Ölçme
Bilimsel araştırmalarda, sanayi etkinliklerinde ticaret ve iş yaşamında doğru yöntemlerle ölçüm yapma büyük önem taşır. Bu maddede, günlük yaşamda kullanmakta olduğumuz ağırlık ve ölçü birimlerine nasıl ulaşıldığı anlatılmaktadır. En önemli ölçü birimlerini, bu arada İngiliz ve Amerikan standartlarını ve birimleri birbirine dönüştürme katsayılarını içeren tablolar AĞIRLIKLAR VE ÖLÇÜLER maddesinde verilmiştir.
Tarihte insanlar hep ölçü birimlerinden yararlanmışlardır. En eski insanlar ürünlerini birbirleriyle değiş tokuş ederlerdi. Bu dönemde ağırlık ve ölçü birimlerine gereksinim doğdu; çünkü değiş tokuştan önce, ürünlerin nasıl ölçüleceği konusunda görüş birliğine varmak gerekiyordu. Örneğin, bir tas sütün karşılığının kaç tane patates ya da kaç avuç tahıl olduğu üzerinde anlaşmalıydılar. Eğer arazi değiş tokuşunda bulunacaklarsa, bu kez tarlalarını ya adımlayarak ya da uzunluğu belli bir çubuğun yardımıyla ölçmek zorundaydılar. Ancak bundan sonra iki tarlanın büyüklüğü karşılaştırılabilirdi. Bütün bu durumlarda ölçü birimi, tas ya da avuç büyüklüğü, adım ya da çubuk uzunluğu olacaktı.
Ölçü birimlerinden zaman, uzaklık, kütle (ya da ağırlık), sıcaklık, hız ve başka fiziksel büyüklüklerin ölçülmesinde yararlanılır.
Eski zamanlarda insanlar uzunlukları ölçmek için vücutlarının belirli bölümlerinden yararlanırlardı. Eski Mısırlılar’ın kullandığı kübit, kolun dirsekten parmak uçlarına kadar olan bölümünün uzunluğu (yaklaşık 50 cm), dijit ise işaret parmağının genişliğiydi (yaklaşık 2 cm). Yaklaşık 10 santimetreye eşit olan ve bugün hâlâ atların boyunu ölçmekte kullanılan bir el genişliği de gene bir uzunluk birimiydi. Önceleri, kollar açıldığında iki elin parmak uçları arasındaki uzaklık (yaklaşık 1,8 metre) olarak kabul edilen kulaç, denizde derinlik ölçmek için kullanılırdı.
İngiliz ve Amerikan ölçü sisteminde kullanılan ve İngilizce’de “ayak” anlamına gelen fut (çoğulu fit) biriminin (yaklaşık 30 cm) Babilliler’in tuğla ölçümünde kullandıkları bir birimden geldiği sanılmaktadır. Söz konusu Babil birimi bir kübitin üçte ikisine eşitti, yani 33 cm kadardı. Futun ölçüsü zamanla değişti ve bu birim bütün Avrupa’da kullanılır duruma geldi. Romalılar, bir büyüklüğün on ikide biri için unda sözcüğünü kullanırlardı; İngiliz ölçü birimi olan inç de buradan gelir. Gene bir İngiliz ölçü birimi olan paund ya da libre ise onsun on ikide biri olarak geliştirildi; ama bugün bir paund 12 onsa eşittir. Bir inçten kısa olan uzunluklar İngiltere’de arpa boyuyla ölçülürdü.
İngiliz ve Amerikan sisteminde kullanılan uzunluk ölçüsü mil, her biri 220 yarda (201 metre) uzunluğundaki sekiz furlong"dan oluşuyordu. Furlong, İngilizce’de “sabanın izinin uzunluğu” anlamına gelen furrow long sözcüklerinden türetilmişti; furlong, sabanı çeken öküzün hiç dinlenmeden sürebileceği uzunluk olarak kabul edilirdi. Furlong, bugün at yarışlarının yapıldığı alan ölçümleri dışında pek fazla kullanılmamaktadır.
Tarla büyüklüğü, ekilebilecek tohum miktarına ya da toprağı sürmek için gerekli olan zamana bakılarak ölçülebilirdi. İngiliz ve Amerikan sistemindeki alan birimi olan akr, bir günde sürülebilecek tarla büyüklüğü olarak geliştirildi. Az miktarlardaki maddeler buğday ya da arpa taneleriyle tartılarak ölçülebilirdi. Buradan da, İngilizce’de “tane” anlamına gelen greyn ağırlık birimi ortaya çıktı; 700 greyn bir paunda eşit olarak kabul edildi. Sığa ya da hacim ölçüsü kullanımı ise, “sepet dolusu” ya da “kayık yükü” gibi oldukça belirsiz birimler biçiminde gelişti.
