Sự ra đời của Hệ Mét
Mét (mètre, metre /Anh, meter /Mỹ, thước tây) là đơn vị đo khoảng cách, 1 trong 7 đơn vị cơ bản trong Hệ đo lường quốc tế (SI). Nguồn gốc của từ nguyên Mét được bắt nguồn từ μετρέω (metreo, động từ Hy Lạp để thể hiện việc đo, đếm, so sánh) và danh từ μέτρον (metron, đo lường vật lý, đo thơ và để kiểm duyệt).
Đầu tiên, Mét được xác định (ngày 19/3/1791 do Viện Hàn lâm Khoa học Pháp) là một phần mười triệu của khoảng cách từ Xích đạo đến Bắc Cực dọc theo một vòng tròn lớn (do chu vi của Trái đất là khoảng 40.000 km) (Hình 1); Công ước Quốc gia Pháp đã thông qua đề xuất này (năm 1793) và đã ủy thác cho JEAN BAPTISTE JOSEPH DELAMBRE1 và PIERRE MÉCHAIN2 tổ chức cuộc thám hiểm (1792-1799) và nỗ lực đo chính xác khoảng cách giữa lâu đài Dunkerque (Bắc Pháp) và lâu đài Montjuïc (Barcelona, Đông Nam Tây Ban Nha) qua kinh độ của Paris (dọc theo kinh tuyến của Trái đất nằm trên lục địa Châu Âu – đi qua nước Pháp và Tây Ban Nha). Kết quả đo đoạn này của kinh tuyến Paris đã là cơ sở để xác định chiều dài của một nửa kinh tuyến nối Bắc Cực với Xích đạo (Hình 2).
Sau đó, người Pháp đã sử dụng đồng hồ để làm đơn vị đo chiều dài chính thức, đồng thời dựa trên kết quả của cuộc thám hiểm kết hợp với kết quả của Phái bộ trắc địa đến Peru (1801-1812) và kết quả của Phép đo Vòng cung trắc đạc Struve (1816-1855). Mét lại được tái xác định (năm 1799) theo định nghĩa của thanh đo nguyên mẫu (thanh thực tế được sử dụng đã được thay đổi vào năm 1889). FERDINAND RUDOLPH HASSLER3 đã áp dụng phương pháp đo bằng đồng hồ để khảo sát chiều dài Bờ biển Hoa Kỳ và một bản sao Mét xác thực được thiết lập và được lưu giữ trong Kho lưu trữ của Văn phòng Khảo sát Bờ biển; về sau trở thành tài sản của Hiệp hội Triết học Hoa Kỳ và được chỉ định là “Mètre của Ủy ban” (Mètre des Archives, 1830). Hiệp hội đo đạc quốc tế họp tại Berlin (năm 1867) để xác định kích thước và hình dạng của Trái đất. Hội nghị Paris (năm 1875) thiết lập Văn phòng Đo lường quốc tế để tái xác định đơn vị đo hệ Mét. Công ước Mét (Công ước du Mètre 1875) đã thành lập Cục đo lường và Đo lường quốc tế (BIPM, Bureau International des Poids et Mesures) – đặt tại Sèvres, Pháp – để tiếp tục xây dựng, bảo quản thanh mét nguyên mẫu (90% bạch kim platinium và 10% iridium) và phân phối các thanh thước Mét qua Hội nghị chung về Trọng lượng và Đo lường (CGPM, Conférence Générale des Poids et Mesures, 1889) kết hợp với Hiệp hội Trắc địa quốc tế (Mitteleuropäische Erdmessung, 1886, có Hoa Kỳ, Mexico, Chile, Argentina, Nhật Bản). FRIEDRICH ROBERT HELMERT4 (năm 1906) và JOHN FILLMORE HAYFORD5 (1910-1924) đã đo và đưa ra các elipsoids toàn cầu của Trái đất; ngày nay, việc đo mẫu Mét thực tế có thể thực hiện ở mọi nơi nhờ các đồng hồ nguyên tử được nhúng trong các vệ tinh GPS.
Mét lại được xác định theo Bước sóng của vạch phát xạ màu đỏ cam trong phổ điện từ của nguyên tử Krypton-86 trong chân không (năm 1960). Cuối cùng, Văn phòng Cân đo Quốc tế (Bureau International des Poids et Mesures đã tái định nghĩa về Mét (năm 1983): “Mét là khoảng cách ánh sáng đi được trong chân không trong khoảng thời gian 1 ⁄ 299.792.458 giây” (tốc độ ánh sáng trong chân không chính xác là 299.792.458 m/mỗi giây ≈ 300.000 km/s); tái định nghĩa này về Mét đã được thông qua và được cập nhật một ít gần đây (năm 2019).
