Архив номеров

Первый русский метролог

Первую треть XIX века называют золотым веком русской поэзии. Но я возьму на себя смелость сказать, что это был золотой век и для русской науки.
Одним из видных и удивительных ученых того времени был Адольф Яковлевич Купфер (1799–1865). Он родился в Митаве (ныне г. Елгава, Латвия) за несколько месяцев до рождения А.С. Пушкина.
А.Я. Купфера можно назвать энциклопедистом – крупнейший физико-химик, минералог, основоположник русской геофизики, создатель первой в мире метеорологической службы, идеолог создания Всемирной метеорологической организации, основоположник русской метрологии. Он был автором более 150 научных трудов в области кристаллографии, минералогии, металловедения, метрологии, земного магнетизма, метеорологии и т. д.

Учёный и путешественник…

Многосторонние способности Адольфа Яковлевича проявились с детства. После окончания гимназии он учился за границей – в университетах Дерпта, Берлина и Геттингена. В эти годы его особенно привлекали минералогия и химия. Он слушал лекции и занимался исследованиями под руководством знаменитых в то время ученых – П. Вейса, Ф. Штромейера и др.
В 1823 г. А.Я. Купфер представил в Берлинскую академию научную работу об измерении углов в кристаллах, подготовленную под руководством знаменитого минералога Р. Гайю, за которую получил премию. Работа эта считается классическим сочинением, в ней проявилось «чрезвычайное остроумие Купфера в приискании простейших и удобнейших методов для исследования трудных и требующих чрезвычайной точности изучения явлений». По признанию отечественных и западноевропейских ученых А.Я. Купфер создал самостоятельную кристаллографическую школу. Позже, в 1831 г. он выпустил в свет «Руководство по вычислительной кристаллографии», принесшее ему славу одного из крупнейших кристаллографов мира.
Во время работы в Париже А.Я. Купфер привлек внимание французского физика и астронома Ф. Араго и немецкого естествоиспытателя, географа и путешественника А. Гумбольдта как талантливый исследователь, смело ищущий новые пути во многих разделах естественных наук. Это знакомство предопределило ход научной карьеры Купфера и продолжалось как сотрудничество всю их жизнь.
Широта научных интересов и изысканий А.Я. Купфера поражает. 
В 1824–1828 годах он возглавлял кафедру химии и физики в Казанском университете. Одновременно заведовал физическим кабинетом, химической лабораторией, а некоторое время и «минеральным» и «естественным» кабинетами, читал лекции по химии, физике, минералогии и даже ботанике (после А.Я. Купфера курс физики в университете читал Н.И. Лобачевский).
В Казани Купфер продолжал исследования в области кристаллографии и первым предположил наличие связи между химическим составом, удельным весом и формой кристалла, за что удостоился звания члена-корреспондента Петербургской академии наук. В 1828 г. А.Я. Купфер был избран ординарным академиком по минералогии Петербургской академии наук, где возглавил Минералогический музей, а в 1841 г. стал академиком в области физики.
В Казани А.Я. Купфер начал проводить работы по земному магнетизму. Исследования магнитного склонения стали одним из его главных дел.
Ещё перед отъездом в Казань А. Купфер и Ф. Араго договорились вести одновременные измерения магнитного склонения в Париже и Казани. В результате была основана казанская магнитная обсерватория. В 1829 г. по ходатайству А. Гумбольдта, имевшего влияние при российском дворе, возникла академическая магнитная обсерватория в Санкт-Петербурге. Результаты экспериментов с одновременными измерениями магнитного склонения в разных городах показали необходимость создания в разных точках страны единой геофизической сети, управляемой из одного центра, снабженной однотипными приборами и ведущей наблюдения по одной методике.
Петербургская магнитная обсерватория (называемая тогда «магнетической») была построена под руководством А.Я. Купфера за северной стеной Петропавловской крепости. Она сооружалась «без железа» и состояла из двух комнат, небольшой прихожей и зала для наблюдений с прочно установленными на грунте каменными столбами, «уединенными как от стен обсерватории, так и от пола».
Позже, в 1841 г. магнитная обсерватория была перенесена на 23-ю линию Васильевского острова в одно из помещений Горного корпуса, объединена с метеорологической и получила название магнитно-метеорологической обсерватории. Лаборатория не только должна была вести наблюдения, но и снабжать все метеорологические учреждения России проверенными инструментами.
По предложению Академии наук А.Я. Купфер учредил подобные обсерватории в Казани, Николаеве, Ситке (Аляска), Екатеринбурге, Барнауле, Нерчинске, Богословске (ныне Карпинск) и Златоусте.
Одновременными наблюдениями в Петербурге и на временной Николаевской обсерватории на Чёрном море было установлено, что нерегулярные колебания магнитной стрелки – магнитные возмущения – в северных широтах значительнее, чем в южных пределах России.
В это же время по просьбе А.Я. Купфера русский исследователь Северо-Восточной Сибири мореплаватель Ф.П. Врангель провёл ряд ежечасных магнитных наблюдений в Ситке на западном побережье Северной Америки, принадлежащей тогда России. На основании одновременных наблюдений в Петербурге, Николаеве и Ситке Купфером была установлена вторая волна в суточном ходе магнитного склонения.
Самого А.Я. Купфера можно также назвать путешественником. В 1828 г. он совершил путешествие по Южному и Среднему Уралу. Наряду с прочими населёнными пунктами посетил Златоуст, Миасс, Челябинск. Осмотрев Уральские горы в районе Златоуста, выделил три горные цепи – Уреньгу, Большой Таганай и Юрму. Через несколько лет он издал составленную из дневников книгу «Путешествие на Южный Урал, предпринятое в 1828 году», в которой описал быт коренных уральских народов, природные достопримечательности края, некоторые стороны жизни в населённых пунктах Южного Урала.
В 1829 г. Академия наук снарядила специальную экспедицию для обследования района горы Эльбрус. Общее руководство экспедицией было возложено на А.Я. Купфера. Одной из задач экспедиции было измерение магнитного поля в окрестностях горы и на её вершине. С примитивным оборудованием – заступами, верёвками, горными палками, – не имея опыта восхождения, без адаптации на промежуточных высотах, экспедиция 20 июля начала подъём, производя по пути магнитные наблюдения. Магнитными наблюдениями на Эльбрусе было впервые установлено, что с высотой магнитное поле ослабевает. 

