Nega Toshkentdagi va Parijdagi tarozi bir xil kilogrammni ko‘rsatadi?

Do‘kondan bir kilogramm guruch olganingizda, odatda tarozining qayerda ishlab chiqarilgani yoki qachon sozlanganini surishtirmaysiz. Parijdagi do‘konda ham xaridor bir kilogramm mahsulot oladi, deb ishonasiz. Bu ishonch shunchaki tasodif emas: mamlakatlar o‘lchov birliklarini umumiy qoidalar asosida taqqoslab, tarozilarni shu qoidalarga moslab keladi.

Buning ahamiyati oddiy oziq-ovqat xarididan ancha keng. Oltin savdosida, dori tarkibini tayyorlashda, kimyoviy moddalarni o‘lchashda yoki mikroskopik qismlardan yarimo‘tkazgich ishlab chiqarishda juda kichik farq ham katta iqtisodiy zarar yoki xavfsizlik muammosiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun 1 kilogramm hamma joyda bir xil bo‘lishi zamonaviy hayotning ko‘zga ko‘rinmaydigan, ammo muhim shartlaridan biridir.

Narx haqida savdolashish mumkin, lekin mahsulot miqdori har safar alohida kelishiladigan bo‘lsa, ishonchli savdo qilish qiyinlashadi. Umumiy o‘lchov — turli odamlar va mamlakatlarga bir xil raqamni tushunish imkonini beradigan kelishuvdir.

Har bir hudud o‘z o‘lchovidan foydalangan davr

Insoniyat tarixining katta qismida uzunlik va og‘irlik uchun yagona xalqaro mezon bo‘lmagan. Odamlar barmoq kengligi, oyoq uzunligi yoki tirsakdan barmoqqacha bo‘lgan masofani o‘lchov sifatida ishlatgan; don saqlanadigan idishlar esa ayrim joylarda hajmni belgilagan. Bir xil nom bilan atalgan birlik ham bir shahar yoki mamlakatda boshqasidan farq qilishi mumkin edi.

Mahalliy bozor uchun bu tartib ko‘pincha yetarli bo‘lgan. Ammo savdo uzoq masofalarga yoyilib, tovarlar chegaradan o‘ta boshlagach, turli o‘lchovlar tushunmovchilik tug‘dirgan: sotuvchining bir birligi xaridorning birligiga teng bo‘lmasligi mumkin edi. Savdo qanchalik kengaysa, hamma foydalanadigan o‘lchovga ehtiyoj shunchalik ortdi.

XVIII asr oxirida Fransiyada tabiatga tayangan, har kim qayta hosil qila oladigan o‘lchov tizimini yaratish g‘oyasi ilgari surildi. Fransuz inqilobi davrida shakllangan metrik tizim (metr va kilogramm kabi o‘nlikka asoslangan birliklar tizimi) shu yo‘nalishdagi muhim qadam bo‘ldi. Maqsad o‘lchovlarni bir hukmdorning qo‘li yoki bir shaharning eski tarozisiga bog‘lab qo‘ymaslik edi.

Dastlab kilogrammni suv bilan bog‘lashga urinishdi. Lekin suvning zichligi, ya’ni bir xil hajmdagi suvning massasi, haroratga qarab o‘zgaradi; aniq sharoitni doimo bir xil saqlash ham oson emas. Shu bois 1799-yilda Fransiyada arxiv kilogrammi deb atalgan, platinadan yasalgan etalon buyum tayyorlandi. Etalon — boshqa o‘lchovlarni tekshirish uchun asos qilib olinadigan mezon.

Xalqaro savdo uchun umumiy kelishuv

Sanoat va xalqaro savdo XIX asrda tez rivojlangach, bir mamlakat ichidagi yagona qoida ham yetarli bo‘lmay qoldi. 1875-yilda bir qator davlatlar Metr konvensiyasini imzoladi. 1889-yilda esa dunyo miqyosida foydalanish uchun yangi kilogramm etaloni tasdiqlandi.

U platina va iridiy aralashmasidan tayyorlangan kichik silindr edi: tarkibining 90 foizi platina, 10 foizi iridiy bo‘lgan, diametri va balandligi taxminan 39 millimetrni tashkil etgan. Xalqaro kilogramm etaloni deb atalgan bu buyum Parij yaqinidagi Xalqaro og‘irlik va o‘lchovlar byurosida saqlangan. Dunyo kilogrammi aynan shu silindrning massasi deb qabul qilindi.

