Мысль эта настолько поразила тогда Дмитрия Ивановича, что на первом съезде русских естествоиспытателей, начавшемся в конце того же 1867 года в Петербурге, он счел необходимым выступить с «Заявлением о метрической, системе».
«Число, выраженное десятичным знаком, — говорил он, — прочтет и немец, и русский, и араб, и янки одинаково, но живое значение цифр для них чересчур разнообразно… Так, фунт неодинаков — английский, рейнский, венский, валахский, испанский, китайский, даже и рижский, ревельский, курляндский. Давно стремятся установить однообразие в этом отношении… Система, пригодная для этой цели, должна быть прежде всего десятичною, потом вес меры в ней должны одна от другой происходить… Такова метрическая система, составленная во времена первой республики французскими и иностранными учеными».
Указав, что метрическая система уже принята Францией, Бельгией, Голландией, Испанией, Италией, Португалией, Грецией, Мексикой, Чили, Бразилией и другими республиками Южной Америки, Дмитрий Иванович выразил уверенность в том, что и Россия рано или поздно последует их примеру. Поэтому он призвал участников съезда широко применять метрическую систему в своих научных исследованиях и всячески пропагандировать ее в своей педагогической деятельности. Но тридцать лет спустя, когда его мнение о достоинствах той или иной системы мер и весов было в России, по сути дела, решающим, он высказывался в пользу метрической системы уже не так категорично, как в молодости. «Я великий поклонник метрической системы, — писал он в 1896 году, — но еще больший поклонник русского народа и его исторических условий… Я знаю, что казенное ведомство может очень легко приказать циркуляром такую-то систему употреблять. Но дело в том, как вот народ к этому отнесется».
Занявшись в 1892 году метрологией по долгу службы, изучив историю дела, вникнув в достоинства и недостатки различных систем, Дмитрий Иванович понял, что введение новой системы мер и весов — вопрос не только научный и технический, но и экономический, политический и даже дипломатический. В наши дни, когда мы привычно произносим «килограмм», «сантиметр», «литр», трудно представить себе те мучительные, драматические обстоятельства, в которых рождалась метрическая система.
XVIII век, устами энциклопедистов кичливо провозгласивший себя веком разума, остался верен себе даже в выработке системы мер и весов. Обычай королей давать подданным эталоны, исходя из длины своей ступни или локтя, был смешон рационалистам XVIII столетия. Они считали, что система должна быть естественной, то есть построенной на единице, взятой из природы. Скажем, почему бы за единицу длины не принять, длину секундного маятника — маятника, период одного колебания которого равен одной секунде? Именно такой принцип установления системы мер предлагал в XVII веке голландский ученый X. Гюйгенс — великий знаток маятников. Его современник француз Г. Мутон предлагал другую естественную единицу — часть дуги меридиана с разбивкой ее на десятые, сотые, тысячные и т. д. доли. Именно эти две идеи были предложены Национальному собранию революционной Франции.
Поначалу дело клонилось к выбору секундного маятника, но к 1790 году уже было известно, что период колебания такого маятника зависит от географической широты, на которой он находится, от формы земного шара и некоторых других трудно учитываемых факторов. Поэтому в конечном итоге выбор комиссии Французской академии наук остановился на предложении Мутона. 26 марта 1791 года Национальное собрание, считая, что единственный способ распространить универсальную систему мер и весов среди других нации — «это избрать единицу, которая в своем определении не содержала бы ничего произвольного к ничего говорящего об особом положении какого-либо народа на земном шаре», постановило отправить научную экспедицию для измерения части дуги парижского меридиана между Дюнкерком и Барселоной.
Пока крупнейшие математики и астрономы сооружали приборы и производили геодезические съемки на уже охваченных войной территориях, хозяйство и торговля Франции задыхались от неурядиц с мерами и весами и готовы были согласиться на принятие любых, самых произвольных мер емкости и поверхности, лишь бы они были едиными для всей страны. 1 августа 1793 года в Конвенте проходит декрет о метрической системе, в котором невнятно и глухо говорится о ее теоретических достоинствах, главный же упор делается на то, что она призвана сплотить Францию в единое целое, положить конец спекуляции на старых мерах и уничтожить «ненавистные остатки тирании». Система была в теории разработана очень логично. За единицу длины принимался метр — одна сорокамиллионная часть парижского меридиана. За единицу массы — килограмм — масса одного кубического дециметра дистиллированной воды при 4 градусах Цельсия и при взвешивании в вакууме.
