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Il mwbqBureau international des poids et mesures (in mwbgitaliano mwbwUfficio internazionale dei pesi e delle misure), abbreviato come mwcaBIPM, è un'organizzazione di mwcqmetrologia, uno dei tre organismi costituiti su base internazionale al fine di mantenere il mwcgSistema internazionale di unità di misura, nei termini stabiliti dalla mwcwConvenzione metricacite-ref-bipm-com-about-us-1-0[1].

• Descrizione

• Storia

• XIX secolo

• XX secolo

• Mappa

• Note

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Gli altri due organismi con questo incarico sono:

• la mwhqConférence générale des poids et mesures (mwhgCGPM)

• il mwiaComité international des poids et mesures (mwiqCIPM)

Il mwiwBureau ha sede nel mwjamwjqPavillon de Breteuil a mwjgSèvres, nel mwjwparco di Saint-Cloud, nei dintorni di mwkaParigi, dove gode di uno status di mwkqextraterritorialità parzialecite-ref-2[2].

Come viene dichiarato nel suo mwlwsito webcite-ref-bipm-com-about-us-1-1[1]:

«Compito del BIPM è quello di assicurare la uniformità in tutto il mondo delle

misurazioni

e la loro tracciabilità fino al

Sistema internazionale di unità di misura

.

Esso agisce per questo fine con l'autorità della Convenzione del Metro, un trattato diplomatico sottoscritto da 51 nazioni; esso opera attraverso una serie di Comitati consultivi i cui membri sono i laboratori nazionali di metrologia degli Stati membri della Convenzione e mediante il lavoro del suo stesso laboratorio.

Il BIPM sviluppa la ricerca riguardante le misurazioni. Organizza e partecipa a confronti internazionali dei campioni nazionali delle unità di misura e sviluppa procedure di taratura per gli Stati membri.»

Presso la sede del mwngBureau è depositato il prototipo internazionale del mwnwchilogrammo (unità di misura della mwoamassa nel mwoqSI). Il 20 maggio 2019 la massa è stata l'ultima grandezza fondamentale del SI ad essere riferita ad una mwogcostante fisica (≈4,595×10mwow7 mwpamP), anziché ad un campione materialecite-ref-3[3].

Tutte le altre mwqgsette grandezze fondamentali sono state negli anni riferite a costanti matematiche o fisiche in modo da semplificare le operazioni di calibrazione e per non dover più fare affidamento su campioni che per quanto ben conservati tendono a mutare nel tempocite-ref-4[4].

Nel corso della 26ª Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, che si è tenuta dal 13 al 16 novembre 2018 a Versailles, il chilogrammo è stato ridefinito e di conseguenza il campione conservato presso il Bureau assume semplicemente un valore storico e documentalecite-ref-5[5].

La legge del 18 Germinal, Anno III (17 aprile 1795) istituì il mwtgsistema metrico in Francia. Il 22 giugno 1799, due mwtwunità di misura mwuastandard di mwuqplatino rappresentativi del mwugmetro e del mwuwchilogrammo furono depositati negli mwvaarchivi nazionali francesicite-ref-8-6-0[6].

La mappa Dufour (in francese: Carte Dufour), la prima mappa topografica della mwwwSvizzera per la quale il mwxametro fu adottato come unità di lunghezza, vinse la medaglia d'oro all'mwxqEsposizione universale di Parigi del 1855cite-ref-7[7]cite-ref-8[8]. Tuttavia, le linee di base per questa mappa furono misurate nel 1834 con aste di misurazione lunghe tre toise calibrate su una toise realizzata nel 1821 da mwzgJean Nicolas Fortin per mwzwFriedrich Georg Wilhelm von Struvecite-ref-1-9-0[9]cite-ref-0-10-0[10] La misurazione dell'mwcaarco geodetico di Struve si estese per un periodo di quarant'anni e diede inizio a una collaborazione scientifica internazionale tra l'mwcqImpero russo e i mwcgregni di Svezia e Norvegia, con il coinvolgimento di astronomi di spicco come Friedrich Georg Wilhelm von Struve, mwcwFriedrich Wilhelm Bessel, mwdaCarl Friedrich Gauss e mwdqGeorge Biddell Airycite-ref-5-11-0[11].

A margine dell'Esposizione universale (1855) e del secondo Congresso di Statistica tenutosi a Parigi, venne creata un'associazione con l'obiettivo di ottenere un sistema decimale uniforme di misure, pesi e valute. Sotto l'impulso di questa associazione, durante l'mwewEsposizione universale di Parigi (1867) sarebbe stato creato un Comitato per i Pesi, le Misure e le Monete (in francese: Comité des poids, mesures et monnaies) che avrebbe chiesto l'adozione internazionale del mwfasistema metricocite-ref-12[12]cite-ref-8-6-1[6].

Molte misurazioni dei gradi di longitudine lungo i paralleli centrali in mwhgEuropa furono pianificate e in parte eseguite già nella prima metà del XIX secolo; tuttavia, queste acquisirono importanza solo dopo l'introduzione del mwhwtelegrafo elettrico, grazie al quale la determinazione delle longitudini tramite mwiaosservazioni astronomiche ha raggiunto un grado di precisione molto più elevato. Il momento più importante è stata la misurazione effettuata in prossimità del 52° mwiqparallelo di latitudine nord, che si estende da mwigValentia in mwiwIrlanda fino a mwjaOrsk, nei mwjqmonti Urali meridionali, coprendo 75° di mwjglongitudinecite-ref-0-10-1[10]. Friedrich Georg Wilhelm von Struve, che deve essere considerato il padre delle misurazioni di mwkwlatitudine russo-scandinave, fu l'autore di questa ricerca. Dopo aver preso gli accordi necessari con i governi nel 1857, li trasferì a suo figlio Otto , il quale, nel 1860, ottenne la collaborazione dell'mwlaInghilterracite-ref-13[13].

