Metr Boratyniego miał około 101,6 centymetra, czyli był zaledwie o 1,6 centymetra dłuższy od jednostki używanej obecnie. Ta zaskakująco mała różnica nie oznacza jednak, że w siedemnastowiecznej Rzeczypospolitej powstał współczesny system metryczny. W 1675 roku w Wilnie Tytus Liwiusz Boratyni opublikował traktat „Misura Universale”, w którym opisał miarę długości możliwą do odtworzenia za pomocą wahadła odmierzającego sekundy. Nazwał ją metrem katolickim, czyli powszechnym. Słowo „katolicki” nie odnosiło się tu do religii, lecz do greckiego znaczenia „uniwersalny”, a „metr” wywodził się od słowa oznaczającego miarę. Francuzi zbudowali własny system ponad sto lat później i zastosowali inną podstawę fizyczną. Skąd więc tak podobny wynik, na czym polegał pomysł Boratyniego i dlaczego jego jednostka nie mogła stać się niezmiennym wzorcem dla całego świata?
🕑 Czas czytania: ok. 3 min
Dlaczego Europa potrzebowała jednej miary długości?
Wyobraźmy sobie kupca, który przewozi sukno pomiędzy miastami. W jednym miejscu materiał odmierzano łokciem krakowskim, w innym litewskim, chełmińskim albo gdańskim. Te same nazwy nie gwarantowały tej samej długości. Różnice komplikowały handel, pobieranie podatków, budowę domów i porównywanie wyników doświadczeń. Metalowy lub drewniany wzorzec przechowywany w urzędzie pomagał tylko lokalnie. Mógł zostać uszkodzony, źle skopiowany albo celowo zmieniony.
Uczeni szukali więc miary, której nie trzeba wozić z miasta do miasta. Wzorzec miał wynikać ze zjawiska występującego w naturze, aby każdy mógł odtworzyć go według tej samej instrukcji. Nad podobnymi rozwiązaniami pracowali między innymi Christopher Wren, Robert Hooke i Gabriel Mouton. W Rzeczypospolitej pomysł wykorzystania wahadła rozwijał wcześniej Stanisław Pudłowski. Boratyni nie stworzył zatem całej idei od zera. Jego osiągnięciem było szczegółowe opisanie powiązanego systemu miar oraz użycie dla podstawowej jednostki nazwy, która brzmi dziś wyjątkowo znajomo. Największym wyzwaniem było znalezienie reguły jednocześnie prostej, dokładnej i niezależnej od konkretnego władcy, warsztatu lub przechowywanego przedmiotu.
Kim był Tytus Liwiusz Boratyni?
Tito Livio Burattini urodził się w 1617 roku we Włoszech. Był wynalazcą, fizykiem, konstruktorem instrumentów, architektem i mincerzem. Od lat czterdziestych siedemnastego wieku związał życie z Rzeczpospolitą Obojga Narodów, otrzymał indygenat i używał spolszczonej formy nazwiska Boratyni. Interesowały go między innymi teleskopy, soczewki, mechanika, pomiary oraz sposoby łączenia jednostek długości, objętości i masy w jeden uporządkowany system. Łączył działalność praktyka na królewskim dworze z ciekawością człowieka szukającego praw rządzących naturą.
Najważniejszy dla historii pomiarów traktat wydał w Wilnie w 1675 roku. Włoskojęzyczna praca nosiła tytuł „Misura Universale”, czyli „Miara powszechna”. Boratyni odwołał się w niej do idei przekazanej mu przez Stanisława Pudłowskiego i próbował zamienić ją w praktyczną instrukcję. Nie ograniczał się do pojedynczego pręta o ustalonej długości. Chciał, aby z jednego naturalnego wzorca można było wyprowadzić także miary powierzchni, objętości i ciężaru. Traktat został po latach przetłumaczony na język polski i wydany w Krakowie przez Akademię Umiejętności.
Jak wahadło miało wyznaczać długość?
Wahadło sekundowe można wyjaśnić bez skomplikowanych wzorów. Ciężarek zawieszony na nici przechodzi z jednego skrajnego położenia do drugiego w ciągu jednej sekundy. Pełny ruch tam i z powrotem trwa więc dwie sekundy. Tempo zależy przede wszystkim od długości wahadła i siły grawitacji. Skracając lub wydłużając nić, można uzyskać ruch odmierzający kolejne sekundy, a następnie potraktować długość tak ustawionego wahadła jako wzorzec. Zamiast kopiować czyjś pręt, obserwator miał zbudować własne urządzenie i dopasować je do znanego rytmu czasu.
