البشر حيوانات التي تقيس الأشياء. اتصل بنا هومو مينسورا. نحن مجبرون على القياس الكمي، ولآلاف السنين كنا نخترع طرقًا جديدة للقيام بذلك. بالنسبة لأي شيء يمكن أن يخطر ببالك، هناك جهاز لقياسه — بدءًا من مقاييس ضغط الدم وحتى مقاييس الطيف الضوئي الفلورية. وبالطبع لا يوجد هذا صحيح أكثر مما هو عليه في العلم. حسنًا، العلوم والبيسبول.
يبني الفيزيائيون نماذج لشرح كيفية عمل العالم. وقد تكون معادلة مثل قانون الغاز المثالي: PV = nRT. يخبرنا هذا، على سبيل المثال، أنه إذا ضاعفت درجة حرارة الغاز (T)، وتساوي جميع العوامل الأخرى، فإن ضغط الغاز (P) سيتضاعف. ولكن لمعرفة ما إذا كان النموذج شرعيًا، أو على الأقل مفيدًا، نحتاج إلى الحصول على بعض القيم الواقعية والتحقق من صحة المعادلة. النمذجة والقياس، والقياس والنمذجة – هذا هو العلم باختصار.
وبطبيعة الحال، لدينا اليوم بعض الأدوات الرائعة لهذا الغرض. لكنني سأخبرك بسر صغير: مع كل أدواتنا الرائعة، لا يزال القياس يعتمد إما على المقارنة أو العد. وبهذا المعنى، لم يتغير الأمر كثيرًا منذ أن بنى نوح سفينته من ورقة مواصفات بالأذرع، أي طول ساعد الإنسان من المرفق إلى طرف الإصبع. اسمحوا لي أن تظهر لك ما أعنيه.
قياس الطول
سأبدأ بقياس استخدمه الجميع في مرحلة ما: الطول أو المسافة. يبدو الأمر بسيطا، أليس كذلك؟ إذا أردت معرفة طول قلم الرصاص، ضعه بجوار المسطرة. هناك، 18.7 سم. (نعم، في العلوم نحن على الذي – التي جانب الحاكم.)
ما تفعله هنا هو مقارنة طول قلم الرصاص وطول المسطرة جنبًا إلى جنب. (بالطبع هذا يثير مشكلة أخرى: كيف يمكنك معرفة ما إذا كانت المسطرة التي اشتريتها عبر الإنترنت دقيقة؟ هذه مناقشة أخرى تمامًا حول المعايير. يمكننا تأجيل ذلك ليوم آخر.)
تم إجراء المقارنة الأكثر غرابة على الإطلاق في عام 1958 عندما شرعت مجموعة من طلاب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في العثور على طول جسر فوق نهر تشارلز. لقد جعلوا أقصر عضو في مجموعتهم، أوليفر سموت (5’7 ″، أو 170 سم)، يستلقي بشكل متكرر، ويحدد الرصيف بالطباشير، على طول الطريق، ووجدوا أن الجسر يبلغ 364.4 سموت، “زائد أو أخذ أذن”.
(لا يمكنك اختلاق هذه الأشياء: أصبح سموت رئيسًا للمعهد الوطني الأمريكي للمعايير ثم المنظمة الدولية للمعايير لاحقًا. وتم تنقيح تعريف سموت في عام 2015، عندما كشفت الأدلة الفوتوغرافية أن مكانته تضاءلت بمقدار 3 سنتيمترات في سن 75 عامًا).
على أية حال، تبين أن قياس الطول أو المسافة بالمقارنة هو الطريقة الأكثر شيوعاً المستخدمة في الأجهزة التناظرية.
قياسات المسافة الأخرى
على سبيل المثال، ماذا عن الوقت؟ واحدة من أقدم أجهزة قياس الوقت هي الساعة الشمسية، والتي اخترعها اليونانيون القدماء بشكلها المألوف. ولها شفرة مثلثة تسمى أ عقرب الساعةوقرص مسطح به أرقام حول محيط الساعة.