Türkiye’de eskiden kullanılan temel uzunluk ölçüsü arşın'dı. Arşın, parmak ucundan dirseğe kadarki uzunluğu temel alırdı; bu bakımdan Eski Mısırlılar’ın kübitine benziyordu. Arşın, “çarşı arşını” ve “mimar arşını” olarak ikiye ayrılıyordu. Bunlardan çarşı arşını bugünkü 68 santimetreye eşitti. Çarşı arşınının sekizde birine rubu, on altıda birine de kerah deniyordu. Mimar arşını ise 75,7 santimetreye eşitti; bu ölçüyü çiftçiler de kullanırdı, bu yüzden de bu birime bazen “zira” da denirdi. Ziranın yarısı kadem, 2,5 katı da kulaç olarak adlandırılırdı. Daha çok kumaş ölçümünde kullanılan endaze ise 60 santimetreye eşitti.
Türkler’in eskiden kullandığı temel ağırlık ölçüsü ise dirhem'di. Bugünkü 3,2 grama karşılık gelen dirhem, 70 arpa tanesinin ağırlığı olarak hesaplanmıştı. 400 dirhem bir okka, 2 okka da bir batman ediyordu; ama okka ile batman arasındaki ilişki yöreye göre değişiyor ve batman 6 okkaya kadar çıkabiliyordu. Daha çok odun tartmakta kullanılan çeki ise 195 okkaya eşitti; bugün de bazı yerlerde kullanılan çeki 250 kg olarak kabul edilir. Kantar ise 44 okka değerindeydi. Daha çok değerli taşlar için ağırlık ölçüsü olarak kırat ve miskal kullanılırdı; kırat dirhemin on altıda biri, miskal ise 1,5 dirhem, yani 24 kırattı.
Eskiden Anadolu’da tahıl ölçümünde kile biriminden yararlanılırdı. İstanbul kilesi yaklaşık 25 kg, başka yerlerde kullanılan kile ise yaklaşık 18 kg gelirdi. Kutu ise kilenin sekizde birine eşitti. Deniz taşımacılığında kullanılan tonilato da 36 kileye eşdeğerdi. Kilenin dörtte birine ise şinik denirdi.
1869’da çıkarılan bir yasayla Osmanlı İmparatorluğu’nda metre sistemine geçme kararı alınmış, ama bu uygulama da pek yaygınlık kazanmamıştır. Metre sistemine asıl 1930’da çıkarılan Ölçüler Yasası’yla geçilmiştir.
Bütün bu ilk ölçü birimleri iki ana nedenle itirazlara neden oluyordu. Birinci neden, vücudun herhangi bir bölümünün büyüklüğüne dayanan bir ölçü biriminin (her insanın boyu, el ve ayak gibi organları farklı uzunluklarda olduğundan) ölçümü yapana göre değişmesiydi. İkincisi ise, dijit, parmak, el, kübit, arşın, dirhem, kile ve kulaç gibi ölçü birimleri arasında hiçbir bağıntının bulunmamasıydı. Bunların hepsi uzunluk ölçümünde kullanılmakla birlikte, herhangi birini öbürüne doğru olarak dönüştürmek olanaksızdı.
Ölçü Standartları
İlk zorluk çeşitli standartlar oluşturularak kısa zamanda aşıldı. Ortaçağda Fransa’da İmparator Şarlman standart ağırlıklar ve ölçüler geliştirmeye çalıştı, ama pek başarılı olamadı. Öte yandan, bu dönemde İngiltere’de çeşitli uzunluk ve ağırlık standartları geliştirilmeye başlandı; örneğin Winchester’da korunan bir çubuk bir yarda için standart olarak kullanılıyordu. Daha sonraki bir standart yarda da, Kral I. Henry’nin kolu ölçülerek oluşturuldu. 1959’a kadar standart yarda olarak
Londra’da, Westminster’da hükümete bağlı Ticaret Dairesi’nce korunan tunç bir çubuğun üzerinde işaretli iki çizgi arasındaki uzaklık temel alındı. Daha sonra bir yarda 0,9144 metre olarak belirlendi. Gene aynı tarihte standart bir paundun 0,45359237 kg olarak alınması kararlaştırıldı (o döneme kadar, özel olarak yapılmış platin bir silindirin kütlesi standart paund olarak kabul ediliyordu). Hacim ya da sığa ölçümü için yeni bir standart birim tanımına gerek duyulmadı; çünkü galon, 1824’te İngiltere Parlamentosu’nda kabul edilen bir yasayla 10 paund ağırlığındaki an suyun 62° Fahrenheit (16,67° santigrat) sıcaklıktaki hacmi olarak zaten belirlenmişti.
İngiliz ve Amerikan Standartları
Eski paund, yarda, akr gibi ölçü birimleri İngiltere’de ortaya çıktı ve kısa zamanda İngilizce konuşulan ülkelere, Amerikan kolonilerine, İngiliz sömürgelerine ve bazı başka ülkelere yayıldı. Britanya İmparatorluğu’nun her yerinde kullanılan bu birimler, “İmparatorluk” ölçü birimleri olarak bilinir.
