A ascuns un număr care nu se potrivea. Nu era greșeala lui
Metrul s-a născut dintr-un drum de o mie șaptezeci și cinci de kilometri, măsurat din turn în turn între Dunkerque și Barcelona, în anii războiului și ai Terorii. La capătul sudic, Pierre Méchain a citit latitudinea din două locuri aflate la mai puțin de doi kilometri unul de altul, și a obținut două răspunsuri diferite.
Colegul lui a înțeles de ce abia după ce i-a citit registrele, la ani după moartea lui.
Paris, 1791
O unitate pentru toată lumea
Înainte de metru, Franța măsura cu piciorul regelui, cu cotul, cu prăjina și cu stânjenul, iar fiecare oraș avea versiunea lui. Un negustor care trecea dintr-un târg în altul schimba unitățile ca pe monede. Adunarea a cerut o măsură pe care nimeni să nu o poată revendica. Regele avea piciorul lui; măsura cea nouă urma să vină din Pământ.
Comisia a ales un sfert de meridian, drumul de la ecuator până la pol, și a hotărât că metrul va fi o parte din el. Rămânea partea grea. Nimeni nu putea merge până la pol. Se putea însă măsura o bucată din meridian cu mare precizie, iar restul se calcula.
Bucata aleasă trecea prin Franța de la un capăt la altul, de la Dunkerque până la Barcelona, fiindcă traversa paralela de 45 de grade și avea ambele capete la nivelul mării.
Ce parte dintr-un sfert de meridian trebuia să fie metrul?
A zecea milioana parte. Sfertul de meridian urma să aibă exact zece milioane de metri, iar de aici vine și kilometrul: zece mii de kilometri de la ecuator la pol.
Dunkerque și Barcelona, 1792
Doi oameni, două direcții
Jean-Baptiste Delambre a pornit spre sud de la Dunkerque. Pierre Méchain a pornit spre nord de la Barcelona. Urmau să se întâlnească pe la Rodez, la mijloc.
Nimeni nu a măsurat linia pas cu pas. Se măsurau unghiuri. Dintr-un turn se vizau alte două turnuri și se nota unghiul dintre ele, apoi observatorul se muta la turnul următor. Astfel drumul se acoperea cu triunghiuri lipite unul de altul, iar o singură distanță măsurată pe pământ, undeva pe traseu, dădea mărimea tuturor celorlalte.
Instrumentul era cercul repetitor al lui Borda. Metoda era simplă și eficientă: în loc să citești unghiul o dată, îl măsori de zeci de ori, adunându-l pe cadran, iar la urmă împarți. Micile erori de citire cad de o parte și de alta și se compensează.
Un observator măsoară același unghi de mai multe ori. Ce se întâmplă cu eroarea?
Scade, dar nu la fel de repede pe cât ai crede: ca rădăcina numărului de citiri. Ca să înjumătățești eroarea îți trebuie de patru ori mai multe măsurători. Și ceva ce cercul nu poate repara: dacă instrumentul are un defect care face toate citirile prea mari sau toate prea mici, repetarea măsurătorii nu îndreaptă eroarea.
Melun, 1798
Singura distanță măsurată pe pământ
Triunghiurile dau forma lanțului, însă nu și mărimea lui. Pentru mărime trebuia o linie dreaptă, măsurată pe teren, cu rigle așezate cap la cap.
Au ales un drum neted lângă Melun și au întins pe el rigle de platină și aramă, una după alta, zile în șir. Fiecare riglă se dilată la căldură, așa că fiecare așezare cerea și citirea temperaturii. O a doua linie, lângă Perpignan, la celălalt capăt al lanțului, servea drept verificare: mărimea ei se putea calcula din triunghiuri, pornind de la Melun, și apoi se compara cu ce arătau riglele.
Aceasta este singura parte a poveștii în care o distanță a fost măsurată direct pe teren.
Cele două linii măsurate pe pământ, la Melun și lângă Perpignan, se află la peste șase sute de kilometri una de alta. La ce folosea a doua?
Ca verificare. Mărimea celei de a doua linii se putea calcula din triunghiuri, pornind de la prima. Dacă rezultatul calculat și cel măsurat se potriveau, tot lanțul dintre ele era bun.
Orléans, 23 decembrie 1793
Scos din comisie, în mijlocul măsurătorii
Doi oameni care urcau în turnuri și în clopotnițe cu instrumente de alamă, într-o țară aflată în război, treceau ușor drept spioni. Delambre a fost oprit, i s-au cerut pașapoartele, i s-au rupt sigiliile de pe lăzi.