Dla siedemnastowiecznego uczonego była to kusząca odpowiedź na problem zaginionych i niedokładnie kopiowanych prętów. Czas można było zmierzyć, a potrzebną długość odtworzyć na miejscu. Rozwiązanie miało jednak wadę, której Boratyni nie uwzględnił wystarczająco. Przyspieszenie grawitacyjne nie jest identyczne na całej Ziemi; zmienia się między innymi wraz z szerokością geograficzną. Wahadło ustawione według tej samej reguły nie dawałoby więc wszędzie dokładnie tej samej długości. Idea naturalnego wzorca była trafna, lecz wybrane zjawisko nie zapewniało jeszcze oczekiwanej niezmienności.
Dlaczego Boratyni użył nazwy metr powszechny?
Boratyni określił swoją jednostkę jako „metro cattolico”. W tym zestawieniu włoskie słowo „cattolico” miało pierwotne, greckie znaczenie: powszechny, odnoszący się do całości. Nie chodziło o miarę związaną z Kościołem, lecz o jednostkę przeznaczoną dla każdego kraju i możliwą do ponownego wyznaczenia. Człon „metro” nawiązywał natomiast do greckiego „metron”, czyli miary. Pełna nazwa komunikowała ambicję: jedna miara, zrozumiała i możliwa do uzyskania daleko od Wilna, bez przewożenia urzędowego wzorca.
Podobna nazwa nie dowodzi, że późniejsi francuscy reformatorzy skopiowali traktat Boratyniego. Francuskie „mètre” wywodzi się z tego samego greckiego źródła językowego. W epoce, gdy uczeni powszechnie korzystali z greki i łaciny, taki wybór był naturalny dla jednostki mającej stać się uniwersalną. Według Głównego Urzędu Miar przewaga Boratyniego polegała na tym, że szczegółowo opisał system i jako pierwszy nazwał proponowaną jednostkę metrem. Nie był natomiast pierwszym człowiekiem rozważającym wahadło ani powszechną miarę długości.
Ile mierzył metr Boratyniego i czym różnił się od dzisiejszego?
W opracowaniu Głównego Urzędu Miar metr katolicki Boratyniego odpowiada 1,01646 współczesnego metra. Po przeliczeniu daje to około 101,646 centymetra, czyli w zaokrągleniu 101,6 centymetra. Różnica wynosiła około 1,6 centymetra. Dla codziennego pomiaru różnica byłaby widoczna, lecz jak na dwa niezależne założenia pozostawała niewielka. Podobieństwo nie wynikało ze wspólnej definicji. Długość wahadła odmierzającego sekundy po prostu okazała się bliska jednostce ustalonej później przez Francuzów na podstawie wymiarów Ziemi.
Francuska komisja rozpoczęła prace nad dziesiętnym systemem pod koniec osiemnastego wieku. Metr powiązano z częścią odległości od bieguna do równika, a następnie wykonano materialne wzorce. Dzisiejsza definicja nie zależy już ani od wahadła, ani od metalowego pręta. Jednostkę wiąże się ze stałą wartością prędkości światła w próżni oraz definicją sekundy. Historia zatoczyła więc ciekawy krąg: Boratyni także próbował połączyć długość z czasem, lecz korzystał z mechanicznego ruchu podlegającego lokalnej grawitacji. Jego metr pozostał projektem, ale nazwa oraz dążenie do odtwarzalnego wzorca należą do ważnej prehistorii systemu SI.
Zobacz też
Źródła
Najczęstsze pytania
Ile mierzył metr Boratyniego?
Według Głównego Urzędu Miar metr powszechny Boratyniego odpowiadał 1,01646 dzisiejszego metra, czyli około 101,6 cm. Był zatem dłuższy od współczesnej jednostki o około 1,6 cm.
Co oznacza wahadło sekundowe?
To wahadło dobrane tak, aby przejście ciężarka z jednego skrajnego położenia do drugiego trwało jedną sekundę. Boratyni chciał wykorzystać długość takiego wahadła jako odtwarzalny wzorzec miary.
Czy Boratyni wynalazł dzisiejszy metr?
Nie. Opisał wcześniejszą miarę uniwersalną i jako pierwszy nazwał proponowaną jednostkę metrem, ale miała inną definicję i nieco inną długość niż współczesny metr.
Dlaczego jego jednostka nazywała się metrem powszechnym?
Nazwa odwoływała się do greckich słów: metron oznacza miarę, a określenie tłumaczone jako katolicki znaczyło w tym kontekście powszechny lub uniwersalny, nie religijny.
Zobacz także na YouTube: Metr nazwano w Rzeczypospolitej ponad sto lat przed Francuzami