Nasıl Standartlaştık? Metrik Sisteminin Tarihi

Metrik sistemi, ilk olarak 1795 yılında Fransızlar tarafından tanıtılan ondalık tabanlı bir ölçüm sistemidir. Sistem, birimlerin matematiksel olarak birbirine bağlanabilmesi, dönüşümlerin ve hesaplamaların çok daha kolay yapılabilmesi için tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem, Fransız İhtilali ve Napolyon Bonapart’ın etkisiyle Avrupa’ya ve dünyanın geri kalanına hızla yayılmıştır. Amerika Birleşik Devletleri, dünyada hala metrik sistemi kullanmayan üç ülkeden biridir. (Diğer iki ülke ise Liberya ve Myanmar’dır.) Metre gibi evrensel olarak kabul görmüş bir ölçü birimi, binlerce kilometrelik coğrafya ile birbirinden ayrılmış bilim insanlarının yan yana oturuyorlarmış gibi birlikte çalışabilmelerini sağlar.

Metrik sistemden önce dünya, en azından matematiksel olarak çok parçalı bir yerdi. Ölçü birimleri, takvimler vs. dünyanın her yerinde farklıydı. Eski dönemlerde sayı sistemleri bile oldukça farklıydı. Dünya genelinde Hindu-Arap ondalık sistemi benimsendi. Ama hala ölçüm sorunları bitmemişti. Herkesin aynı kulaca, aynı adıma sahip olmasını bekleyemezsiniz.

Ölçüm sistemleri bir gecede değiştirilebilecek bir şey değildi. Eski alışkanlıkları değiştirmek kolay olmadı. Bunun için bir toplumu yıkıp yeniden inşa etmek gerekiyordu. Neyse ki Fransa, metrik sistemi başlatmak için bir fırsata –tam anlamıyla anarşik bir ortama- sahipti. Bu fırsat Fransız Devrimi’ydi. Devrimciler standart bir sistemin Fransa’ya yardımcı olacağını düşünüyorlardı. Çünkü vergi tahsildarları ölçü birimlerinden yaralanarak halkı kandırıyordu. Fransa’nın farklı bölgelerinin farklı ölçüm sistemlerine sahip olması karışıklığa sebep oluyordu.

"The Measure of All Things" kitabının yazarı Ken Adler'e göre, o dönemde Fransa'da yaklaşık 250.000 farklı ağırlık ve ölçü birimi kullanılmaktaydı bu durum evrensel olarak kabul gören bir ölçü birimine ne kadar ihtiyaç duyulduğunun bir göstergesiydi. Devrimciler, toplumun herkes için daha adil ve rasyonel olmasını istiyordu. Bu nedenle bilim akademisi toplandı. Tamamen gelenek dışı kullanım yerine birimlerin matematiksel olarak birbirine bağlı olduğu bir sistem oluşturmaya karar verdi. Bunu yapmak için de, kültürler arası değişmeyen tek bir temel birim seçtiler: Dünya’nın ekvatorunun Kuzey Kutbuna olan uzaklığı. Başlangıçta standart bir ölçü birimi keşfetmek için önerilen iki yöntem vardı: İlki yarım periyodu bir saniye olan bir sarkaç içeriyordu. Alternatif fikir ise Dünya meridyeninin bir çeyreğinin uzunluğunu bulmak ve bunu 10 milyona bölmekti. Fransız bilim akademisi ise ikincisini tercih etti.

1791 yılında bu birimi türetmek için bir yöntem üzerine anlaşmaya varılmış olsa da, Dünya’nın meridyeninin bir çeyreğinin tam uzaklığı o zamanlar bilinmiyordu. Bunu keşfetmek için dönemin iki önemli Fransız astronomu Pierre Mechain ve Jean-Baptiste Delambre, Dunkirk ve Barselona arasındaki Dünya meridyeninin uzunluğunu hesaplamak üzere Paris’ten zıt yönlere gönderildi.