Bütün İngiliz ve Amerikan ölçü birimi standartları birbiriyle uyumlu değildir. İngiltere’de galon 1824’te tanımlanmıştı; buna karşılık ABD hükümeti, 231 inç küpe (3,785 litreye) eşdeğer olan daha eski “Kraliçe Anne galonu”nu geçerli saydı. Bu nedenle ABD galonu 0,8326 İngiliz galonuna eşittir. Tahıl ya da şeker gibi kuru maddelerin ölçümünde kullanılan bir hacim birimi olan buşıl ABD’de 2.150,42 inç küpe (35,239 litre), İngiltere’de ise 2.219,36 inç küpe (36,386 litre) eşittir. Buşıl günümüzde pek ender kullanılmaktadır.
Ölçüler Arası Bağıntı
Eski ölçü birimlerindeki ikinci güçlük, işaretparmağı genişliği olarak tanımlanan dijit ile önkol uzunluğu olarak tanımlanan kübit arasında temel hiçbir bağıntının olmamasıydı. Bu sorun, kübitin standart olarak belirlenmesi ve öbür uzunluk birimlerinin bunun kesri ya da katı olarak alınması yoluyla çözüldü. Böylece Mısır’da dijit, kübitin 28’de l ’i, kulaç ise kübitin dört katı olarak belirlendi.
Metre Sistemi
18. yüzyıl sonunda gerçekleşen Fransız Devrimi’nden sonra kurulan yeni hükümet, metre adı verilen yeni bir uzunluk birimi kabul etti. Bu birim, Kuzey Kutbu ile ekvator arasındaki yerküre uzunluğunun 10 milyonda biri olarak düşünülmüştü ve yaklaşık bir yarda kadardı. Metre temel alınarak, litre denen bir hacim birimi ile gram denen bir ağırlık birimi oluşturuldu. Metre ve kilogram standardı olarak platin bir çubuk ile aynı metalden bir silindir yapıldı. (1 kilogram 1.000 grama ya da yaklaşık 2,2 paunda eşittir.) 1875’te metre sisteminin öbür ülkelere yayılmasını sağlamak için Paris’in bir banliyösü olan Sevres’de Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu kuruldu. Metre ve kilogram standartlarının örnekleri yapıldı ve çeşitli ülkelere gönderildi. Daha sonra bu büro, sıcaklık, ışık parlaklığı, atmosfer basıncı ve elektrik akımı şiddeti gibi öbür fiziksel büyüklüklerin ölçüm standartlarının belirlenmesinde de görev aldı. Bu çalışmanın sonunda Fransızca adıyla Systeme Internationale d ’Unites (Uluslararası Birimler Sistemi) ortaya çıktı; bu sistem genellikle SI kısaltmasıyla bilinir.
1950’lere kadar standart metre olarak, platin-iridyum metalleri karışımından yapılmış olan bir çubuktan yararlanıldı; bu çubuk Sevres’de korunurdu. Daha sonra değişme ya da kaybolma olasılığı bulunmayan ve bir başka yerde de bilim adamlarınca elde edilebilecek bir standartın bulunmasına karar verildi. Böylece metrenin uzunluğu, kripton-86 gazının çıkardığı turuncu ışık dalga boyunun 1.650.763,73 katı olarak belirlendi. (Dalga boyu, IŞIK maddesinde açıklanmıştır.)
1968’de İngiliz hükümeti bir dizi alanda metre sistemine geçilmesine karar verdi ve yarda ya da paund gibi İngiliz ölçü birimleri yerine metre ve kilogram gibi metre sistemi birimlerini kullanmaya başlayanlara yardımcı olmak için Metreleştirme Dairesi’ni kurdu. Yarda ve paunda dayalı birimler sistemini kullanmayı resmi olarak bugün de sürdüren dünyadaki başlıca iki ülke ABD ve Kanada’dır.
Kilogram, bir cisimdeki madde miktarı demek olan kütle'’yi ölçmeye yarayan bir birimdir. Günlük konuşma dilinde, kütle anlamına gelmek üzere ağırlık sözcüğü kullanılır. Ama bir bilim adamı için ağırlığın farklı bir anlamı vardır. Metre sisteminde 1.000 kilograma eşit olan ton ABD'de 2.000 paunda, İngiltere’de ise 2.240 paunda eşittir.
Zaman
Ölçülmesi gereken bir başka önemli büyüklük de zamandır. Yıl, ay, gün gibi zaman birimleri TAKVİM maddesinde açıklanmıştır. Kısa zaman aralıkları önceleri bir mumun yanıp bitmesi sırasında geçen süre olarak ya da kum saatiyle ölçülmüştür. Ama 1581 ’de İtalyan bilgin Galileo Galilei belirli uzunluktaki bir sarkacın ne kadar şiddetle sallanırsa sallansın ya da hangi ağırlıkta olursa olsun, belirli bir süre içinde hep aynı sayıda salmımda bulunduğunu keşfetti. Bu keşif, zamanı duyarlı biçimde gösteren saatlerin yapımını olanaklı kıldı. Zaman ölçümüne yarayan laboratuvar aygıtları bugün kuvars kristalleriyle denetlenmektedir; kuvars kristali, elektrik uygulandığında mutlak olarak sabit bir hızla titreşimde bulunur. Günümüzde saniye, sezyum-133 atomlarının çıkardığı ışınımlardan birinin frekansına dayalı olarak tanımlanmaktadır.
