‘De moeizame weg naar een eenheidsmaat: wat kunnen we leren uit de definitie van de meter?’

Voor de Universiteit Van Vlaanderen staat Nick Schryvers stil bij de geschiedenis van de meter.

De tweede helft van de 18^e eeuw was een periode van grote veranderingen in de Westerse wereld. De meesten zullen hierbij vooral denken aan politieke en sociale omwentelingen met als hoogtepunten de Amerikaanse onafhankelijkheidsverklaring op 4 juli 1776 en de Franse revolutie met de bestorming van La Bastille op 14 juli 1789. Maar ook op wetenschappelijk vlak was er heel wat beweging. Na de opkomst van de wetenschappelijke methode in de 16^e en 17^e eeuw, waarin nauwkeurige experimenten de grondslag vormen voor meer omvattende theorieën, werd op het einde van de 18^e eeuw de basis gelegd voor een wereldwijd stelsel van maten en gewichten, noodzakelijk voor een efficiënte werking van deze wetenschappelijke methode, maar ook met een grote invloed op het dagelijks leven.

In Frankrijk alleen al waren er in die periode verschillende honderden maten en gewichten in omloop. Zo woog een pond meel minder dan een pond lood, was de lengtemaat el voor inkoop langer dan die voor verkoop, was de grootte van een pint in elk dorp anders, enz. Die diversiteit was interessant voor handige verkopers, voor lokale handelaars en landeigenaars, maar lastig voor (inter)nationale handel, administratie (bv. belastingen op grond), militaire operaties, en dus zeker ook voor wetenschappelijk onderzoek. De Franse geleerde en astronoom, Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande, sprak van een “ten hemel schreiend misbruik dat van de diversiteit van maten en gewichten werd gemaakt”. Het was ook een bron van ongelijkheid, en net dàt aspect heeft er mee voor gezorgd dat – in de woelige tijd van de Franse revolutie – een expeditie die een wereldwijde standaard voor de meter moest bepalen, werd uitgestuurd door de Franse Académie des Sciences.

De opdracht van deze expeditie was het opmeten van de meridiaan tussen Duinkerke en Barcelona. Dat deze meridiaan mooi door Parijs loopt, was natuurlijk geen toeval, maar werd op wetenschappelijke en technische gronden door alle aan het project deelnemende landen aanvaard. De standaard van de meter zou dan één-tienmiljoenste van de lengte van de Parijse meridiaan van de Noordpool tot de Evenaar worden. Dat is een kwart van de omtrek van de Aarde, vandaar dat we vandaag spreken van een omtrek van de Aarde van 40.000 km. Tegelijk werd de breedtegraad van de eindpunten in Duinkerke en Barcelona gemeten, zodat men wist welk deel van de kwart cirkel op deze manier gemeten was en de volledige omtrek kon bepaald worden.

Vandaag lijkt zo’n opdracht misschien een peulschil, maar op het einde van de 18^e eeuw, toen de afstanden nog met paard en kar afgelegd werden, en zeker tijdens de Franse revolutie, was dit geen sinecure. De opdracht werd in 1792 toevertrouwd aan twee geleerden, de astronomen Jean-Baptiste-Joseph Delambre en Pierre-François-André Méchain. Delambre nam het noordelijk deel voor zijn rekening, Méchain het zuidelijk deel.

Om de totale afstand te meten, maakte men gebruik van driehoeksmeting tussen zichtbare ijkpunten in het landschap en waarbij telkens één lengte en twee hoeken van een driehoek gemeten werden. De eerste lengte (zo’n 6 toenmalige mijl) werd gemeten langs een rechte weg tussen Parijs en Melun (nu de N6). De hoeken werden gemeten met een nieuw precisie-instrument, de hoekmeter van Borda, die ook werd gebruikt om de breedtegraad te bepalen van de eindpunten in Duinkerke en Barcelona op basis van de meridiaanovergang van bekende sterren.