Но, увы, под декретом Национального собрания не было прочного фундамента практической подготовки, не было системы эталонов, не было кадров квалифицированных поверителей и нужного количества точных приборов. Лишь к 1799 году изготовленные платиновые прототипы метра и килограмма утверждены в качестве основных эталонов и сданы в архив на хранение. И хотя завершение всей этой гигантской работы было увенчано гордым девизом «На все времена и для всех народов», не только другие народы, но и сами французы не очень-то торопились принять метрическую систему, которая в скором времени оказалась почти забытой. Надо сказать откровенно, причина такого забвения крылась не только в практических трудностях введения новой системы в повседневную жизнь. Теоретические достоинства, обещанные ее учредителями, оказались в принципе недостижимыми. Так, германский математик Ф. Бессель обнаружил ошибку, допущенную при обработке градусных измерений 1790–1793 годов: длина одной четверти парижского меридиана оказалась равной не 10000000 архивных метров, а 10002286! Это заявление Бесселя вдруг обнаружило те подводные камин, которые таились в «естественности» метрической системы. Ведь по мере возрастания точности геодезических измерений в «естественной» системе необходимо каждый раз заново переделывать все прототипы и вносить неразбериху в промышленность и хозяйство. А если не делать этого и принять архивный метр и килограмм за основные единицы, то от «естественности» системы не оставалось и следа и архивный метр оказывался ничем в принципе не примечательнее мерки, снятой с королевской ступни или локтя.
Далее, предоставив Франции исключительное право хранения архивного метра и килограмма, учредители метрической системы ставили другие страны в зависимость от их дипломатических отношений с Францией. Государства, желающие изготовить точные копии с прототипов для потребностей науки и промышленности, должны были производить сравнения либо через французских чиновников, либо посылать своих ученых с громоздким измерительным оборудованием в Париж. Наконец, неудачным оказался и выбор мягкой, легко стирающейся платины для изготовления эталонов.
Но к 1860-м годам потребность в единой, пускай и не «естественной», системе мер и весов в большинстве стран ощущалась уже так остро, что этот вопрос снова и снова ставится на повестку дня, и внимание ученых снова и снова обращается к метрической системе, обладающей колоссальным достоинством — десятичным делением… На Парижской выставке 1857 года впервые собралась комиссия по мерам и весам, в которую вошли представители от разных наций, и петербургский академик Б. Якоби предложил создать постоянное, прочно поставленное международное бюро для сравнения мер, содержащееся на средства всех стран-участниц. В 1872 году в Париже собралась международная конференция, постановившая создать комиссию, которая должна была изготовить прототипы метра и килограмма как для Международного бюро мер и весов, так и сличенные с ними копии для всех стран-участниц. С 1 января 1876 года в Париже начало функционировать такое бюро, а международная комиссия приступила к долгой и кропотливой работе создания прототипов.
Эталоны метрической системы пришлось изготовлять в консервативной Англии, которая и до сих пор отказывается заменить свои ярды и фунты на метры и килограммы. Искусные мастера фирмы «Джонсон, Маттен и К°» по методу французского химика А. Сент-Клер-Девилля изготовили более твердый и прочный, чем платина, сплав из 90 процентов платины и 10 процентов иридия; сделали из него цилиндры и линейки икс-образного сечения и передали ученым для сличения их с архивными прототипами и между собой. К сентябрю 1889 года 34 эталона метра и 43 эталона килограмма были готовы. Из них один эталон метра и один эталон килограмма были узаконены в качестве международных прототипов, и вместе с двумя контрольными к каждому из них были помещены в подвалах Бретейльского павильона в Сен-Клу близ Парижа, где разместилось Международное бюро мер и весов. Остальные прототипы были разосланы в разные страны в качестве национальных эталонов.
