыстағы судың салмағына сәйкес анықталуы мүмкін, тіпті ол қол мен бунақтармен өлшенген болуы мүмкін. Ортақ ерекшелік – бұл әрқашан қандай да бір стандартқа негізделген анықтама болды. Соңында, саудагерлер мен ғалымдардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін, шынтақ пен қадамдар «дәстүрлі бірліктерге» уступил. Көбірек әмбебап және тұрақты жүйеге деген қалау халықаралық сауда мен ғылымның өсуімен біртіндеп тарады. Өлшем жүйесін өзгерту алғашқыда шығындарға әкеледі, бұл көбінесе мұндай өзгеріске қарсылық тудырады. Ғалымдар, инженерлер, бизнес және саясаткерлер өлшемдердің рационалды және халықаралық тұрғыдан үйлесімді жүйеге көшудің маңызды пайдасын мойындады және оны қолдады, нәтижесінде әлемнің көп бөлігі жалпыға қабылданған метрикалық жүйені қабылдады. Метрикалық жүйе Француз революциясының нәтижесінде пайда болды және бүкіл әлемге таралып, көптеген дәстүрлі өлшем бірліктерін ығыстырды. Көптеген жүйелерде ұзындық (қашықтық), масса және уақыт негізгі шамалар болып табылады. Кейінгі ғылыми жетістіктер электромагниттік шама, мысалы, электр заряды немесе электр тогы, негізгі шамалар жиынтығын кеңейту үшін қосылуы мүмкін екенін көрсетті. Гаусс бірліктерінде тек ұзындық, масса және уақыт негізгі шамалар болып табылады, жеке электромагниттік өлшем жоқ. Қуат және жылдамдық сияқты басқа шамалар негізгі шамалардан туындайды: мысалы, жылдамдық – уақыт бірлігіне қашықтық. Тарихи тұрғыда, бір типті шаманы өлшеу үшін әртүрлі бірліктер қолданылды. Әртүрлі жағдайларда ұзындық дюйм, фут, ярд, саз, ағаш, тізбек, фурлонг, миль, теңіздік миль, стадия, лигамен өлшенді, түрлендіру коэффициенттері ондық қуатқа негізделмеген. Метрлік жүйеде және басқа да жаңа жүйелерде физика формулаларымен (мысалы, Ньютонның қозғалыс заңдары) көрсетілген шамалар арасындағы негізгі қатынастар, әрқайсысы үшін бірлік анықталған, қалған барлық бірліктер туындатылатын негізгі шамалардың шағын жиынтығын таңдау үшін қолданылады. Екіншілік бірліктер (еселіктер және бөлшектер) осы негізгі және туындаған бірліктерден ондық қуаттарға көбейту арқылы алынады. Мысалы, егер ұзындықтың бірлігі метр болса, онда 1 метрлік қашықтық 1000 миллиметрге немесе 0,001 километрге тең.

Қазіргі тәжірибе

Көптеген елдерде метрикалау толық немесе дерлік толыққан. Алайда, АҚШ-тың дәстүрлі өлшем бірліктері АҚШ-та және Либерияда белгілі бір дәрежеде кеңінен қолданылады. Мьянмадағы (Бірма) дәстүрлі өлшем бірліктері қолданылады, Метр жүйесіне ішінара көшумен. АҚШ-пен сауданың жоғары деңгейіне байланысты АҚШ өлшем бірліктері Канадада шектеулі жағдайларда қолданылады. Канада заң жүзінде метрикалық жүйеге көшкеніне қарамастан, императорлық салмақтар мен өлшемдер де кеңінен қолданылады. Тағы да бірқатар елдерде белгілі бір немесе барлық жағдайларда басқа өлшем жүйелерін міндеттейтін немесе рұқсат ететін заңдар бар, мысалы, Ұлыбритания – оның жол табельдері туралы заңнамасы, мысалы, тек миль немесе ярд сияқты императорлық бірліктерде қашықтықты көрсетуге рұқсат береді, немесе Гонконг. Америка Құрама Штаттарында метрикалық өлшем бірліктері ғылымда міндетті түрде, әскери саласында жиі, ал өнеркәсіпте ішінара қолданылады. АҚШ-тың дәстүрлі өлшем бірліктері негізінен АҚШ тұрмысында қолданылады. Бөлшек сауда орындарында литр (АҚШ-та "liter" деп жазылады) көлемді көрсету үшін, әсіресе сусындардың бөтелкелерінде жиі қолданылады, ал дәрі-дәрмектерде грамның орнына миллиграмм қолданылады. Теңіз шақырымы мен түйін сияқты авиация және теңіз тасымалында, сондай-ақ ұшақтардың биіктігін өлшеу үшін фут сияқты басқа да СИ емес өлшем бірліктері де әлі де халықаралық қолданыста.