Như vậy! qua một chặng đường dài 228 năm (1791-2019), Mét luôn đã được hiểu là một đơn vị đo quy ước thống nhất quốc tế liên quan trực tiếp đến hình dạng của Trái đất mà chẳng liên quan trực tiếp đến con người như đã từng có qua khái niệm đơn vị đo kích thước kiến trúc cổ xưa.
Mô-đuyn công nghiêp hoá M.100
Mô-đuyn là đơn vị kích thước chuẩn được quy ước để tạo sự thống nhất cho toàn bộ kích thước của công trình. Thật ra từ thời Cổ đại xa xưa, Kiến trúc sư VITRUVIUS6 đã từng nói: “Nhà kiến trúc phải chú ý nhiều nhất đến vấn đề làm sao cho tỷ lệ của ngôi nhà phù hợp hoàn toàn với một bộ phận nhất định được xem là bộ phận cơ bản”; bộ phận cơ bản ấy được hiểu là Mô-đuyn với nội hàm tỷ lệ hoá cân đối. Thế nhưng! Mô-đuyn trong nền công nghiệp xây dựng lắp ghép chỉ đơn thuần là một đơn vị đo cơ sở để làm ước số, bội số của các kích thước bộ phận công trình để sao cho thuận tiện sản xuất mà không quan tâm gì đến sự tương quan của kích thước kiến trúc đối với kích thước con người. Cho nên KTS. LE CORBUSIER7 đã gọi đơn vị đo hệ Mét (Mètre) là hệ kích thước phi nhân tính. Đơn vị đo Mét (Mètre) sẽ không giúp tạo cơ sở cho sự cân đối và không thuận tiện gì cho sự cảm nhận của con người về kích thước của không gian kiến trúc.
Sau khi ra đời đến hơn 100 năm sau, đơn vị đo Mét mới thật sự trở thành đơn vị đo thống nhất quốc tế. Cho đến những năm 50 của thế kỷ 20, hiệu quả sử dụng của Mét đã đạt được đỉnh cao đáng kể khi đã xuất sắc góp phần to lớn vào việc hình thành nền công nghiệp xây dựng lắp ghép. Với việc sử dụng hệ thống Mô-đuyn M100 và những Mô-đuyn phát triển của nó như M100+50, M100+25, v.v… Tất cả các cấu kiện lắp ghép đều được thiết kế điển hình và sản xuất hàng loạt với những kích thước được chuẩn hóa theo nguyên tắc ước số và bội số của các Mô-đuyn ấy. (Hình 3)
CHÚ THÍCH
1: JEAN BAPTISTE JOSEPH DELAMBRE (19/9/1749, Amiens, Pháp – 19/8/1822, Paris, Pháp, 72 tuổi) là nhà thiên văn học, nhà toán học, sử học thiên văn, trắc địa người Pháp. Ông là Giám đốc Đài quan sát Paris, là tác giả của những cuốn sách lịch sử thiên văn học “Delambre’s Analogies”, “Histoire de l’Astronomie“, … nổi tiếng vào thế kỷ thứ 18. Ông là thành viên nước ngoài của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển (năm 1788), thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp (ngày 15/2/1792), thành viên danh dự nước ngoài của Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ (năm 1822).
DELAMBRE cùng PIERRE MÉCHAIN đã được giao việc đo đạc (tháng 5/1792-1798) để tìm ra Mẫu 1 Mét; đây là công việc cực kỳ khó khăn bởi vì thời đó chưa có các thiết bị đo đạc hiện đại. Nhờ các dữ liệu của DELAMBRE VÀ MÉCHAINE, Hội đồng khoa học Pháp (gồm nhiều nhà khoa học uy tín như LAPLACE, LEGENDRE, LAGRANGE, …) đã xác định được Mẫu 1 Mét. Mẫu 1 Mét được đặt tại Viện Đo lường Paris. Nhiều nhà lịch sử khoa học đã gọi Mẫu 1 Mét là mẫu đơn vị đo “cho mọi thời đại“, “cho mọi dân tộc“. Đây là cuộc cách mạng về các đơn vị đo lường không chỉ cho nước Pháp mà còn cho cả thế giới.
Ông được phong Hiệp sĩ (Chevalier) của Order of Saint Michael và Légion d’Honneur. Ông được đặt tên cho Miệng núi lửa Delambre trên Mặt trăng.
