BM: Người Pháp tạo ra tiểu chuẩn đo lường mét thế nào?

Thanh chuẩn đo lường 1 mét, được xác định vào năm 1797, hiện gắn tại 36 rue de Vaugirard, Paris, Pháp

Ngoài mặt tiền trụ sở Bộ Tư pháp ở Paris, ở phía dưới một cửa sổ ở tầng trệt là một phiến đá cẩm thạch có khắc một đường kẻ ngang và chữ 'MÈTRE'.

Khó mà thấy được nó ở Quảng trường Vendôme hoành tráng: thật ra, trong số tất cả các du khách có mặt trên quảng trường, tôi là người duy nhất dừng lại và nghiền ngẫm nó.

Nhưng phiến đá này là một trong số 'mètre étalons' (thanh mét chuẩn) còn lại vốn đã từng được đặt ở khắp nơi trong thành phố hơn 200 năm trước đây trong nỗ lực cho ra đời một hệ thống đo lường mới và phổ quát.

Và đó chỉ là một trong số nhiều địa điểm ở Paris cho chúng ta thấy về lịch sử lâu đời và lý thú của hệ mét.

Mục tiêu của Cách mạng Pháp

"Đo lường là một trong những điều bình thường và tầm thường nhất, nhưng thật sự chính những gì mà chúng ta xem là hiển nhiên lại là những câu chuyện hấp dẫn nhất và có lịch sử gây tranh cãi," Tiến sỹ Ken Alder, giáo sư lịch sử thuộc Đại học Northwestern và là tác giả của cuốn 'Đo lường Mọi thứ' - cuốn sách về sự ra đời của hệ mét, nói.

Nhìn chung, chúng ta không để ý đến đo lường bởi vì nó gần như là giống nhau ở bất cứ mọi nơi chúng ta đến. Ngày nay, hệ mét, vốn được tạo ra ở Pháp, là hệ đo lường chính thức của mọi quốc gia trên thế giới ngoài trừ ba nước: Mỹ, Liberia và Miến Điện.

Ngay cả thế, hệ mét vẫn được sử dụng cho những mục đích như giao thương toàn cầu.

Tuy nhiên, hãy hình dung một thế giới mà mỗi khi bạn đi đến một nơi bạn phải thực hiện chuyển đổi đo lường khác nhau giống như đối với tiền tệ.

Đó là thực tế trước Cách mạng Pháp vào cuối thế kỷ 18 khi mà trọng lượng và đo lường khác nhau không chỉ từ nước này sang nước khác mà còn trong từng nước.

Chỉ riêng ở Pháp, trong thời Chế độ Cũ (Ancien Régime) người ta ước tính có đến ít nhất 250.000 đơn vị đo lường và trọng lượng khác nhau được lưu hành.

Chỉ riêng ở Pháp, trong thời Chế độ Cũ (Ancien Régime) người ta ước tính có đến ít nhất 250.000 đơn vị đo lường và trọng lượng khác nhau được lưu hành

Cách mạng Pháp đã làm thay đổi tất cả.

Trong những năm tháng đầy biến động từ năm 1789 cho đến 1799, các nhà cách mạng không chỉ muốn đảo lộn chính trị bằng cách tước đoạt quyền lực ra khỏi tay chế độ quân chủ và Giáo hội mà họ còn muốn thay đổi căn bản xã hội bằng cách đạp đổ những truyền thống và tập quán cũ.

Để thực hiện mục tiêu này, một trong những việc họ làm là đưa ra Bộ Lịch Cộng hòa vào năm 1793 với ngày dài 10 tiếng, mỗi tiếng có 100 phút và mỗi phút có 100 giây.

Bên cạnh loại trừ ảnh hưởng của tôn giáo trong bộ lịch khiến các tín đồ Công giáo khó mà theo dõi những ngày Chủ nhật và các ngày lễ thánh, điều này hợp với mục tiêu của chính quyền cách mạng là áp dụng hệ thống thập phân ở Pháp.

Mặc dù thời gian tính theo thập phân không tồn tại lâu, hệ thống đo lường thập phân mới, vốn là nền tảng của mét và ký lô, vẫn được chúng ta dùng cho đến ngày nay.

Kỳ công trong bảy năm

Nhiệm vụ đưa ra một hệ thống đo lường mới được giao cho những nhà tư tưởng khoa học nổi bật của phong trào Ánh sáng.

Các nhà khoa học này háo hức tạo ra một hệ thống đo lường mới đồng nhất dựa trên lý trí chứ không phải truyền thống hay chính quyền địa phương.