Lovitura serioasă a venit însă de la Paris. O scrisoare a președintelui comisiei temporare a greutăților și măsurilor, scrisă pe 9 nivôse, îl anunța că un decret din 3 nivôse scosese șase membri, printre care și el, și că trebuia să înceteze lucrul. În calendarul nostru, decretul este din 23 decembrie 1793.
Delambre a cerut voie să termine măcar stațiile de la Châtillon și Pithiviers și să lege triunghiurile până la două clopotnițe care s-ar fi putut regăsi oricând. Între timp, scrie el, s-a grăbit să facă ce ceruse, fără să aștepte răspunsul.
Ce a făcut Delambre după ce a aflat că a fost scos din comisie?
A continuat. Scrie chiar el că s-a grăbit să facă ce propusese, ca să nu se piardă trei luni de muncă. Măsurătoarea s-a oprit totuși pentru mai bine de un an.
Barcelona, 1792 și 1793
Numărul care nu se potrivea
Méchain și-a așezat instrumentele în castelul de pe Montjuïc, deasupra portului, și a citit latitudinea din stele. Apoi războiul dintre Franța și Spania l-a ținut în oraș, iar ca să nu piardă timpul a măsurat latitudinea din nou, de la Fontana de Oro, o clădire din oraș.
Distanța dintre cele două locuri se știa din triunghiuri, așa că a doua valoare putea fi recalculată pentru primul loc și pusă alături de cea măsurată acolo. Delambre le dă ca fiind la 900 de stânjeni unul de altul.
Nu s-au potrivit. Cele două răspunsuri pentru același punct rămâneau la 3,4 secunde de arc unul de altul. Pe teren, atâta latitudine înseamnă aproximativ 105 metri.
Ai în mână două latitudini pentru același capăt al meridianului, care nu se potrivesc. Ce faci?
Méchain a pomenit observațiile de la Barcelona în fața comisiei doar în treacăt, ca pe niște măsurători mai puțin sigure. Despre diferență nu a spus nimic. Delambre a scris mai târziu că din ea Méchain „a făcut un mister față de Comisie, ca și față de mine” („dont Méchain a fait mystère à la Commission, ainsi qu'à moi”) și că ea a fost motivul pentru care voia să se întoarcă în Spania.
Paris, 1799 și 1810
Cât a costat tăcerea
În 1799 comisia a adunat rezultatele și a fixat metrul. Bara de platină a fost depusă în arhive, iar valoarea aleasă a fost 443,295936 linii din stânjenul din Peru.
Delambre scrie limpede, în volumul al treilea, tipărit în 1810, ce nu avusese comisia pe masă: „La commission, qui n'avoit pas connoissance des observations de Barcelone, et qui n'a pris que les nombres de Bouguer, en a conclu l'aplatissement 1/334, et le mètre 443ˡ295936.” Comisia nu văzuse observațiile de la Barcelona, iar turtirea Pământului a scos-o din numerele lui Bouguer, măsurate în Peru.
Apoi Delambre face singur scăderea care contează. Socotit numai cu Montjuïc, metrul iese 443,3076 linii. Socotit și cu observațiile de la Barcelona, iese 443,328. Diferența, scrie el, este de 0,0204 linii.
Atâta a adus în metru măsurătoarea pe care Méchain o ținuse pentru el. Cât înseamnă 0,0204 linii?
Patruzeci și șase de miimi de milimetru. Delambre scrie, după ce citise tot: „Après le plus mûr examen je ne trouvais rien ou presque rien à changer aux moyennes qu'il avait adoptées” — nimic sau aproape nimic de schimbat la mediile lui Méchain, așa că toate socotelile comisiei rămâneau în picioare.
Castellón de la Plana, 20 septembrie 1804
Întoarcerea
Méchain a cerut cu o stăruință care i-a mirat pe toți să fie el cel care prelungește meridianul spre sud, dincolo de Barcelona. A spus că planul îi aparține și că nimeni nu i-l poate disputa. Nu i s-au putut împotrivi.
A dus triunghiurile până la Tortosa, a recunoscut stațiile până la Cullera și a găsit un loc pentru o linie de șase mii de stânjeni pe malul Albuferei. Mai avea șase sau șapte triunghiuri.
S-a îmbolnăvit de o febră răspândită în acele locuri, după ani de efort. A murit pe 20 septembrie 1804. Delambre scrie că, în delir, își cerea mereu manuscrisele și că au fost puse pe patul lui ca să-l liniștească. După moartea lui Méchain, manuscrisele au fost trimise înapoi la Paris.