2: PIERRE FRANÇOIS ANDRÉ MÉCHAIN (16/8/1744, Laon – 1804, Castellón de la Plana, Tây Ban Nha, 60 tuổi), là một nhà thiên văn học, nhà toán học, kỹ sư, người vẽ bản đồ, nhà vật lý người Pháp. Ông đã phát hiện không dưới 7 ngôi sao chổi (năm 1781-1799). Ông là Giám đốc Đài thiên văn Paris (1800-1804) và là thành viên của Hiệp hội Hoàng gia, Văn phòng Kinh độ, Học viện Khoa học (năm 1782). Ông được JOSEPH JÉRÔME LEFRANÇOIS DE LALANDE (1732-1807) mời làm trợ lý vì tài năng về Thiên văn học; ông cũng gắn bó với CHARLES MESSIER (năm 1774) và phụ trách Kiến thức Thời đại (năm 1788). Ông cùng DELAMBRE thực hiện Sứ mệnh trắc địa (năm 1792-1795): Đo cung của Kinh tuyến Dunkirk-Barcelona đi qua Paris một cách chính xác bằng đồng hồ; nhưng ông đã từ chối thông báo số đo của mình vì thấy có sự chênh lệch đo lường 0,229mm /vòng cung 3 giây (DELAMBRE đã chỉ ra cho ông).
Ông được đặt tên cho con phố MÉCHAIN (Paris, thế kỷ thứ 14) và Trường Trung học MÉCHAIN (ở Laon). Ấn phẩm “Cơ sở của hệ Mét thập phân” (3 tập, Paris 1806) của ông (cùng JEAN-BAPTISTE DELAMBRE) được số hoá và lưu trữ ở Thư viện Quốc gia Gallica, Pháp.
3: FERDINAND RUDOLPH HASSLER (6/10/1770, Aarau, Thụy Sĩ – 20/11/1845, Philadelphia, Pennsylvania, Hoa Kỳ, 75 tuổi) là nhà khảo sát người Mỹ gốc Thụy Sĩ, được coi là ‘Trưởng lão’ của Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA) và Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST), là Giám đốc đầu tiên của Cơ quan Khảo sát Bờ biển Hoa Kỳ, Cơ quan Cân nặng và Đo lường Hoa Kỳ.
4: FRIEDRICH ROBERT HELMERT (31/7/1843, Freiberg, Vương quốc Sachsen – 15/6/1917, Potsdam, Đức, 73 tuổi) là nhà thống kê, nhà trắc địa người Đức với những đóng góp quan trọng cho Trắc địa và Lý thuyết sai số. Ông lấy bằng Tiến sĩ Toán học và Thiên văn học tại Trường Đại học Leipzig (năm 1867) và làm giảng viên (năm 1870), giáo sư tại Trường Đại học Kỹ thuật mới ở Aachen (năm 1872), giáo sư Trắc địa cao cấp tại Trường Đại học Berlin (năm 1887), phụ trách Giám đốc Viện Trắc địa Đức. Ông là Chủ tịch Hiệp hội Trắc địa toàn cầu (Internationale Erdmessung), là thành viên của Học viện Khoa học Phổ ở Berlin và Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển (năm 1905). Ông được đặt tên cho Miệng núi lửa Mặt trăng (năm 1973).
5: JOHN FILLMORE HAYFORD (19/5/1868, Rouses Point, New York – 10/3/1925, Evanston, Illinois, Hoa Kỳ, 56 tuổi) là nhà trắc địa lỗi lạc của Hoa Kỳ. Công việc của ông liên quan đến việc nghiên cứu Isostasy và xây dựng một ellipsoid tham chiếu để tính gần đúng hình dạng Trái đất. Ông được đặt cho Miệng núi lửa Hayford ở Mặt trăng và Núi Hayford – đỉnh núi cao 1.871m gần Metlakatla, Alaska, Hoa Kỳ.
6: VITRUVIUS … đang cập nhật …
7: LE CORBISIER … đang cập nhật …
GHI CHÚ :
◊ Nguồn: Wikipedia, Đơn vị đo Kích thước Kiến trúc /Kiến trúc Nhập môn của ThS. KTS. NGUYỄN HỮU TRÍ, NXB Giao thông Vận tải, TP.HCM, 1993.
◊ MỜI XEM :
Các HỆ ĐƠN VỊ ĐO kích thước Việt Nam cổ xưa – Phần 1.
Các HỆ ĐƠN VỊ ĐO kích thước Việt Nam cổ xưa – Phần 2.
BAN BIÊN TẬP
hochanhkientruc.art
10 /2022