Педагог и государственный деятель…

Свою научную деятельность Купфер совмещал с педагогической. В Петербурге он читал лекции в Главном педагогическом институте, Институте корпуса путей сообщения и офицерских классах Института горных инженеров.
В 1841 г. по заданию правительства Купфер произвёл инспекторскую поездку по существующим метеостанциям на востоке России. Был в Барнауле, Нерчинске. Наладил метео- и геофизические наблюдения по единой методике, создал единую российскую сеть метеостанций и обсерваторий.
Много сил и энергии А.Я. Купфер приложил, чтобы добиться учреждения Главной физической обсерватории страны. В частности, в 1836 г. он писал при представлении проекта обсерватории, что «такого заведения, какое я проектирую, в Европе еще нет, и учреждение его составило бы новую эпоху в истории наблюдательских наук, подобно первой астрономической обсерватории в Париже».
В 1849 г. наконец вышло высочайшее соизволение учредить Главную физическую обсерваторию, подчинив её Корпусу горных инженеров. Первым её директором был назначен Адольф Купфер.
Естественным продолжением идеи синхронных измерений было начало метеорологических наблюдений с использованием сети созданных обсерваторий и помощи образованных наблюдателей, снабженных инструментом. Адольф Яковлевич – один из тех людей, с чьими именами связано становление России в качестве великой метеорологической державы. Идея о необходимости создания метеорологического центра России с постоянно действующей сетью обсерваторий и станций носилась в воздухе. Первым человеком, решившимся воплотить её в жизнь, был Адольф Яковлевич Купфер.
Метеорологи нашей страны знают академика А.Я. Купфера прежде всего как человека, открывшего для России международный обмен метеорологическими данными. Он привёл работу отечественной метеорологической службы к единым европейским правилам, объединил разрозненные метеоподразделения нашей страны, создал ряд фундаментальных трудов, разработал десятки руководящих документов для молодой отрасли, перевёл на русский язык множество специальной литературы.
Адольф Яковлевич писал в министерство финансов: «Соответствующие метеорологические наблюдения, производимые в Санкт-Петербурге и Ревеле, доставят нам, быть может, средство предсказывать за несколько часов приближение бурь, производящих наводнения в нашей столице. Бури сии обыкновенно приходят к нам с запада и бывают чувствуемы в Ревеле за несколько часов раньше, чем в Санкт-Петербурге». Ещё во время Крымской войны с февраля 1856 г. Купфер дважды в неделю по телеграфу оповещал гамбургских купцов о погоде в Ревеле и Петербурге. Это было нужно мореплавателям, отправлявшимся в Россию. По окончании войны телеграммы в Гамбург продолжали отсылать за счёт морского ведомства.
Купфер высказал мысль о международном обмене телеграммами со сведениями о погоде и выдвинул идею создания Международного метеорологического комитета, организованного после его смерти, преобразованного затем во Всемирную метеорологическую организацию.
Зимой 1865 г. он договорился о телеграфном обмене между всеми европейскими странами. Фактически объединив службы погоды, Купфер не успел воспользоваться плодами своего труда. В мартовские холода, устанавливая на крыше обсерватории привезённый из Парижа анемограф (самопишущий ветромер), он впервые в жизни простудился и умер от воспаления лёгких, проболев два месяца.

