Мілієлена та кіловоргол: кумедні одиниці вимірювання

  • Едрієнн Бернар
  • BBC Future

Ми пізнаємо навколишній світ в одиницях вимірювання, але багато речей не піддаються математичному обчисленню. Як, приміром, вирахувати гостроту перцю, жіночу красу або славу?

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Тривалість слави жартома вираховують у ворголах - відомий митець колись сказав, "що у майбутньому кожна людина стане знаменитою на 15 хвилин"

Наскільки карибський червоний перець гостріший за "пташине око"? А алмаз твердіший за кварц?

І що минає швидше: джиффі (час, за який світло проходить відстань в один сантиметр), шейк (10 наносекунд - термін походить від вислову "два змахи хвоста ягняти") або воргол (гумористична одиниця вимірювання слави, яка дорівнює 15 хвилинам)?

Ми вимірюємо фізичний світ за допомогою різноманітних кількісних шкал. Дюйми, фути, ярди і милі; унції, кварти, літри і галони; секунди, хвилини і століття - це кількісні системи вимірювання. Але як бути з якісними властивостями?

Як виміряти цілком фізичні явища, які, однак, не мають кількісних показників? Одиниці вимірювання якості іноді виглядають дивно і навіть кумедно, але якості так само потребують стандартизації та обчислення, як і кількісні явища.

Серед них, приміром, гострота перцю чилі, твердість мінералів, сила океанських бризів або навіть індекс вагітних корів (вартість ділянки землі на півдні США раніше обчислювали в залежності від того, скільки вагітних корів можуть на ній прогодуватися).

Такі нематематичні одиниці вимірювання часто базуються на приблизній оцінці, методом "навскидку", але вони дозволяють швидко визначити і порівняти певну якість.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Раніше в південних американських штатах вартість землі вираховували в кількості вагітних корів, яких вона могла прогодувати

Ми можемо тепер виміряти інтенсивність болю в долах або оцінити погодні умови за шкалою Бофорта.

Ми розуміємо час за допомогою дат, які ми довільно поділили на ери до і після Різдва Христового, і орієнтуємося у фізичному просторі, вимірюючи напрямок у градусах від північного магнітного поля.

Визначити кількість набагато легше, адже ми маємо для цього уніфіковані стандарти. Квадратний кілометр, чайна ложка цукру або година лекції - одиниці практично незмінні.

Шкала якості - завжди більш суб'єктивна. Втім, обидва види вимірювання не бувають точними на 100%.

Адже похибка закладена в самому визначенні одиниці вимірювання.

Однак наше постійне прагнення оцінити, обчислити і порівняти змушує нас шукати нові способи описання світу.

У 1805 році контр-адмірал сер Френсіс Бофорт, гідрограф з Ірландії на службі в Королівському флоті, вирішив знайти спосіб виміряти силу океанського бризу.

Щодня на борту корабля Її Величності Woolwich він записував у щоденнику силу вітру і морські умови.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Потужність шторму визначають за шкалою Бофорта, але різницю між її значеннями, приміром, бризом і помірним вітром, обчислити математично не можливо

Тепер 0 за шкалою Бофорта означає повний штиль, а 12 балів - потужний шторм з ураганним вітром, величезними хвилями і поганою видимістю.

Між цими крайніми показниками сила вітру варіюється від ніжного бризу до свіжого і помірного вітру та кількох ступенів шторму.

Бофорт, вочевидь, створив першу шкалу якості - систему вимірювання, в якій є певний порядок значень, але різниця між кожним значенням точно не відома.

Шкали якості бувають двох категорій: з порядковим виміром (в яких ціннісні значення розташовані в певному порядку) або інтервальним виміром (в яких різниця між ціннісними значеннями обчислюється певним чином).

Наприклад, шкала Ріхтера, за допомогою якої визначають потужність землетрусу, належить до інтервального типу. Вона базується на порядкових значеннях, інтервал між якими обчислюють математичним способом.

З іншого боку, градація на класи "початковий", "середній" і "просунутий" є прикладом порядкового вимірювання. Хто може назвати точну різницю між новачком і експертом або де закінчується одна категорія і починається інша?

Між оцінками якості обслуговування "дуже добре" і "добре" немає точного кількісного параметра. І навіть різниця між температурою 10С і 20С, хоча і є кількісною, насправді не самоочевидна.

На думку деяких вчених, вимірювання якісних властивостей не ефективне.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Найгостріші в світі перці - Каролінський жнець і Дихання дракона - оцінюють в 3 млн одиниць за шкалою Сковілла

"Деякі речі ми можемо виміряти, інші - ні", - каже Ендрю Генсон, старший науковий співробітник Національної фізичної лабораторії у Великій Британії.

