Вокругдиван новая бытовая единица длины

«Вокругдиван» — новая бытовая единица длины
К вопросу о естественных единицах измерения и их суете
Аннотация

Предлагается новая бытовая единица измерения длины — вокругдиван, сокращённо ВД.

Стандартный ВД принимается равным 60 футам, или 18,288 метра, что в обычной человеческой ходьбе составляет приблизительно 30 шагов.

Главным достоинством новой единицы является не высокая метрологическая точность, а простота и непосредственная связь с человеческим опытом.

Понятие одного ВД можно объяснить даже маленькому ребёнку:

один вокругдиван — это один раз обойти вокруг дивана.

Одновременно вводится дополнительная характеристика единицы измерения — её суета, то есть совокупность человеческих действий и хлопот, необходимых для практического воспроизведения данной единицы.

Кроме того, рассматриваются естественная локальность бытовых единиц и границы области их разумного применения.

1. С чего начинались единицы измерения

Человек начал измерять длину задолго до появления метрологии как науки.

Первые единицы были чрезвычайно просты. Более того, для пользования ими зачастую вообще не требовалось специального оборудования: измерительные приборы человек носил с собой.

Палец.

Ладонь.

Стопа.

Локоть.

Шаг.

Надо измерить небольшой предмет — воспользуемся пальцем или ладонью. Кусок ткани — локтем. Более значительное расстояние — шагами.

Это не просто красивая легенда о древности. NIST прямо отмечает, что многие ранние меры длины основывались на человеческом теле — пальце, ладони, стопе, руке или шаге. Одной из древнейших известных мер был локоть. В Древнем Египте существовал даже царский локоть, стандартизованный при помощи специальных мерных стержней.

В основе такой метрологии лежал чрезвычайно разумный принцип:

единица измерения должна быть чем-то, что человек способен непосредственно представить и воспроизвести.

Локоть всегда находится при владельце локтя.

Шаг можно сделать.

Стопу можно приложить к земле.

Но у этой системы был очевидный недостаток.

Люди разные.

Локоть одного человека не равен локтю другого. Шаг взрослого отличается от шага ребёнка. Да и после появления официальных локтей величина их могла различаться в разных странах и областях. Источники по истории метрологии прямо указывают на существование нескольких локтей разной величины.

Иными словами, древний путешественник вполне мог столкнуться с удивительным явлением:

переехал в другое государство — а там и локоть другой.

Именно необходимость торговли, строительства и точных расчётов постепенно заставила человечество переходить от местных естественных мер к единым стандартам.

Так началось долгое движение метрологии от человека к абстракции.

2. Естественные единицы никуда не исчезли

Однако было бы ошибкой считать локоть и шаг исключительно пережитками древности.

Мы и сегодня постоянно пользуемся естественными единицами.

Особенно хорошо это видно на кухне.

Чашка. Стакан. Столовая ложка. Чайная ложка. Щепотка. Чуть-чуть.

Некоторые из этих мер впоследствии были строго стандартизованы. Но их происхождение совершенно очевидно: человек брал знакомый предмет или знакомое действие и превращал его в средство измерения.

Причём рядом с достаточно определёнными ложками и чашками прекрасно существуют меры, которые вообще не претендуют на лабораторную точность.

Щепотка соли.

Чуть-чуть перца.

Немного сахара.

Попробуйте объяснить повару, что пользоваться такими выражениями научно недопустимо.

Он, вероятно, продолжит готовить.

И суп от отсутствия международного эталона щепотки обычно не страдает.

Это важное свойство естественной единицы.

Её назначение не всегда заключается в максимальной точности.

Иногда значительно важнее, чтобы она была понятна, удобна и соответствовала масштабу человеческой деятельности.

3. От локтя к скорости света

Современный метр — выдающееся достижение науки.

Он универсален, чрезвычайно точен и не зависит ни от роста короля, ни от длины руки торговца, ни от размера ноги землемера.

Современное определение метра основано на фиксированном значении скорости света в вакууме. Один метр соответствует пути, который свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Для физика это прекрасное определение.

А теперь попробуем объяснить его четырёхлетнему ребёнку.