Создатель основ ГСИ

Имя Адольфа Яковлевича Купфера стоит среди первых и в ряду российских метрологов. Для ХIХ в. были характерны централизация метрологической деятельности и начало широкого участия русских учёных в работе международных метрологических организаций.
Вопросы метрологии давно интересовали А.Я. Купфера. Ещё в 1824 г. он начал в Казани и продолжил в Петербурге работу над весом кубического дюйма воды, впоследствии высоко оценённую Д.И. Менделеевым.
Собственно наблюдения в области магнетизма и метеорологии уже были теснейшим образом связаны с метрологией. Магнитные наблюдения требовали измерительных приборов и их поверки. И именно на Купфера была возложена поверка инструментов, посылаемых в обсерватории, и сравнение их с эталонными, «дабы через то установить самое строгое единообразие при наблюдениях». Ещё в 1828 г. было опубликовано описание барометра, конструкцию которого разработал Купфер. Точности работ Купфера содействовал механик Академии наук Т. Гиргенсон. Барометр Купфера-Гиргенсона считался одним из лучших метеорологических приборов XIX века.
Купфер много сделал для того, чтобы заложить основы метрологической системы России. В частности он тщательно изучал европейские нормальные меры и собирал все публикации на эту тему. В Берлине он специально встретился с профессором Ф. Бесселем и тщательно осмотрел изготовленную им нормальную меру длиной в три прусских фута. Эталон был выполнен из стали с наконечниками из сапфира.
В 1827 г. была создана правительственная комиссия образцовых мер и весов «для постановления на неизменных началах системы Российских мер и весов». Комиссия разработала систему основных российских мер, построенную на строгих научных основах, и выполнила большую подготовительную работу по сравнению различных русских и иностранных мер. 11 октября 1835 г. система была узаконена именным указом Николая I «О системе российских мер и весов». Этим указом была установлена система русских мер и весов, которая действовала до введения в нашей стране метрической системы.
Главным исполнителем работ в комиссии для приведения в единообразие российских мер и весов явился ставший ее членом с 1831 г. А.Я. Купфер. Он предложил план введения единой системы мер на всей территории России. Под его руководством была разработана научно обоснованная система российских мер и созданы первые эталоны единиц массы и длины – платиновые фунт и сажень, а также образцовые меры объёма – ведро и четверик. Платиновая сажень была равна семи английским футам, а платиновый фунт практически совпадал по весу с бронзовым золоченым фунтом 1747 г.
Комиссия определилась с отправными единицами мер и приступила к установлению связи между различными единицами измерения при помощи мер длины. По аршину, величина которого была определена комиссией 1736–1742 годов, рекомендовалось в 1745 г. изготовлять «во всем Российском государстве аршины». В соответствии с объёмом четверика, принятым комиссией, во второй половине XVIII в. были изготовлены четверики, полуосьмины и осьмины.
Архивные материалы свидетельствуют о перспективности замыслов, которые предполагала реализовать комиссия. Однако из-за отсутствия средств эти замыслы в то время не были реализованы.
Несмотря на большую значимость работы комиссии и указа «О системе российских мер и весов», они не решали не менее важного вопроса – организации надзора за мерами и весами.
Только спустя несколько лет, 16 июня 1842 г. Николаем I был высочайше утверждён именной Указ, данный Правительствующему сенату «Положение о весах и мерах». Положение установило с 1 января 1845 г. единую систему единиц, обязательную для применения во всех частях Российской империи, и заложило основы Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) в ­России.
После принятия Положения 1842 г. Комиссия по мерам и весам была ликвидирована, а её материалы были переданы в новую организацию – Депо образцовых мер и приборов – первое государственное централизованное метрологическое и поверочное учреждение. Депо было организовано при Петербургском монетном дворе. Основателем Депо и первым учёным-хранителем был академик Адольф Яковлевич Купфер. Депо располагалось на территории Петропавловской крепости в специально построенном «несгораемом» здании.
Депо образцовых мер и весов было создано для хранения эталонов и поверки по ним эталонных мер. В задачи Депо также входили составление таблиц русских и иностранных мер, изготовление менее точных по сравнению с эталонами образцовых мер и рассылка последних в регионы страны. В Депо образцовых мер и весов помещались на хранение и образцы различных иностранных мер. В Депо также проводилась поверка и сличение образцовых мер с иностранными.
Поверка мер и весов на местах была вменена в обязанность городским думам, управам и казенным палатам. Были организованы «ревизионные группы», включающие представителей местных властей и купечества, имеющие право изымать неверные или неклейменные меры, а владельцев таких мер привлекать к ответственности. Таким образом, в России были заложены основы единой государственной метрологической службы.
Как первый ученый-хранитель Депо образцовых мер и весов (1842–1865 годы). А.Я. Купфер осуществлял хранение эталонов, сличение с ними образцовых и рабочих мер, организовал поверку мер, провел ряд метрологических исследований.
Однако штат Депо был слишком мал – всего три человека. Он не мог справляться даже с поверкой образцовых мер, частично поручая это дело мастерам-изготовителям, и тем более не мог влиять на общее состояние измерительного дела в России. Само здание Депо оказалось мало подходящим для метрологических работ, поскольку в нем наблюдались резкие изменения температуры в зависимости от летнего зноя и зимних холодов, так что А.Я. Купфер вынужден был перенести часть измерительной аппаратуры из Депо в основанную в 1849 г. Главную физическую обсерваторию.
А.Я. Купфер разработал проект организации Главного управления мер и весов с широкими полномочиями и находящегося в его ведении приборостроительного завода с отделениями в разных районах России, но этот проект был отклонен по экономическим соображениям. Был отклонен и другой проект Купфера – об организации сети специальных поверочных учреждений, а также штата разъездных инспекторов.
В 1859 г. А.Я. Купфер представлял Россию на съезде Международной ассоциации по введению единообразной системы мер, весов, монет в Брэдфорде. В 1862 г. на заседании ассоциации в Лондоне он был избран вице-президентом ассоциации.
Заключение
Научный авторитет Купфера был высок. Его избрали членом более десятка академий и научных обществ, в том числе Лондонского географического и метеорологического общества, Эдинбургского общества наук и художеств, Гамбургского и Рейнского обществ естествоиспытателей, Американского общества наук в Филадельфии, Римской, Дижонской, Парижской и других академий.
Адольф Яковлевич пропагандировал и русскую культуру за рубежом. Он заботился о том, чтобы во многие страны мира рассылались не только научные труды и результаты геофизических измерений, но и словари русского языка, собрания сочинений выдающихся русских поэтов, писателей, историков, в том числе собрания сочинений А.С. Пушкина и Н.М. Карамзина.
Академику Адольфу Яковлевичу Купферу по праву принадлежит одно из ведущих мест среди великих естествоиспытателей первой половины XIX в. Своими многочисленными трудами он навечно оставил след в истории развития кристаллографии, минералогии, металловедения, земного магнетизма, метеорологии и метрологии.