Dunyodagi kilogramm bitta metall silindrga bog‘langan edi

Etalon silindrning o‘zi o‘lchab ko‘rilib, tasodifan bir kilogramm chiqqani uchun mezon bo‘lib qolmagan. Aksincha, uning massasi ta’rif bo‘yicha bir kilogramm deb belgilangan. Boshqa davlatlar milliy etalonlarini shu xalqaro buyum bilan solishtirgan, keyin ulardan tarozilarni tekshirish va sanoat o‘lchovlarini muvofiqlashtirishda foydalangan.

Bu zanjirni oddiy misol bilan tushuntirish mumkin. Xalqaro etalon milliy o‘lchov buyumlariga mezon bo‘lgan; milliy etalonlar esa laboratoriya va korxonalardagi tarozilarni tekshirishga yordam bergan. Shunday qilib, bozor tarozisi bilan xalqaro o‘lchov tizimi orasida ko‘plab bosqichlar bo‘lsa-da, ularning natijalari umumiy mezonga bog‘langan.

Biroq buyumdan mezon sifatida foydalanishning zaif tomoni bor edi: moddiy narsalar vaqt o‘tishi bilan o‘zgarishi mumkin. Sirtiga chang yopishadi, tozalash paytida juda oz miqdorda modda ketishi mumkin yoki saqlash sharoiti unga ta’sir qilishi ehtimoli bor. Ko‘z bilan ko‘rib bo‘lmaydigan bu o‘zgarishlar kundalik xaridda sezilmasligi mumkin, ammo eng aniq ilmiy o‘lchovlar uchun muhim.

Xalqaro etalon va uning nusxalari uzoq vaqt o‘tib o‘zaro solishtirilganda, ularning massalari orasida bir necha o‘n mikrogrammga teng tafovutlar aniqlangan. Mikrogramm — grammning milliondan bir qismi, ya’ni kundalik buyumlar uchun juda kichik miqdor. Asosiy muammo tafovutning kattaligida emas, qaysi buyum o‘zgarganini aniqlab bo‘lmasligida edi.

Agar yagona mezonning o‘zi o‘zgarishi mumkin bo‘lsa, uning to‘g‘ri yoki noto‘g‘ri ekanini nima bilan tekshirish mumkin? Metall buyumga tayangan ta’rifda aynan shu savolga mutlaq javob berish qiyin edi.

Mezonning o‘zi o‘zgarishi mumkin bo‘lsa

Tasavvur qiling, barcha chizg‘ichlar uzunligini tekshiradigan yagona chizg‘ich bor va uning materiali vaqt o‘tishi bilan biroz cho‘zilishi yoki qisqarishi mumkin. Uni tekshirish uchun boshqa chizg‘ich kerak bo‘ladi, ammo ikkinchi chizg‘ichni ham birinchisi bilan solishtirishga to‘g‘ri keladi. Oxir-oqibat, eng oxirgi va ishonchli mezon sifatida bitta jismga suyanib qolish muammosi paydo bo‘ladi.

Kilogramm etalonida ham shunga o‘xshash holat yuzaga kelgan. Xalqaro silindr ta’rif bo‘yicha doimo bir kilogramm bo‘lgani uchun, nusxalardagi o‘zgarishningmi yoki asl buyumdagi o‘zgarishningmi sabab bo‘lganini mustaqil ravishda aniqlash mushkul edi. Fan esa o‘lchov mezoni bir joyda saqlanadigan buyumga qaram bo‘lib qolmasligini istardi.

Kilogramm endi tabiat qonuniga asoslanadi

2018-yilda Xalqaro og‘irlik va o‘lchovlar bosh konferensiyasi kilogrammning yangi ta’rifini qabul qildi. U 2019-yil 20-maydan kuchga kirdi. Shundan beri kilogrammning ta’rifi Parij yaqinidagi metall silindrga emas, tabiatdagi o‘zgarmas qiymatlardan biri — Plank doimiysiga (kvant fizikasi, ya’ni juda mayda zarrachalar olamini o‘rganuvchi fan qonunlarida ishlatiladigan asosiy son) bog‘liq.