— Что такое метр?

— Это расстояние, которое свет проходит в вакууме за одну двухсотдевяностодевятимиллионную семьсотдевяностодвухтысячную четыреста пятьдесят восьмую долю секунды.

Ребёнок, вероятно, некоторое время посмотрит на вас, после чего займётся чем-нибудь более понятным.

Конечно, можно показать ему метровую линейку:

— Вот метр.

Но тогда мы уже не объясняем, что такое метр. Мы показываем предмет длиной в один метр.

Получается любопытный исторический парадокс.

Чем совершеннее становилась единица измерения с точки зрения науки, тем дальше она удалялась от непосредственного человеческого опыта.

Древний человек прекрасно понимал собственный локоть.

Современный человек пользуется метром всю жизнь, но лишь немногие способны воспроизвести его официальное определение.

Возникает естественное желание вернуть бытовой единице длины её человеческую наглядность.

4. Вокругдиван

Для этой цели предлагается новая бытовая единица длины:

вокругдиван, сокращённо ВД.

Стандартное значение принимается равным:

1 ВД = 60 футов = 18,288 метра ; 30 обычных шагов.

Тридцать шагов здесь являются естественным бытовым приближением. Строгое значение стандартного ВД задаётся через 60 футов.

Но численное значение — лишь формальная сторона дела.

Главное достоинство ВД заключается в чрезвычайной простоте его человеческого определения:

один ВД — один раз вокруг дивана.

Вот это уже можно объяснить ребёнку.

— Что такое один вокругдиван?

— Обойди один раз вокруг дивана.

Ребёнок пошёл, обошёл диван и вернулся.

Всё.

Определение не просто услышано.

Оно немедленно экспериментально проверено.

Вокругдиван тем самым возвращается к первоначальной философии метрологии: хорошая бытовая мера должна быть связана с действием, которое человек способен выполнить самостоятельно.

5. Стандартный и местный ВД

Против новой единицы немедленно возникает серьёзное возражение:

диваны-то разные.

Совершенно справедливо.

Одни диваны большие, другие маленькие. В одном доме диван можно обойти почти вплотную, в другом приходится одновременно обходить кресло, журнальный столик, торшер и спящего на дороге кота.

Да и шаги у людей неодинаковы.

Следовательно, бытовой вокругдиван не обладает абсолютной точностью.

Но этим недостатком грешат практически все естественные единицы.

Локти различаются.

Стопы различаются.

Шаги различаются.

Стаканы тоже бывают разные.

Даже щепотка зависит от размеров пальцев щиплющего.

Поэтому неточность ВД — не особый его недостаток.

Напротив, это признак его благородного происхождения из древнего семейства естественных мер.

Следует различать два понятия.

Стандартный ВД равен 60 футам, то есть 18,288 метра.

Местный ВД — реальный путь вокруг конкретного дивана в конкретном помещении.

Местный ВД можно один раз измерить, после чего пользоваться им годами. Пока диван стоит на месте, местная система мер обладает удивительной стабильностью.

Таким образом, ВД является естественной локальной единицей длины.

И ничего позорного в слове «локальная» нет.

Древний человек тоже жил не в Международном бюро мер и весов. Он жил в конкретном городе, пользовался конкретным локтем и прекрасно понимал, что имеет в виду.

6. У каждой единицы есть своя область жизни

Здесь проявляется ещё одно существенное свойство естественных мер.

Каждая из них имеет разумную область применения.

Локтем удобно измерить стол или кусок ткани.

Шагами — комнату, двор или небольшое поле.

Чайной ложкой — лекарство или сахар.

Щепоткой — соль.

Но никому в голову не приходит измерять расстояние от Земли до Луны в локтях.

Математически это совершенно возможно.

Практически — бессмысленно.

То же самое относится к новой единице массы, которую предлагается назвать чутчуть.

Для определённости введём бытовой стандарт:

1 стандартный чутчуть ; 0,5 грамма.

Это не существующий официальный стандарт, а определение, принимаемое нами в рамках предлагаемой системы естественных мер.

Половина грамма — вполне разумный масштаб для кухни.

Можно добавить один чутчуть соли.