Литература

  1. Купфер, Адольф Яковлевич // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп ). – СПб, 1896. – Т. XVII. – С. 56–57
  2. Э. П. Наумов. Адольф Яковлевич Купфер: 1799–1865. –Казань, Изд-во Казанского университета, 2002.
  3. Пасецкий В. М. Адольф Яковлевич Купфер, 1799–1865. –М., Наука, 1984.
  4. Шостьин Н. А. Очерки истории русской метрологии. –М., Изд-во стандартов, 1975.

Полная версия статьи доступна подписчикам электронного журнала. Подписаться >>>

01.12.2018

448
Поделиться:

Полная версия статьи доступна подписчикам журнала "Мир измерений".

Подписаться

Материалы по данной теме можно СКАЧАТЬ в Электронной Библиотеке >>>


Cannot find 'template1' template with page ''

Доступна мобильная версия журнала "Мир измерений"

Журнал Мир измерений в App Store Журнал Мир измерений на Google play


Открытые статьи:

Измерения качества жилищно-коммунальных услуг
Температурный мониторинг удалённых объектов по GSM-каналу
Главные социальные проблемы России последнего десятилетия
Новый измерительный инструмент?
О потерях в Великой Отечественной войне
Неразрушающий контроль паяных соединений в радиоэлектронной аппаратуре
Военное применение лазерных технологий
Обеспечение качества продовольственных товаров
Государственный первичный эталон единицы массы ГЭТ 3-200842
Автономный прибор для экспресс-контроля пассажирских лифтов в жилых и административных зданиях
Рождение нефтяной отрасли в России
Красота спасет мир... науки




СТАНЬТЕ ПОДПИСЧИКОМ НАШЕГО ЖУРНАЛА!