Do đó, quyết định được đưa ra rằng hệ mét chỉ dựa hoàn toàn trên tự nhiên. Nó được tính là một phần mười triệu chiều dài của khoảng cách từ Bắc Cực đến xích đạo.

Đường kinh tuyến chạy từ Bắc Cực đến xích đạo được sử dụng để quyết định chiều dài của đơn vị đo lường mới là đường kinh tuyến Paris.

Đường này cắt ngang trung tâm của tòa nhà Đài Quan sát Thiên văn Paris ở quận 14 và được đánh dấu bằng một dải đồng đè lên nền cẩm thạch trắng của Phòng Kinh tuyến có trần cao hay còn được gọi là phòng Cassini.

Mặc dù Đài Quan sát Thiên văn Paris hiện tại không mở cửa cho công chúng, chúng ta có thể lần theo đường kinh tuyến trong thành phố bằng cách nhìn xung quanh xem có thấy những chiếc dĩa đồng nhỏ trên mặt đất có khắc chữ ARAGO, do nghệ sĩ Hà Lan Jan Dibbets đặt vào vào năm 1994 để tưởng nhớ nhà thiên văn Pháp François Arago, hay không.

Đường kinh tuyến chạy từ Bắc Cực đến xích đạo được sử dụng để quyết định chiều dài của đơn vị đo lường mới là đường kinh tuyến Paris

Đây là đường kinh tuyến mà hai nhà thiên văn học đã lên đường đi đo đạc từ Paris hồi năm 1792.

Jean-Baptiste-Joseph Delambre đi về hướng bắc đến Dunkirk trong khi Pierre Méchain đi về hướng nam đến Barcelona.

Sử dụng những thiết bị tiên tiến nhất thời đó và phương pháp đo tam giác toán học để đo đạc vòng kinh tuyến giữa hai điểm ngang với mặt nước biển này, sau đó loại suy ra khoảng cách giữa Bắc cực và đường xích đạo bằng cách mở rộng vòng kinh tuyến đó ra thành hình elip, hai nhà thiên văn đề ra mục tiêu sẽ tái ngộ ở Paris để xác định được một chuẩn mực đo lường mới phổ quát trong vòng một năm.

Cuối cùng họ đã mất đến bảy năm.

Như Tiến sĩ Alder đã tả chi tiết trong cuốn sách của ông, đo lường vòm kinh tuyến này vào một thời điểm có biến động chính trị và xã hội lớn lao là một kỳ công.

Hai nhà thiên văn học thường xuyên đối mặt với sự nghi ngờ và thù địch; họ được lòng và mất lòng các chính quyền và thậm chí còn bị thương khi làm việc vốn đòi hỏi họ phải leo lên đến những điển cao như chóp nhà thờ.

Ép người dân sử dụng

Điện Pantheon, vốn do Vua Louis XV cho xây để làm nhà thờ, đã trở thành trạm đo đạc trung tâm ở Paris mà từ mái vòm ở đây Delambre đã đo khoảng cách tam giác tất cả các điểm trong thành phố.

Ngày nay, nó trở thành lăng mộ của vinh những anh hùng của nền cộng hòa, như Voltaire, René Descartes và Victor Hugo. Nhưng vào thời của Delambre, nó từng là một lăng mộ khác - một viện lưu trữ tất cả các đơn vị khối lượng và đo lường mà các thành thị trên khắp nước Pháp gửi đến trước khi một hệ thống mới ra đời.

Tuy nhiên bất chấp mọi trình độ kỹ thuật và công sức được vận dụng để xác định đơn vị đo lường mới, không ai muốn dùng nó cả.

Mọi người rất miễn cưỡng từ bỏ hệ thống đo lường cũ bởi vì chúng gắn kết chặt chẽ với những nghi thức, phong tục và kinh tế địa phương.

Chẳng hạn như ell, đơn vị đo vải, nhìn chung được tính bằng chiều rộng của khung cửi ở mỗi địa phương, trong khi đất trồng trọt thì được tính bằng ngày với ý nghĩa diện tích đất mà một nông dân có thể cày cấy được trong bao nhiêu ngày đó.

Chính quyền Paris đã trở nên bực tức trước thái độ không từ bỏ các đơn vị đo lường cũ của người dân đến nỗi họ phái thanh tra cảnh sát đến các khu chợ để thực thi hệ thống mới.