"Утім, навіть і те, що піддається вимірюванню, ми можемо обчислити тільки до певної міри".

Генсон працює в галузі "м'якої метрології": він вивчає вимірювання сенсорних явищ, як-от колір або світло, які можна обчислити кількісно, але вони також є суб'єктивними.

Жодна людина не бачить ультрафіолетове або інфрачервоне випромінювання, але навіть відтінки у видимому спектрі різні люди сприймають по-різному. І це має реальні наслідки в повсякденному житті.

Приміром, сигнали дорожнього руху - червоний, помаранчевий і зелений - мають бути однаковими для всіх.

Однак ми не можемо неозброєним оком математично точно обчислити яскравість світлофора.

"Щоби шкала функціонувала, користувачі мають домовитися про одиницю вимірювання та інтервали між ними", - пояснює Генсон.

Хоча якісні властивості не підлягають математичному обчисленню, деякі способи їх виміряти визнано в світі.

Наприклад, пекучість чилійського перцю обчислюють за шкалою, яку розробив американський фармацевт Вілбер Сковілл.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Температура вимірюється в кількісних одиницях, але наочно уявити різницю між градусами - доволі складно

Фактично вона вимірює не кількість пряного компонента (капсаїцина) в перці, а навпаки, обсяг розчину, необхідного для заспокоєння печіння, спричиненого капсаїцином.

Наприклад, щоби вгамувати печіння від одного з найгостріших в світі перців, хабанеро, доведеться промивати язик від 3,500 до 8000 разів, а після звичайного болгарського - 0 разів.

Оскільки язик різних людей реагує на капсаїцин по-різному, Американська торговельна асоціація в 1998 році стандартизувала шкалу Сковілла.

Найвищу позицію в ній посідають найгостріші в світі перці Каролінський жнець і Дихання дракона - 3 млн одиниць за шкалою Сковілла.

Скуштувавши це справжнє гастрономічне пекло, напевно, захочеться випити щось прохолодне. Однак, з вимірюванням алкогольних напоїв - ситуація не менш складна.

Склянка віскі в різних пабах буде неоднаковою як за розміром, так і за міцністю.

Обсяг шота (англомовна назва невеликої чарки) відрізняється в різних країнах і визначається їхнім законодавством.

Міцність алкоголю взагалі стандартизували лише в XX столітті. Раніше вміст спирту в напої визначали, змішуючи його з порохом - якщо рідина спалахувала, алкоголь - міцний.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Розмір провалу в ґрунті іноді вимірюють у DDB (doubledecker - лондонський двоповерховий автобус "даблдекер")

Шотами зазвичай вимірюють обсяг міцних напоїв, так само як для інших видів алкоголю використовують одиниці виміру "келих" та "пінта". Втім, кожна з цих одиниць не є кількісною.

Лорд Кельвін, чиє ім'я носить одиниця вимірювання термодинаміки, вважав, що "якщо ми не можемо виміряти щось в числах, наше уявлення про це явище буде обмеженим і необ'єктивним".

Але числа допомагають далеко не завжди, і тоді ми звертаємось до якісних систем вимірювання.

Наприклад, провали в ґрунті британці вимірюють у "даблдекерах" (DDB), а кількість сміття на звалищі - в Королівських Альберт-холлах (обсяг славетної концертної зали Лондона приблизно становить 1 млн куб. метрів).

І жіночу красу ми теж можемо обчислити. Чому б не застосувати як одиницю її виміру Єлену Троянську? Адже відомо, що однієї Єлени було достатньо, щоби запустити тисячу кораблів, тож для запуску одного судна потрібна лише одна мілієлена.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

А як виміряти жіночу красу? Можливо, в єленах троянських?

Стійкість мінералів вимірюють за шкалою Мооса, яка складається з 10 мінералів-еталонів. Твердість сапфіра, приміром, становить 10 балів.

Без вимірювання не існує жодна галузь людської діяльності.

"Щоби виміряти щось, ми порівнюємо нове з відомим еталоном", - пояснює Ендрю Генсон. Точність вимірювання необхідна в технічній галузі або медицині. Вимірювання покращують якість нашого життя.

І, можливо, прийде день, коли ми зможемо в математичних величинах виміряти й такі суб'єктивні поняття, як біль або щастя.

Але вже сьогодні якісні шкали вимірювання допомагають нам уявити речі, які на позір здаються необчислювальними: довжину міського кварталу або Великого каньйону, тональність чайного свистка, удар блискавки або шепіт в темряві.

Прочитати оригінал цієї статті англійською мовою ви можете на сайті BBC Future.

Хочете отримувати головні статті в месенджер? Підписуйтесь на наш Telegram.

...