Ce a găsit Delambre când a citit, în sfârșit, registrele lui Méchain?
„Après le plus mûr examen je ne trouvais rien ou presque rien à changer aux moyennes qu'il avait adoptées”, scrie Delambre. Toate socotelile comisiei rămâneau în picioare. Méchain omisese însă o parte din observațiile de la Paris și pe cele de pe teren care se depărtau prea mult de medii.
Paris, 1810 și 1912
Ce a pus Delambre în tipar
Ce a făcut Delambre cu diferența de la Barcelona se poate citi tipărit, încă din 1810, și nu lasă loc de întors: „Cette différence est une preuve évidente des irrégularités de la terre.” Această diferență este o dovadă limpede a neregularităților Pământului.
Explicația cu instrumentul nu era a lui. O consemnează ca părere a altora, „on a pensé”, și apoi argumentează împotriva ei: un asemenea defect ar fi posibil la un cerc, însă e mult mai puțin probabil la două, iar la Barcelona lucraseră amândouă.
Delambre știa foarte bine ce poate muta o latitudine citită din stele. În altă parte a lucrării discută părerea iezuiților Maire și Boscovich, după care, la Perpignan, apropierea Pirineilor ar fi putut abate firul cu plumb al instrumentului spre sud. Un fir cu plumb nu arată spre centrul Pământului; îl trag într-o parte munții și rocile grele din preajmă. Montjuïc este un deal lângă mare.
Și mai este ceva. Latitudinea pe care Delambre o calculează pentru Perpignan, un punct aflat departe de Barcelona pe același lanț, „s'accorde beaucoup mieux avec les observations de Barcelone qu'avec celles de Montjouy”. Se potrivește mult mai bine cu măsurătoarea ascunsă decât cu cea publicată.
Judecata despre om a rămas în manuscrisul pe care Delambre l-a lăsat la moartea sa, în 1822, tipărit abia în 1912. Acolo scrie că Méchain ar fi putut micșora simțitor „neregularitățile pe care i s-a părut mai scurt să ni le ascundă cu totul”.
Trei lucruri de încercat
Cercul repetitor: ce erori se micșorează și ce erori rămân
Schimbă numărul de citiri. Punctele sunt citiri individuale, iar linia groasă este media lor. Apoi pune pe instrument un defect care trage toate citirile în aceeași parte și privește ce se întâmplă cu media.
Trei valori tipărite pentru același metru
Toate trei sunt în cărțile vremii. Alege una și vezi cât o desparte de celelalte, în linii din stânjenul din Peru și în milimetri.
Unde cade orașul tău pe arcul lor
Arcul măsurat ține de la Dunkerque până la Montjuïc, adică nouă grade și patruzeci de minute de latitudine. România se află în aceeași fâșie.
Pe scurt, numerele poveștii
| Arcul măsurat, de la Dunkerque la Montjuïc | 551.571,6 stânjeni, adică 1.075 de kilometri |
|---|---|
| Arcul, în latitudine | 9 grade 40 de minute 24 de secunde |
| Stații principale în lanț | 96, plus 34 de puncte secundare |
| Diferența pe care Méchain a ținut-o pentru el | 3,4 secunde de arc, adică vreo 105 metri pe pământ |
| Distanța dintre cele două locuri din Barcelona | 900 de stânjeni, adică 1.754 de metri |
| Metrul fixat de comisie, 1799 | 443,295936 linii din stânjenul din Peru |
| Metrul socotit numai cu Montjuïc, Delambre 1810 | 443,3076 linii |
| Metrul socotit și cu Barcelona, Delambre 1810 | 443,328 linii |
| Cât au adus observațiile ascunse, după scăderea lui Delambre | 0,0204 linii, adică 46 de miimi de milimetru |
| Cât este metrul mai scurt decât a zecea milioana parte din sfertul de meridian | 0,197 milimetri |
Joc: ce a fost și ce nu a fost
Opt afirmații. Alege, apoi vezi ce spun sursele.
Metrul a fost măsurat pas cu pas, pe toată lungimea meridianului.
Pe pământ s-au măsurat doar două linii drepte, lângă Melun și lângă Perpignan. Restul drumului, peste o mie de kilometri, a fost calculat din unghiuri luate din turn în turn.
Delambre, Base du système métrique décimal, tome III, Paris, 1810
Comisia a fixat metrul fără să fi văzut observațiile de la Barcelona.
