علم القياس له ماضٍ وحاضر ومستقبل، حيث تميز الماضي بسلسلة غنية من الأحداث، ولا شك أن تأثير الثورة الفرنسية هو أحدها.
ويتوافق الحاضر مع تطور كبير في علم القياس، وهو دخول علم القياس إلى عالم فيزياء الكم، مع ما صاحبه من تغييرات في النظام الدولي للوحدات (SI). ويتميز المستقبل بالحاجة المستمرة إلى تحسين القياسات من حيث الأداء والمجال المغطى. وفي هذا الصدد، يبدو أن علم القياس يشكل مجالًا واعدًا للبحث والتطوير.
القياس هو تعيين قيم عددية للكميات المستخدمة، وهذا يعني أنه كان ينبغي تحديد نظام ترقيم واضح. ولقد اعتدنا اليوم على أساس الترقيم العشري، بل ونعتبره أحيانًا أمرًا طبيعيًا.
بالنسبة للكميات الأكثر أهمية للتجارة (أي الوزن والطول) كان تعريف الوحدات متنوعًا للغاية حسب الموقع الجغرافي وكان هذا عقبة واضحة أمام المعاملات التجارية. وقد حاولت السلطات السياسية في العديد من البلدان فرض وجهات نظرها حول هذا الموضوع لتأكيد سلطتها.
لقد امتلكت الحضارات القديمة الأربع الكبرى (الصين والهند ومصر وبلاد ما بين النهرين) معرفة مبكرة بعلم القياس. في الصين، تثبت الاكتشافات الأثرية استخدام النظام المتري العشري منذ عام 1600 قبل الميلاد، كما إن الأبعاد الدقيقة للأهرامات المصرية تشهد على إتقان متقدم في القياس.
وتجدر الإشارة إلى أن محاولات عدد من الثوريين في مجال الزمن باءت بالفشل. كان الهدف هو تنفيذ أسابيع مكونة من 10 أيام، وساعات مكونة من 100 دقيقة، ودقائق مكونة من 100 ثانية، بالإضافة إلى التقويم الثوري (التقويم الثوري السوفييتي هو التقويم الذي كان يستخدم في الاتحاد السوفياتي خلال الفترة من 1929 إلى 1940). لكن طريقة حساب الساعات والأيام هي أمر مألوف لدى الجميع، لدرجة أن هذا الإصلاح ظل دائمًا غير شعبي ولم يتم تطبيقه أبدًا.
ولحسن الحظ فإن علم القياس اليوم هو أكثر تعاونًا وقد نشأت مجموعة من المؤسسات الدولية التي ترتبط ارتباطاً وثيقاً ببعضها البعض مثل:
- المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM)
- اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس (CIPM)
- المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM).
حصلت هذه المؤسسات على سلطة التصرف في مسائل القياس العالمي من اتفاقية المتر (معاهدة دبلوماسية بين 51 دولة في البداية، ولكن اليوم تمت الموافقة عليها من قبل جميع الدول تقريبًا).
وتشكل معاهد القياس الوطنية (NMIs)(مثل PTB في ألمانيا، أو LNE في فرنسا) المرحلات المحلية للمؤسسات الدولية.
المعاهد الإقليمية أقل شهرة من المؤسسات الوطنية الأخرى، ومع ذلك فإن دورها مهم ولديها مسؤوليات مثل:
- تسهيل إمكانية التتبع للإنجازات الأولية لـ SI
- تنسيق المقارنات بين معايير القياس الوطنية
- إجراء مراجعات متبادلة للكفاءات الفنية وأنظمة الجودة
- التعاون في مجال البحث والتطوير في علم القياس
- لتشغيل التدريب والتشاور المشترك
- لتبادل القدرات والمرافق التقنية
وأصدرت المؤسسات الدولية مجموعة من الوثائق الأساسية مثل (VIM مفردات القياس الدولية) و (GUM دليل التعبير عن عدم اليقين في القياس) وحددت قواعد الاعتراف المتبادل بين NMIs لمعايير القياس الوطنية.
من المؤكد أننا لن نعبر في المستقبل عن المسافات بالثواني، على الرغم من أن ذلك سيكون منطقيًا تمامًا: 1m يقابل 3.335ns في إشارة إلى سرعة الضوء في الفراغ. وسوف تستمر هذه الحالة. وفي الوقت نفسه، فإننا نقبل حاليًا السنة الضوئية كمسافة.
أهم الاحداث في تاريخ علم القياس الحديث
- 1670م، مقترح لوحدة طول جديدة تعتمد على خط الطول الأرضي.
- 1799م، إنشاء النظام المتري العشري حيث تم تصنيع معيارين بلاتينيين يمثلان المتر والكيلوجرام.
- 1832م، عالم الرياضيات النمساوي غاوس يشجع بقوة تطبيق النظام المتري، جنباً إلى جنب مع النظام الثاني المحدد في علم الفلك، كنظام متماسك من الوحدات للعلوم الفيزيائية؛ إجراء القياسات الأولى للمجال المغناطيسي للأرض.
- 1860م، قام ماكسويل وطومسون بصياغة متطلبات نظام متماسك من الوحدات مع الوحدات الأساسية والوحدات المشتقة.
- 1880م، موافقة اللجنة الكهروتقنية الدولية على مجموعة متماسكة من الوحدات العملية. ومن بينها الأوم للمقاومة الكهربائية، والفولت للقوة الدافعة الكهربائية، والأمبير للتيار الكهربائي.
- 1875م، توقيع اتفاقية المقاييس، التي أنشأت BIPM وأنشأت CGPM وCIPM.
- 1889م، انعقاد المؤتمر الأول لـ CPG.
- 1901م، ما يسمى بالاقتراح لجيورجي، لنظام واحد متماسك رباعي الأبعاد، وذلك بإضافة وحدة رابعة إلى الوحدات الأساسية الثلاث، ذات طبيعة كهربائية مثل الأمبير أو الأوم، وإعادة كتابة المعادلات التي تحدث في الكهرومغناطيسية.
- 1939م، اعتماد نظام رباعي الأبعاد يعتمد على المتر والكيلوغرام والثانية والأمبير، ونظام MKSA، وهو اقتراح وافقت عليه اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس عام 1946م.
- 1954م، إدخال الأمبير والكلفن والكانديلا كوحدات أساسية، على التوالي، للتيار الكهربائي ودرجة الحرارة الديناميكية الحرارية وكثافة الإضاءة.
- 1960م، تم إطلاق اسم النظام الدولي للوحدات، بالاختصار SI، على النظام.
- 1971م، تقديم آخر وحدة أساسية في النظام الدولي للوحدات: المول، باعتباره الوحدة الأساسية لكمية المادة، ليصل إجمالي عدد الوحدات الأساسية إلى سبعة.
- 1999م، التوقيع على CIPM-MRA (اتفاقية الاعتراف المتبادل)، للاعتراف الدولي بمعايير القياس الوطنية.
- 2018م، تم اعتماد تعريف جديد فيما يتعلق بأربع وحدات أساسية.
* مسؤول شعبة قياسات الكتلة والضغط – الجهاز المركزي للتقييس والسيطرة النوعية بجمهورية العراق.