Два чутчутя специй.

Полчутчутя чего-нибудь особенно сильного.

Но теоретически ничто не мешает измерять в чутчутях массу Земли.

Масса Земли составляет приблизительно 5,97 ; 10;; килограмма.

Следовательно, она равна примерно

1,19 ; 10;; чутчутей.

Расчёт вполне корректен.

Но никто в здравом уме не скажет:

— Масса Земли составляет примерно двенадцать октиллионов чутчутей.

Именно в этом проявляется важный принцип:

единица может быть математически универсальной, но практически локальной.

Величина сама по себе ещё не делает единицу удобной.

Нужно учитывать масштаб человеческой задачи.

Чутчуть хорош на кухне.

Вокругдиван хорош для человеческой ходьбы.

А масса Земли пусть всё-таки остаётся в килограммах.

7. Небольшое отступление о фундаментальных константах

Число чутчутей в массе Земли неожиданно выводит нас к очень большим числам и позволяет вспомнить знаменитую постоянную Авогадро.

Точное значение постоянной Авогадро в современной СИ составляет

6,02214076 ; 10;; на моль.

Таким образом, число чутчутей в массе Земли примерно в 19 800 раз больше численного значения постоянной Авогадро.

Есть и ещё одно любопытное обстоятельство.

Среди определяющих констант СИ фигурирует элементарный электрический заряд:

1,602176634 ; 10;;; кулона.

Обе константы — Авогадро и элементарного заряда — теперь имеют в СИ точно фиксированные численные значения.

Внимательный исследователь немедленно заметит заманчивые комбинации одних и тех же цифр — 1, 6, 0, 2 — в записи фундаментальных физических констант.

Является ли это случайностью?

Современная физика утверждает, что никаких оснований видеть здесь глубокую связь пока нет.

Теория вокругдивана занимает более осторожную позицию:

вопрос требует дальнейшего изучения.

8. Научно-литературное происхождение ВД

У вокругдивана имеется ещё одно серьёзное преимущество.

Термин имеет русскую литературную родословную.

В 1964 году Аркадий и Борис Стругацкие опубликовали «Суету вокруг дивана» — первую часть будущей повести «Понедельник начинается в субботу».

Причём особенно ценен для нашей темы подзаголовок:

«Сказка для научных работников младшего возраста».

Библиография Стругацких действительно фиксирует публикацию «Суеты вокруг дивана» в 1964 году именно как первой части будущей повести.

Таким образом, выражение «вокруг дивана» получило литературно-научную санкцию более шестидесяти лет назад.

Стругацкие ввели словесную конструкцию.

Оставалось лишь придать ей размерность.

Но особенно существенно другое.

Они не просто написали «Вокруг дивана».

Они написали:

«Суета вокруг дивана».

Тем самым за шесть десятилетий до появления новой метрологической системы они назвали ещё один её важнейший параметр.

9. Суета единицы измерения

Традиционная метрология характеризует единицу её величиной, точностью, воспроизводимостью и погрешностью.

Для описания человеческой жизни этого недостаточно.

Предлагается поэтому ввести ещё одну характеристику:

суету единицы измерения.

Под суетой будем понимать количество человеческих действий, хлопот и практических усилий, необходимых для воспроизведения данной единицы.

Пока суета вводится как качественный параметр. Её строгая численная шкала является предметом дальнейших исследований.

Возьмём локоть.

Суета локтя невелика. Локоть находится непосредственно при измеряющем.

Невелика и суета шага. Надо просто сделать шаг.

Минимальна суета щепотки: достаточно иметь измеряемое вещество и два пальца.

Несколько сложнее обстоит дело с аршином. Требуется либо соответствующий эталон, либо знание его величины.

Возникает суета аршина, или, что звучит значительно естественнее по-русски, аршинная суета.

Существует и суета метра.

Если рядом лежит рулетка, она невелика.

Но попробуйте воспроизвести метр непосредственно из его современного фундаментального определения — и суета резко возрастёт. Метр определяется через скорость света и секунду, а современная секунда, в свою очередь, связана с частотой перехода атома цезия-133.

И наконец мы приходим к суете вокругдивана.