Delambre scrie chiar el, în 1810: „La commission, qui n'avoit pas connoissance des observations de Barcelone, et qui n'a pris que les nombres de Bouguer, en a conclu l'aplatissement 1/334, et le mètre 443ˡ295936.”
Delambre, Base du système métrique décimal, tome III, Paris, 1810
Delambre a descoperit că Méchain inventase numere.
Delambre scrie că nu a găsit „rien ou presque rien à changer” la mediile lui Méchain. Ce a găsit este altceva: Méchain omisese o parte din observații și schimbase uneori unghiuri observate ca seriile să se potrivească mai bine, iar despre diferența de la Barcelona nu spusese nimic.
Delambre, Grandeur et figure de la Terre, manuscris publicat de G. Bigourdan, Paris, 1912
Delambre scrie că cele două locuri din Barcelona se află la 900 de stânjeni unul de altul.
900 de stânjeni înseamnă 1.754 de metri, iar Delambre subliniază tocmai apropierea lor: o diferență atât de mare între două puncte atât de apropiate i s-a părut dovada limpede a neregularităților Pământului. Latitudinile din propriul lui tabel le despart însă cu ceva mai mult, așa că numărul rămâne al lui.
Delambre, Grandeur et figure de la Terre, manuscris publicat de G. Bigourdan, Paris, 1912
Delambre a lăsat nelămurit dacă diferența de la Barcelona venea de la instrument sau de la Pământ.
A tipărit răspunsul în 1810, fără ocolișuri: „Cette différence est une preuve évidente des irrégularités de la terre.” Explicația cu instrumentul o dă ca părere a altora și argumentează împotriva ei.
Delambre, Base du système métrique décimal, tome III, Paris, 1810
Delambre a fost scos din comisia însărcinată cu metrul, chiar în timpul măsurătorilor.
Un decret din 3 nivôse anul II, adică 23 decembrie 1793, a scos șase membri, printre care și el, și i-a cerut să înceteze lucrul. A aflat printr-o scrisoare din 9 nivôse.
Delambre, Base du système métrique décimal, tome I, Paris, 1806
Măsurătoarea ascunsă de Méchain ar fi schimbat mult lungimea metrului.
Delambre face singur scăderea: metrul socotit numai cu Montjuïc iese 443,3076 linii, iar cu observațiile de la Barcelona 443,328. Diferența este de 0,0204 linii, adică 46 de miimi de milimetru.
Delambre, Base du système métrique décimal, tome III, Paris, 1810
Delambre a ajuns să creadă că măsurătoarea ascunsă se potrivea mai bine cu latitudinea calculată pentru Perpignan.
Scrie că latitudinea rezultată pentru Perpignan „s'accorde beaucoup mieux avec les observations de Barcelone qu'avec celles de Montjouy”.
Delambre, Grandeur et figure de la Terre, manuscris publicat de G. Bigourdan, Paris, 1912
Ce nu se poate ști din surse
- De ce a tăcut Méchain. Nu se cunoaște nicio explicație lăsată de el. Tot ce se spune aici despre motivele lui provine din însemnările lui Delambre, scrise după moartea lui Méchain.
- Cât de mare era diferența, exact. Lucrarea tipărită în 1810 o dă de 3,24 secunde de arc, iar manuscrisul publicat în 1912 o dă de 3,4. Pagina folosește 3,4 și spune de unde vine.
- Cât de departe sunt cele două locuri din Barcelona. Delambre scrie 900 de stânjeni, însă latitudinile din propriul lui tabel le despart cu mai mult. Numărul de aici este al lui.
- Volumul al doilea al lucrării, unde sunt tipărite observațiile de la Barcelona, nu a putut fi citit pentru pagina asta. Nicio afirmație de aici nu depinde de el.
Surse
Lanțul de pe hartă este desenat din tabelul al cincilea tipărit de Delambre, care dă pentru fiecare dintre cele 96 de stații principale distanța față de meridianul Dunkerque-ului și latitudinea observată. Pozițiile sunt calculate din distanțele măsurate, iar longitudinile tipărite alături servesc drept verificare. Opt stații unde cele două coloane ale lui Delambre nu se potrivesc între ele sunt trecute ca atare în evidența proiectului.
- Delambre, Base du système métrique décimal, tome I, Paris, 1806. india.history.resource.17954
- Delambre, Base du système métrique décimal, tome III, Paris, 1810. india.history.resource.14827
- Delambre, Grandeur et figure de la Terre, manuscris publicat de G. Bigourdan, Paris, 1912. grandeuretfigure00dela
- Coastele și râurile: Natural Earth, 10 m, domeniu public.