Điện Pantheon ở Parí từng là nơi lưu giữ các hệ đo lường khác nhau trên toàn nước Pháp

Cuối cùng, vào năm 1812, Hoàng đế Napoleon đã từ bỏ hệ mét. Mặc dù nó vẫn được dạy trong các trường học, nhìn chung ông để người dân tự do sử dụng bất cứ đơn vị đo lường nào họ muốn cho đến khi hệ mét được tái lập vào năm 1840.

Theo lời Tiến sĩ Alder, thì "mất khoảng 100 năm trước khi gần như tất cả mọi người dân Pháp bắt đầu sử dụng nó."

Cơ quan quốc tế lâu đời nhất

Điều này không phải là do sự kiên trì của nhà nước.

Nước Pháp lúc đó tiến nhanh chóng vào cuộc cách mạng công nghiệp; vẽ bản đồ cần phải chính xác hơn cho mục đích quân sự; và vào năm 1851, Đại Triển lãm Thế giới đã diễn ra để cho các nước giới thiệu và so sánh các kiến thức công nghiệp và khoa học.

Đương nhiên, đó là một công việc rắc rối trừ phi có hệ thống đo lường chuẩn mực, rõ ràng như là mét và ký lô.

Chẳng hạn như, Tháp Eiffel được xây vào 1889 nhân dịp Triển lãm Hoàn vũ ở Paris và, ở độ cao 324 mét, đó là công trình cao nhất do con người xây dựng vào thời điểm đó.

Tất cả những điều này đã giúp hình thành một trong những cơ quan quốc tế lâu đời nhất thế giới: Cơ quan Trọng lượng và Đo lường Quốc tế (BIPM).

Nằm ở khu ngoại ô yên tĩnh Sèvres của Paris, BIPM được bao quanh bởi các khu vườn được tạo cảnh quan và một công viên. Bề ngoài không có vẻ gì là hoành tráng của nó một lần nữa khiến tôi nhớ lại mètre étalon ở Quảng trường Place Vendôme; nó có nằm khuất ở đâu đó nhưng nó có vai trò thiết yếu đối với thế giới chúng ta sống ngày nay.

BIPM là nơi lưu giữ chuẩn gốc hệ mét và kilogram

Được thành lập với mục đích ban đầu là để giữ gìn các chuẩn mực đo lường quốc tế, BIPM thúc đẩy tính đồng nhất của bảy đơn vị đo lường quốc tế trong đó có mét và ký lô.

Đây là nơi lưu giữ thanh mét mẹ chuẩn bằng platinum vốn được sử dụng để đo và nhân ra những bản sao một cách cẩn thận. Những bản sao này sau đó được gửi đi đến các thủ đô trên thế giới.

Vào những năm 1960, BIPM định nghĩa lại mét theo ánh sáng để giúp nó được chính xác hơn bao giờ hết. Giờ đây khi được xác định bằng những định luật vật lý phổ quát cuối cùng nó cũng trở thành đơn vị thật sự dựa trên tự nhiên.

Tòa nhà ở Sèvres cũng là nơi đặt kilogram nguyên thủy vốn được đặt trong ba cái chum hình chuông chụp xuống trong một hầm dưới lòng đất và chỉ có thể mở được bằng ba chiếc chìa khóa khác nhau do ba người khác nhau giữ.

Cũng giống như mét, kilogram gốc có kích thước nhỏ, hình trụ được chế tạo bằng hợp kim platinum-iridium này cũng sẽ được BIMP xác định lại theo tự nhiên vào tháng 11 này - cụ thể là số lượng cơ học lượng tử được gọi là hằng số Planck.

Cũng như dự án kinh tuyến vào thế kỷ 18, định nghĩa các đơn vị đo lường tiếp tục là một trong thách thức quan trọng nhất và khó khăn nhất của nhân loại.

Trong lúc tôi leo cao hơn nữa lên ngọn đồi của công viên bao quanh BIPM và nhìn ra quang cảnh Paris, tôi đã nghĩ đến cấu trúc đo lường làm nền tảng cho toàn bộ thành phố.

Những máy móc dùng trong xây dựng, giao thương và mua bán trong thành phố, lượng thuốc chính xác, hay lượng xạ trị chính xác trong chữa trị ung thư được điều phối ở các bệnh viện.

Điều bắt đầu với mét đã hình thành nền tảng của kinh tế hiện đại của chúng ta và dẫn đến toàn cầu hóa. Nó tạo điều kiện cho kỹ thuật chính xác cao và tiếp tục đóng vai trò thiết yếu cho khoa học và nghiên cứu, giúp phát triển hiểu biết của chúng ta về vũ trụ.

Madhvi Ramani