Здесь наблюдается уникальное совпадение названия и физического смысла.

Чтобы практически воспроизвести один ВД, человеку действительно необходимо некоторое время посуетиться вокруг дивана.

Литературная метафора превращается в метрологический термин.

10. ВД как мера человеческого движения

Особенно удобен вокругдиван при описании человеческой жизни.

Скорость света естественно измерять метрами в секунду.

Скорость автомобиля — километрами или милями в час.

Но человек живёт в совершенно другом диапазоне скоростей.

Для него естественной единицей оказывается ВД в минуту.

При стандартном ВД, равном 18,288 метра, получаем:

Темп Скорость Практическое значение
3 ВД в минуту около 3,3 км/ч спокойная ходьба
4 ВД в минуту около 4,4 км/ч ускоренная ходьба
6 ВД в минуту около 6,6 км/ч уже бег

И здесь обнаруживается важное преимущество новой единицы.

Человек способен почувствовать число.

Фраза:

«скорость 4,4 километра в час»

сама по себе мало что говорит человеку, который не привык постоянно переводить скорость в ощущения собственного тела.

А выражение:

«четыре вокругдивана в минуту»

сразу создаёт двигательную картину.

Три ВД в минуту — спокойно идём.

Четыре — надо пошевеливаться.

Шесть — ходьбой уже не отделаешься, придётся бежать.

ВД становится не только единицей длины, но и удобной единицей темпа человеческого движения.

11. Одинаковое расстояние — разная суета

Понятие суеты позволяет сделать ещё один шаг.

Представим двух людей.

Первый спокойно прошёл десять ВД, наслаждаясь прогулкой, разглядывая деревья и беседуя с приятелем.

Второй преодолел те же десять ВД, потому что опаздывал на самолёт.

С точки зрения обычной метрологии они прошли одинаковое расстояние.

Возможно, даже за одинаковое время.

Но любой человек понимает, что происходившее с ними было совершенно различным.

Суета была разная.

Следовательно, два движения могут совпадать по расстоянию и даже по времени, но существенно отличаться по суете.

Это позволяет вернуть в систему измерений то, что физика совершенно сознательно из неё исключает, — человека, совершающего движение.

Длина говорит, сколько пространства пройдено.

Время — сколько продолжалось движение.

Скорость связывает одно с другим.

А суета говорит о том, как всё это происходило с человеком.

Это уже не просто метрология пространства.

Это в некотором смысле

метрология существования.

12. Заключение

История измерений началась с вещей, непосредственно понятных человеку.

Палец.

Ладонь.

Локоть.

Стопа.

Шаг.

Позднее к этому огромному семейству естественных мер добавились чашки, стаканы, столовые и чайные ложки, щепотки, «немного» и «чуть-чуть».

Наука постепенно заменяла местные и неточные меры универсальными стандартами.

Это было необходимо.

Современная метрология благодаря этому достигла точности, совершенно немыслимой для древнего землемера с локтем.

Но вместе с неточностью естественных единиц была частично утрачена их замечательная наглядность.

Вокругдиван возвращает единицу измерения человеку.

Его стандартное значение:

1 ВД = 60 футов = 18,288 метра ; 30 шагов.

Его бытовое определение:

1 ВД — один раз вокруг дивана.

Местный ВД может несколько отличаться от стандартного — точно так же, как исторические локти, шаги и другие естественные меры отличались друг от друга.

У ВД имеется своя естественная область применения.

Расстояния человеческой жизни.

Комната.

Дом.

Двор.

Прогулка.

Ходьба.

Бег.

Для массы предлагается родственная естественная единица — чутчуть, условно принимаемая равной примерно половине грамма.

Наконец, наряду с величиной единицы вводится дополнительный параметр — суета.

Есть суета метра.

Есть суета локтя.

Есть аршинная суета.

Есть суета чутчутя.

Но только одна единица получила название своей суеты ещё до собственного научного рождения.

В 1964 году братья Стругацкие написали «Суету вокруг дивана».

Понадобилось более шестидесяти лет, чтобы понять:

речь шла не только о литературе.

Речь шла о метрологии.