Globale Einigkeit in der Welt des Messens

(openPR) „Könnte ich bitte drei Kwirrel Kartoffeln bekommen?“ Bei einer solchen Frage auf dem Wochenmarkt wird die Antwort wohl ein großes Fragezeichen sein, denn: Was ist ein Kwirrel? Sollte eine Gewichtseinheit gemeint sein, funktioniert sie offensichtlich nur, wenn alle Beteiligten an dieser Interaktion – inklusive der Waage – davon wissen. Eine gemeinsame Sprache sorgt eben dafür, dass Verständigung möglich wird.

In der wissenschaftlich-technischen Welt hat die Ära der großen Verständigung bereits vor 150 Jahren begonnen. Am 20. Mai 1875 einigten sich die ersten 17 Staaten (darunter etwa auch Deutschland, Frankreich und die USA) darauf, von nun an mit denselben Maßen zu messen, und zwar mit den Einheiten Kilogramm und Meter. Abgeschlossen wurde dazu ein Staatenvertrag, die sogenannte Meterkonvention, die jetzt also ihr
150-jähriges Jubiläum feiert.

Aus den 17 Staaten, die am 20. Mai 1875 ihre Unterschrift unter die Meterkonvention setzten, sind bis heute über 100 geworden – 64 Mitglieds- und 37 assoziierte Staaten. Alle Industrieländer und wirtschaftlichen Schwellenländer sind hier vertreten, sodass diese Gemeinschaft zu deutlich über 90 % zur Weltwirtschaftsleistung beiträgt. Ihr gemeinsames Credo: Wir messen alle mit denselben Maßen, entscheiden gemeinsam über weitere Entwicklungen in der Metrologie, der Wissenschaft vom Messen, und sorgen so für eine einheitliche globale Basis für jedes wirtschaftliche Handeln und jeden wissenschaftlichen Austausch.

Zu den beiden „Ur-Maßen“, dem Kilogramm und dem Meter, sowie der Sekunde, die immer schon allgegenwärtig war, gesellten sich nach und nach weitere physikalische Einheiten, die nötig sind, um die Phänomene der Welt abzubilden, nämlich Einheiten für die Temperatur, die elektrische Stromstärke, die Lichtstärke und die Stoffmenge. Sieben sogenannte Basiseinheiten bilden damit das Rückgrat des Internationalen Einheitensystems SI (Système international d‘unités), in dem die Idee des einheitlichen, metrischen Messens vollständig umgesetzt ist; alles prinzipiell Messbare lässt sich mithilfe dieser Basiseinheiten und den daraus abgeleiteten Einheiten ausdrücken.

Auch wenn, oberflächlich betrachtet, das SI als ein bestens bekanntes und damit abgeschlossenes Gebilde erscheint (alle glauben doch zu wissen, was ein Kilogramm oder ein Ampere ist), ist es vielmehr ein „lebendes System“, das sich ständig fortentwickelt. So wurden im bisher letzten großen Entwicklungsschritt im Jahr 2019, zu dem die PTB maßgeblich beigetragen hat, alle Einheiten mithilfe von Naturkonstanten wie der Lichtgeschwindigkeit, der Elementarladung oder der Planckkonstante definiert. Durch diese Neudefinitionen haben die Einheiten das solideste Fundament bekommen, das sich denken lässt und das für alle Zeiten Bestand haben kann – ein wichtiger Meilenstein, um den technologischen Fortschritt nicht durch unbeständige Ur-Maße (wie etwa das in seiner Masse wankelmütige Ur-Kilogramm) zu behindern. Und der nächste Entwicklungsschritt im Internationalen Einheitensystem zeichnet sich bereits heute ab: Durch die rasante Entwicklung optischer Atomuhren wird es möglich werden, die Sekunde als Einheit der Zeit um Größenordnungen genauer im Vergleich mit den bisherigen Cäsium-Atomuhren zu realisieren. Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM), das beschlussfassende Organ der Meterkonvention, wird darüber in den nächsten Jahren zu entscheiden haben.

Das Einheitensystem steht zudem vor einer weiteren Herausforderung: Was vor 150 Jahren in der analogen Welt begann, ein einheitliches Maßsystem für alle und für alle Zeiten zu schaffen, erfährt nun eine Fortsetzung in der digitalen Welt: Messergebnisse müssen auch in der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine funktionieren, was nur gelingt, wenn das Einheitensystem entsprechend „übersetzt“ wird. Am „Digitalen SI“ wird daher mit hoher Intensität gearbeitet. Auch hier spielt die PTB, als eines der weltweit größten Metrologieinstitute, eine entscheidende Rolle.

In diesem Jubiläumsjahr wird die Erfolgsgeschichte der Meterkonvention an drei Tagen in Paris gefeiert: mit einem Symposium am 20. Mai bei der UNESCO in Paris und mit einer wissenschaftlichen Konferenz zur Zukunft der Metrologie in Versailles am 21. und 22. Mai („From units to universe – future revolutions in metrology“). PTB-Präsidentin Prof. Dr. Cornelia Denz wird dabei die Konferenzsession „The FAIR Digital Revolution“ moderieren. Ausrichter der Veranstaltungen an allen drei Tagen ist jeweils das Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM).
jes/PTB

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