İki astronomun bir yıldan biraz fazla sürmesini düşündükleri bu çalışma 7 yıl sürmüştür. Ken Adler’in yukarıda bahsi geçen kitabının başlığı da buradan gelmektedir. Bu kadar uzun sürmesinin pek çok sebebi vardır. Yedi yılın sonunda gerekli ölçümleri yaptılar. Ancak bir sorun vardı: Mechain meridyeni haritalama sürecinin çok başlarında bir hata yaptı ve bu hata sonradan fark edildi. Dünya’nın dönüşünün düzgün olmayan bir şekil oluşturduğunu hesaba katmamıştı. Sonuç olarak bu durum istenmeden de olsa tüm sonucu çok küçük bir farkla saptırdı. Mechain bu hatasını düzeltmeye çalışırken sarı hummaya yakalandı ve öldü ve bu durum metrenin ilk tanımda belirtilenden yaklaşık 1/5 milimetre kadar farklı olmasıyla sonuçlandı.

Fransızların hala metre diyebilecekleri bir şeye ihtiyaçları vardı, bu yüzden daha az kesin hesaplamalara dayanan birkaç platin çubuk döktürdüler. Hesaplamaları yapanlar geri döndüğünde ve bir metre için tam rakam hesaplandığında, bu sonuca en yakın çubuk bir kasaya yerleştirildi ve bu çubuk 1799'da metre ölçümünün resmi standardı haline geldi. Aynı yılda "Metrik Sistem" olarak adlandırılan bu sistem Fransa genelinde uygulanmaya başlandı.

"Mètre des Archives" olarak bilinen bu platin çubuk aslında birkaç yıl boyunca diğer tüm metrelerin ölçüldüğü gerçek bir ölçüm çubuğu olarak kullanıldı. Ancak, giderek daha fazla ülke metrik sistemi uygulamaya başladıkça, bir metrenin uzunluğunu ayırt etmek için daha etkili, kolayca çoğaltılabilen bir yöntem bulmak için bilim camiası üzerinde baskı hızla arttı. Sonuçta, orijinal platinden dökülen metre çubukları hem hasara hem de genel aşınma ve yıpranmaya meyilliydi. Bu da kimsenin diğeriyle tam olarak aynı tanımı kullandığından emin olamamasına neden oluyordu.

Fakat yeni ölçülere harcanan o kadar emeğe ve ustalığa rağmen insanlar alışkın oldukları eski ölçüleri bırakmak istemiyor, yeniye şüpheyle bakıyordu. Parisli yetkililer yeni sistemi yaygınlaştırmak amacıyla alışveriş yapılan yerlere müfettiş gönderiyordu. 1812'de Napolyon metrik sistemi bırakıp eski ölçülere döndü. 1840'ta yeniden metrik sistem getirildi. Ancak Fransa'da herkesin bu sisteme geçmesi 100 yıl sürdü. Bunun nedeni sadece devletin ısrarlı çabaları değildi. Fransa hızla endüstri devrimine doğru yol alıyordu. Askeri amaçlı haritalar doğruluk payı yüksek ölçümler gerektiriyordu.

Bu karışıklıkla mücadele etmek ve metre için evrensel olarak üzerinde anlaşmaya varılmış bir standardın düzenlenebilmesi için, iki düzineden fazla ülkeden temsilciler Paris'teki Uluslararası Metre Komisyonuna katılmaya davet edildi. Bu temsilciler 1870-1872 yılları arasında birkaç kez bir araya gelerek %90 platin ve %10 iridyumdan oluşan ve herkesin ölçtüğü yeni standart haline gelecek olan birkaç yeni "metrik prototipin" dökümüne karar verdiler.

1889'daki Dünya Fuarı için Paris'te Eyfel Kulesi inşa edildiğinde 324 metre ile dünyanın en yüksek yapısı ortaya çıkmış oldu. Bütün bu gelişmeler dünyanın en eski uluslararası kurumunu gündeme getirdi: Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Birimleri Bürosu (BIPM).

Paris'in batısındaki Sèvres bölgesinde yer alan Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Birimleri Bürosu aynı zamanda özel koruma altındaki ilk kilogramı saklıyor. Platin ve iridyum alaşımından yapılma silindir şeklindeki bu orijinal kilograma da kuantum fiziği temel alınarak yeni tanımlama getirildi. 2018 Kasım ayından itibaren Planck sabiti olarak bilinen mekanik nicelik esas alınmaya başlandı.