Plank doimiysining aniq belgilangan qiymati 6,62607015 × 10⁻³⁴ joul-soniya. Bu murakkab sonni yod olish shart emas. Muhimi, uning qiymati aniq qilib belgilangan va kilogrammni shu doimiy orqali o‘lchash mumkin. Joul-soniya energiya va vaqt bilan bog‘liq o‘lchov birligi bo‘lib, bu yerda massa, elektr va mexanik o‘lchovlarni bir-biriga bog‘lashga xizmat qiladi.

Plank doimiysi foton energiyasi bilan uning tebranish chastotasi orasidagi bog‘lanishda qatnashadi. Foton — yorug‘likning energiya tashuvchi eng kichik bo‘laklaridan biri; chastota esa tebranish bir soniyada necha marta takrorlanishini bildiradi. Bu bog‘lanish tabiat qonunining bir qismi bo‘lgani uchun, uni dunyoning turli joylarida bir xil qiymat bilan qo‘llash mumkin.

Metall silindrni ehtiyotkorlik bilan saqlash kerak edi, chunki uning holati o‘zgarishi mumkin. Tabiat doimiysiga tayangan ta’rif esa mezonni bitta buyumning sirtiga yoki saqlanish tarixiga bog‘lamaydi. Kerakli ilmiy asboblar va usullar mavjud bo‘lsa, mutaxassislar kilogrammni turli mamlakatlarda qayta hosil qilishi va natijalarni solishtirishi mumkin.

Kibble tarozisi kilogrammni qanday o‘lchaydi?

Yangi ta’rifni amalda qo‘llash uchun ishlatiladigan muhim qurilmalardan biri — Kibble tarozisi. Uning vazifasi oddiy tarozidek mahsulot massasini ko‘rsatishdan ko‘ra murakkabroq: u jismga ta’sir qiladigan tortish kuchini elektr magnit kuchi bilan juda aniq solishtiradi. Elektr kattaliklari maxsus o‘lchovlar orqali Plank doimiysi bilan bog‘lanadi, shu tariqa massa qiymatini aniqlash mumkin bo‘ladi.

Bu jarayonni kundalik misol bilan tasavvur qilish mumkin. Bir tomonda jismni pastga tortayotgan Yerning tortish kuchi, ikkinchi tomonda esa uni muvozanatda ushlab turuvchi elektromagnit kuch bor. Mutaxassislar ushbu kuchlar va elektr quvvatini nihoyatda aniq o‘lchab, xalqaro qoidalarga muvofiq massani hisoblaydi.

Avvalgi ta’rifning mazmuni: bu metall buyum bir kilogramm. Hozirgi ta’rifning mazmuni esa: tabiat doimiylari va aniq o‘lchash usullari asosida kilogrammni qayta tiklash mumkin.

Kibble tarozisi oddiy do‘kon yoki uy uchun mo‘ljallanmagan. U murakkab laboratoriya qurilmasi bo‘lib, harorat, elektr o‘lchovlari, mahalliy tortish kuchi va boshqa omillarni juda aniq hisobga olishni talab qiladi. Kundalik tarozilar kilogrammni bevosita Plank doimiysidan hisoblamaydi; ular avval tekshirilgan standartlar bilan solishtirib sozlanadi.

O‘zbekistondagi bozor tarozisi Kibble tarozisiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri ulangan degani emas. Biroq uning ko‘rsatkichini tekshiruvchi o‘lchovlar davlat va xalqaro standartlar bilan bog‘langan bo‘lishi kerak. Bu aloqaning uzluksiz zanjiri o‘lchovning kuzatiluvchanligi deb yuritiladi: natijani ketma-ket tekshiruvlar orqali tan olingan umumiy mezongacha kuzatish mumkin.

Laboratoriyadan kundalik hayotgacha

O‘lchov zanjirida har bir bosqich avvalgisiga qarab tekshiriladi. Masalan, davlat laboratoriyasi o‘z standartini xalqaro miqyosda tan olingan natijalar bilan solishtiradi; sanoat laboratoriyasi esa o‘z tarozisini davlat etaloni bilan tekshirtiradi. Korxonadagi o‘lchov uskunasi shu tariqa bozordagi yoki ishlab chiqarishdagi natijalarni ishonchli qilishga yordam beradi.