Метрлік жүйе

Метриялық өлшем бірліктері 1795 жылы Францияда алғашқы нақты белгіленген жүйе қабылданғаннан бері дамып келеді. Осы даму барысында бұл жүйелер әлемге тарады, бірінші кезекте ағылшын тілінде сөйлейтін елдерге, содан кейін ағылшын тілінде сөйлейтін елдерге енді. Метрлік бірліктердің еселіктері мен бөліктері онның дәрежелерімен байланысты, ал олардың атаулары префикстер арқылы жасалады. Бұл қатынас ондық сандар жүйесімен үйлесімді және метрикалық бірліктердің қолдануға ыңғайлы болуына зор үлес қосады. Алғашқы метрикалық жүйеде екі негізгі бірлік болды: ұзындық үшін метр және масса үшін грамм. Ұзындық пен массаның басқа бірліктері, сондай-ақ аудан, көлем және тығыздық сияқты туынды бірліктер осы екі негізгі бірліктен туындады. Mesures usuelles (француз тілінде «дәстүрлі өлшемдер») – метрикалық жүйе мен дәстүрлі өлшемдер арасындағы келісім нәтижесінде пайда болған өлшем жүйесі. Ол 1812 жылдан 1839 жылға дейін Францияда қолданылды. Метрикалық жүйенің бірнеше нұсқалары қолданысқа енді. Оларға гравитациялық жүйелер, ғылымда пайдалы сантиметр-грамм-секунд жүйесі (cgs), бір кезде КСРО-да қолданылған метр-тонна-секунд жүйесі (mts) және метр-килограмм-секунд жүйесі (mks) жатады. Кейбір инженерлік салаларда, мысалы, компьютерлік дизайн саласында миллиметр-грамм-секунд (ммгс) жүйесі де қолданылады. Метрикалық жүйе үшін қазіргі халықаралық стандарт – Халықаралық бірліктер жүйесі (Système international d'unités немесе SI). Бұл жүйеде барлық бірліктер жеті негізгі бірлік арқылы өрнектеле алады. СИ-ның негізгі бірліктері ретінде метр, килограмм, секунд, ампер, кельвин, моль және кандела қызмет етеді.

Императорлық және АҚШ-тың дәстүрлі бірліктері

Императорлық өлшемдер де, АҚШ дәстүрлі өлшемдері де ертерек ағылшын өлшемдерінен туындаған. Императорлық өлшемдер бұрынғы Британ империясы мен Британ Достастығында кеңінен қолданылды, бірақ барлық елдерде олар негізінен метрикалық жүйемен алмастырылды. Олар әлі де Ұлыбританияда кейбір қолданыстарда қолданылады, бірақ коммерциялық, ғылыми және өнеркәсіптік салаларда көбінесе метрикалық жүйеге ауыстырылды. Алайда, АҚШ дәстүрлі өлшемдері АҚШ-тағы негізгі өлшем жүйесі болып қала береді. Метрикалық жүйеге көшуге қадамдар жасалса да (көбінесе 1960 жылдардың соңы мен 1970 жылдардың басында), дәстүрлі өлшемдер кең өнеркәсіптік инфрақұрылым мен коммерциялық дамуға байланысты берік ұстанып тұр. Императорлық және АҚШ дәстүрлі жүйелері өте ұқсас болғанымен, олардың арасында бірнеше айырмашылықтар бар. Ұзындық және аудан өлшемдері (дюйм, фут, ярд, миль және т.б.) Халықаралық Ярд және Фунт келісімі қабылданғаннан бері бірдей болып келеді; алайда, АҚШ және бұрынғы Үндістан жер өлшеу мақсатында ескі анықтамаларын сақтап қалды. Бұл, мысалы, АҚШ жер өлшеу футын тудырды. Масса мен салмақтың еуродупоистік бірліктері фунттан (lb) жоғарырақ өлшемдерде өзгеше. Императорлық жүйеде 14 фунттық тас, 112 фунттық жүздік және 2240 фунттық ұзын тонна қолданылады. Тас АҚШ-та қолданылмайды, ал жүздіктер мен тонналар қысқа: тиісінше 100 фунт және 2000 фунт. Бұл жүйелердің ең айқын айырмашылығы олардың көлем бірліктерінде. АҚШ сұйық унциясы (fl oz), шамамен 29,6 миллилитр (мл), императорлық сұйық унциядан (шамамен 28,4 мл) сәл үлкен. Алайда, АҚШ пинтіне 16 АҚШ fl oz, ал императорлық пинтке 20 имп fl oz келеді, сондықтан императорлық пинт шамамен 20% үлкен. Бұл кварттар, галлон және т.б. үшін де осылай. Алты АҚШ галлоны бес императорлық галлондан сәл кем. Еуродупоистік жүйе жалпы масса мен салмақ жүйесі ретінде қызмет етті. Бұдан басқа троялық және дәріханалық жүйелер де бар. Троялық салмақ әдетте құнды металдар, қара ұнтақ және асыл тастар үшін қолданылды. Троялық унция – қазіргі уақытта қолданылатын жүйенің жалғыз бірлігі; ол құнды металдар үшін қолданылады. Троялық унция оның еуродупоистік баламасынан үлкен болғанымен, фунт кішірек. Ескі троялық фунт 12 унцияға бөлінген, ал еуродупоистік жүйенің фунтына 16 унциядан аспайды. Дәріханалық жүйе дәстүрлі түрде фармакологияда қолданылды, бірақ қазір метрикалық жүйемен алмастырылды; ол троялық жүйемен бірдей фунт пен унцияны бөлісті, бірақ басқаша қосымша бөлімшелерге ие болды.