Door allerhande problemen zoals verdwenen ijkpunten (alleenstaande bomen, kerktorens, …), struikrovers, ziekte, beschuldigingen van spionage (o.a. vanwege hun speciale kijkers en spiegels), de oorlog tussen Frankrijk en Spanje, enz. duurde het hele proces 7 jaar i.p.v. de vooropgestelde 7 maanden. Ook de onzekerheid van Méchain over sommige van zijn metingen van de breedtegraad van Barcelona zorgde voor een aanzienlijke vertraging. Pas in het begin van de 19^e eeuw werden wiskundige technieken ontwikkeld waarmee onzekerheid in experimentele metingen kon begrepen en verwerkt worden, deels op basis van de toen reeds beschikbaar gemaakte gegevens van Delambre en Méchain. Een mooi staaltje van het nut van open data, ook vandaag een belangrijk item in de wetenschappelijke wereld. In 1799 – tijdens wat soms beschouwd wordt als de eerste internationale wetenschappelijke conventie – werd uiteindelijk de standaardmaat vastgelegd. Vandaag wordt de meter gedefinieerd als een 1/299.792.458^e deel van de afstand die het licht aflegt in één seconde.

Ondertussen was Napoleon Bonaparte ten tonele verschenen (en werd zelfs lid van de Académie des Sciences). Hij was een groot voorstander van een eenduidige standaard. In 1801 voerde hij het metriek stelsel in (weliswaar nog met oude benamingen) in de eerste Franse Republiek, waar op dat ogenblik ook de Zuidelijke Nederlanden bijhoorden. Maar hoewel de roep naar égalité ook vanuit het volk was gekomen, bleek het niet zo evident om zo’n nieuw stelsel van bovenuit op te leggen en in 1812 zag Napoleon zich genoodzaakt het nieuwe stelsel terug in te trekken en opnieuw lokale maten toe te laten. De voordelen van een ééngemaakte standaard waren voor iedereen duidelijk, maar de implementatie in een bestaand socio-economisch weefsel was minder voor de hand liggend.

Ook vandaag zien we eenzelfde problematiek opduiken: de wetenschappelijke wereld is duidelijk, het klimaatprobleem moet dringend aangepakt worden, maar elke maatregel stuit wel ergens op verzet. De Franse gilets jaunes van vandaag zijn de marktkramers van weleer die niet gehoord werden en onvoldoende tijd kregen om een vlotte omschakeling te verteren. In vergelijking daarmee was de invoering van de eurobiljetten in 2002 een succesverhaal, en ongetwijfeld kunnen collega’s uit de psychologische, sociale, politieke e.a. wetenschappen onze politici uitleggen hoe je zo’n maatschappelijke omschakeling tot een goed einde brengt. Men moet dan wel het klimaat als prioritair probleem behandelen, en al het andere als ondergeschikt durven beschouwen.

De voordelen voor de officiële instanties van een standaardmaat waren echter zo overduidelijk dat bij de onafhankelijkheid van de Nederlanden men in onze contreien de kans schoon zag om die onafhankelijkheid nog wat meer glans te geven door vanaf 1 januari 1820 het metriek stelsel opnieuw in te voeren. Dat het deze keer wel lukte en door iedereen werd aanvaard, was mogelijk mee te danken aan het verlangen om de virtuele afstand met Frankrijk, dat pas in 1840 opnieuw volgde, nog wat te vergroten. Ondanks alle voordelen is het metriek stelsel nog steeds niet wereldwijd als unieke standaard aanvaard, met alle gevolgen van dien (denk maar aan de diameter van een computerscherm die gegeven wordt in inch i.p.v. in cm, maar ook aan het ongeluk met de Mars Climate Orbiter in 1999 dat te wijten was aan fouten in de gebruikte eenheden). Het gevolg is echter wel dat onze regio wereldwijd die regio is waar dit metriek stelsel van maten en gewichten al het langst onafgebroken in gebruik is en we dit jaar de tweehonderste verjaardag van de finale invoering ervan kunnen vieren. Misschien nog een ideetje voor de canon.

Professor Nick Schryvers is experimenteel fysicus en decaan aan de Universiteit Antwerpen.

–