Zanjirning maqsadi barcha tarozilarni bir xil qurilmaga aylantirish emas. Turli ishlab chiqaruvchilarning tarozilari, turli laboratoriyalar va turli mamlakatlar bir xil birlikni bir xil ma’noda qo‘llashidir. Har bir qurilmaning aniqligi va ishlatilish sohasi farq qilishi mumkin, ammo uning ko‘rsatkichini umumiy mezonga bog‘lash mumkin bo‘lishi kerak.

Umumiy o‘lchov savdo va texnologiyani qo‘llab-quvvatlaydi

Standartlar ko‘pincha quruq qoidalar bo‘lib tuyuladi, lekin ular kundalik ishlarni osonlashtiradi. Masalan, yuk konteynerlarining o‘lchamlari kelishilgan bo‘lgani uchun bir portda yuklangan konteynerni boshqa mamlakatdagi kran ham ko‘tara oladi. Bolt va gayka o‘lchamlari mos bo‘lsa, alohida korxonalarda ishlab chiqarilgan qismlarni bitta mashinaga birlashtirish mumkin.

Kilogramm ham xuddi shunday muvofiqlik yaratadi. Oltin sotuvchi va xaridor bir xil massa birligidan foydalanadi; farmatsevtika korxonasi dori tarkibidagi moddalarni belgilangan miqdorda qo‘shadi; kimyo zavodi xomashyoni aniq o‘lchaydi. Yarimo‘tkazgich ishlab chiqarishda esa juda kichik miqdordagi material va nozik jarayonlarni ishonchli nazorat qilish mahsulot sifatiga ta’sir qiladi.

Agar har bir savdogar o‘z kilogrammidan foydalansa, xaridor har safar tarozining haqiqiyligini alohida tekshirishga majbur bo‘lardi. Shartnomalar, yetkazib berish va mahsulot sifatini nazorat qilish qimmatlashib, mamlakatlararo savdo sekinlashardi. Umumiy standart ishonchni tejaydi: odamlar har bir bitimda o‘lchov birligini boshidan kelishib o‘tirmaydi.

Bu ishonch pul va narxdan farq qiladi. Bir kilogramm oltinning narxi bozordagi talab va taklifga qarab o‘zgaradi, ammo kilogrammning o‘zi o‘zgarmasligi kerak. Xuddi shuningdek, bir mamlakatda ishlab chiqarilgan 10 millimetrli detal boshqa mamlakatdagi shu o‘lchamli detal bilan mos tushishi kutiladi. Narxlar va mahsulotlar turlicha bo‘lishi mumkin, lekin o‘lchovning ma’nosi umumiy qoladi.

O‘lchov mezonlarining kelajagi

Kilogramm ta’rifining o‘zgarishi boshqa birliklar ham tabiat doimiylariga asoslanib belgilanishi mumkinligini ko‘rsatadi. Ilm-fan rivojlangani sari o‘lchovlarni bitta jismni asrashga emas, turli joylarda qayta tekshirish mumkin bo‘lgan qonunlarga bog‘lash imkoniyati ortadi. Bunda yangi qurilmalar va yuqori malakali laboratoriyalar muhim o‘rin tutadi.

Shu bilan birga, yangi ta’rif har bir joyda darhol bir xil aniqlikdagi o‘lchov paydo bo‘ldi degani emas. Kibble tarozisi kabi uskunalar qimmat va murakkab, ularni ishlatish hamda natijalarni taqqoslash uchun bilim va qat’iy tartib talab etiladi. Shuning uchun xalqaro hamkorlik, laboratoriyalarni rivojlantirish va o‘lchovlarni muntazam tekshirish kelajakda ham zarur bo‘ladi.

Bir kilogramm guruchning miqdori kundalik hayotda o‘zgarishsiz ko‘rinadi. Ammo uning ortida asrlar davomida shakllangan kelishuvlar, ilmiy izlanishlar va turli mamlakatlarning hamkorligi turibdi. Avval insonlar yagona mezonni metall silindrda saqlagan bo‘lsa, bugun uni tabiat qonunlari orqali qayta hosil qilishga intilmoqda.

Bozor faqat pul bilan harakatlanmaydi. Xaridor va sotuvchi bir xil raqam bir xil miqdorni anglatishiga ishona olishi ham kerak; shu sababli Parijdagi va Toshkentdagi bir kilogramm teng bo‘lishi muhim.