Стандартты емес бірліктер

Кітаптарда, газеттерде және басқа да материалдарда кездесетін стандартты емес өлшем бірліктері:

Аумағы

Америка футбол алаңы, оның ойын алаңы 160 фут (49 м) ұзындығында және 160 фут (49 м) енінде болады. Американдық бұқаралық ақпарат құралдары оны үлкен ғимараттардың немесе саябақтардың өлшемдерін көрсету үшін жиі пайдаланады. Ол ұзындық бірлігі ретінде (гол зоналарын есептемегендегі ойын алаңының ұзындығы) және аудан бірлігі ретінде қолданылады. Британдық БАҚ да осы мақсаттар үшін футбол алаңын жиі қолданады, бірақ футбол алаңдарының нақты өлшемдері болмайды, олар белгілі бір шекте (ұзындығы және ені, соның салдарынан ауданы) өзгеріп отыруы мүмкін. Дегенмен, УЕФА Чемпиондар Лигасы алаңының өлшемдері дәл болуы керек, яғни 105 метр ұзындығы және 68 метр ені, бұл 7140 шаршы метрге тең, немесе 100-110 метр ұзындығы және 64-75 метр ені. Мысалы, "HSS кемелері – алюминий катамарандар, олардың көлемі шамамен футбол алаңындай". Көлемді көрсету үшін кейде белгілі бір американдық штаттардың немесе Ұлыбританияның әкімшілік бөлімшелерінің аудандары да пайдаланылады.

Энергия

ТНТ-ның тоннасына тең, оның еселіктері – килотонна, мегатонна және гигатонна. Жарылыстар, жанартау құбылыстары, жер сілкіністері және астероид соқтығысулары сияқты жоғары энергетикалық оқиғалардың қуатын көрсету үшін жиі қолданылады. ТНТ-ның бір грамы энергия бірлігі ретінде 1000 термохимиялық калорияға тең деп анықталған. Хиросимаға тасталған атом бомбасы. Оның энергиясы жиі қоғамдық бұқаралық ақпарат құралдарында және танымал кітаптарда энергия бірлігі ретінде пайдаланылады. (Оның қуаты шамамен 13 килотоннаға немесе 60 ТДж-ға тең болды.) Бір динамит таяқшасы.

Валюталық бірліктер

Ақшаға қолданылатын өлшем бірлігі экономикада есептік бірлік, ал бухгалтерлік есепте – өлшем бірлігі деп аталады. Бұл әдетте бір ел шығарған валюта немесе оның үлесі болып табылады; мысалы, АҚШ доллары және АҚШ центі (доллардың 1/100 бөлігі), немесе евро және евро центі. ISO 4217 – Халықаралық стандарттау ұйымы (ISO) құрған валюталардың атауларын анықтау үшін үш әріпті кодтарды (сонымен қатар валюта коды деп те аталады) сипаттайтын халықаралық стандарт.

Өлшеудің тарихи жүйелері

Тарих бойында көптеген ресми өлшем жүйелері пайдаланылған. Қазіргі кезде ресми қолданыста болмаса да, осылардың кейбіреуі күнделікті өмірде, мысалы, тамақ дайындауда әлі де қолданылуы мүмкін.