Mittaukset
Miksi sanotaan suureita, jotka eivät johdu toisista suureista?
Kim lähettää Philipille kakkureseptin. Reseptissä sanotaan: "Lisää vähän jauhoja, muutama muna, vähän maitoa, kourallinen sokeria ja ripaus leivinjauhetta. Paista erittäin kuumassa uunissa keskimääräisen pituisen ajan." Kuinka paljon on "vähän jauhoja"? Entä keskimääräinen määrä aikaa? Onko se 15 minuuttia vai yksi tunti?
Philipin lopputuloksena on sotkuinen seos. Eikä hän tiedä, mihin lämpötilaan uuni pitäisi asettaa. Kaikki nämä sanat kuvailevat määriä, jotka ovat erilaisia eri ihmisille. Philipin käsi saattaa olla pienempi kuin Kimin. "Muutama muna" voi tarkoittaa seitsemää Philipille ja kolmea Kimille. Sen sijaan, että sanoo "vähän maitoa", voisi sanoa "neljänneslitra".
Kuka tahansa, jolla on mittakuppi voi mitata neljänneslitran. Mittaukset mahdollistavat ihmisten kommunikoimisen asioiden määristä niin, että kaikki osapuolet tietävät tarkasti sen määrän, jota tarkoitetaan. "Mittaus" tulee alunperin kreikan sanasta "metron", joka tarkoittaa rajoitettua annosta. Metriviivain koostuu pienistä, identtisistä väleistä, jotka ovat peräkkäin muodostaen yhden metrin. Jos kaksi henkilöä käyttää metriviivainta, he molemmat työskentelevät samojen mittasuureiden parissa. Suureet ovat standardeja eli vakioita.
Vaaka näyttää massan painon kilogrammoissa. Ajanottokello mittaa aikaa sekunneissa. Metrit, kilogrammat ja sekunnit ovat standardimittoja. Ne ovat samoja kaikkialla maailmassa. Viivain, vaaka ja ajanottokello ovat standardimittaustyökaluja.
Sellaiset määrät, kuten "kourallinen", "paljon", "vähäsen", "sydämenlyönnin" tai "askeleen verran" ovat erilaisia riippuen siitä, kuka niitä käyttää. Ne eivät ole standardinmukaisia mittoja. Kaikissa tieteissä vain standardiyksiköt ovat mittaamiseen sallittuja. Tämä mahdollistaa kaikkien työskentelyn samassa järjestelmässä. Jos teet kokeen auton kanssa ja sanot sen painavan tuhat kilogrammaa ja että sillä ajettiin kaksikymmentä tuhatta metriä kolmessakymmenessä tuhannessa sekunnissa, kaikki jotka tuntevat standardimitat, tietäisivät kuinka painava auto oli, kuinka pitkän matkan se kulki, ja kuinka kauan aikaa kului matkustaa tuo etäisyys.
No, entä jos haluaisit tietää auton nopeuden? Sinun täytyisi jakaa etäisyys ajalla. Auton nopeus on nolla-pilkku-kuusi- seitsemän metriä per sekunti. (0,67m/s). Nopeus muodostuu pituudesta ja ajasta. Se johdetaan noista kahdesta suureesta.
Pituus ja aika eivät ole johdettuja mistään. Ne ovat perussuureita. Sama juttu on massan kanssa. Se mitataan kilogrammoissa. On toisia suureita, jotka on muodostettu perussuureista.
Esineen pinta-ala saadaan kertomalla kaksi pituutta. Se mitataan neliömetreissä. Se on johdettu kahdesta pituuden mitasta. Tilavuus muodostuu kolmesta eripituisesta mitasta. Ja voima muodostuu massasta kilogrammoina, ja kiihtyvyydestä, joka vuorostaan koostuu metreistä ja sekunneista.
Nopeus, pinta-ala, tilavuus ja voima ovat kaikki johdannaissuureita, koska ne on muodostettu perussuureista, kuten massasta, pituudesta ja ajasta. Standardimittojen opettelemisen jälkeen Philip saa Kimiltä toisenlaisen reseptin. No tämän kanssa hän voi jo työskennellä.