Nel 1858, fu istituita una Commissione Tecnica mwmgEgiziana per continuare, adottando le procedure istituite in Europa, il lavoro catastale, inaugurato, sotto mwmwMehmet Ali mediante la cassaba (Qaṣbah قصبة, un'antica unità di misura araba)cite-ref-14[14]. Questa Commissione suggerì al mwoaViceré mwoqSa'id Pascià l'idea di costruire dispositivi geodetici che furono commissionati in Francia. Il mwogKhedivè affidò a Ismail Mustafa al-Falaki lo studio, in Europa, dell'apparato di precisione calibrato rispetto al metro destinato a misurare le linee di base geodetiche e già costruito da Jean Brunner a Parigi. Ismail Mustafa ebbe il compito di eseguire gli esperimenti necessari per determinare i coefficienti di mwowespansione termica dei due righelli di mwpaplatino e mwpqottone e di confrontare lo standard egiziano con uno standard noto. Lo standard spagnolo progettato da Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero e Frutos Saavedra Meneses fu scelto per questo scopo, poiché era servito da modello per la costruzione dello standard egiziano. Inoltre, lo standard spagnolo era stato confrontato con la doppia toise n. 1 di Borda, che serviva da modulo di confronto per la misurazione di tutte le linee di base geodetiche in mwpgFranciacite-ref-15[15]cite-ref-16[16].

Nel 1860, il governo russo, su sollecitazione di mwsaOtto Wilhelm von Struve, invitò i governi di mwsqBelgio, Francia, Prussia e Inghilterra a combinare le proprie triangolazioni per misurare la lunghezza di un arco di mwsgparallelo a 52° di latitudine. L'obiettivo era verificare l'accuratezza della forma e delle dimensioni della Terra, derivate dalle misurazioni dell'arco meridiano. La combinazione di queste misurazioni richiedeva il confronto degli standard di lunghezza utilizzati nei diversi paesi. Il governo britannico invitò i governi di Francia, Belgio, Prussia, Russia, mwswIndia, mwtaAustralia, mwtqAustria, mwtgSpagna, mwtwStati Uniti e mwuaCapo di Buona Speranza a inviare i propri standard all'ufficio dell'mwuqOrdnance Survey di Southampton. Vale la pena notare che gli standard geodetici di Francia, Spagna e Stati Uniti erano basati sul mwugsistema metrico, mentre quelli di Prussia, Belgio e Russia erano calibrati rispetto alla toise, il più antico standard fisico essendo la Toise del Perù, che era stata costruita nel 1735 come standard di riferimento per la mwuwmissione geodetica francese all'Equatore, condotta nell'attuale mwvaEcuador dal 1735 al 1744cite-ref-2-17-0[17]cite-ref-0-10-2[10].

Nel 1861, mwxgJohann Jacob Baeyer, allievo di Friedrich Bessel, propose la creazione dell'Associazione per la Misurazione dei Gradi nell'Europa Centrale (mwxwMitteleuropäische Gradmessung), il cui obiettivo era una nuova determinazione delle anomalie nella forma della Terra attraverso precise triangolazioni geodetiche, combinate con misurazioni gravitazionali. Lo scopo era determinare il mwyageoide utilizzando misurazioni gravimetriche e lavori di livellamento topografico, al fine di ottenere una comprensione accurata dello sferoide terrestre, tenendo conto delle variazioni locali di gravità e altitudinecite-ref-18[18]cite-ref-4-19-0[19]. Nel 1864, quando mw0qDanimarca, mw0gSassonia-Coburgo e Gotha, mw0wPaesi Bassi, Russia (attraverso la mw1aPolonia), Svizzera, Baden, Sassonia, mw1qItalia, Austria, mw1gSvezia, mw1wNorvegia, Baviera, Meclemburgo, Hannover e Belgio decisero di partecipare, la mw2atoise utilizzata da Bessel fu adottata come standard geodetico internazionalecite-ref-3-20-0[20]cite-ref-1-9-1[9].

Membro fondatore del mw4gComitato Internazionale della Croce Rossa, mw4wGuillaume Henri Dufour contribuì alla creazione dell'Associazione Geodetica Internazionale come membro della Commissione Geodetica Svizzera dal 1861cite-ref-21[21]. Nel 1866, a mw6aNeuchâtel, Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero proposto l'adesione della mw6qSpagna all'associazione geodeticacite-ref-22[22]. L'uso del metro da parte di Ferdinand Rudolph Hassler, che era stato un argomento a favore dell'introduzione del Metric Act del 1866 che consentiva l'uso del metro negli Stati Uniticite-ref-23[23], probabilmente ha giocato un ruolo importante anche nella scelta del metro come unità scientifica internazionale di lunghezza e nella proposta, nel 1867cite-ref-8-6-2[6], dell'European Arc Measurement (in tedesco: mw9gEuropäische Gradmessung) di "istituire un ufficio europeo internazionale di pesi e misure" a questo scopocite-ref-3-20-1[20]cite-ref-24[24].

Nel frattempo, Friedrich Bessel fu responsabile delle indagini del XIX secolo sulla forma della Terra, basate sulla determinazione della gravità tramite il pendolo e il mwaquteorema di Clairaut. I suoi studi, condotti tra il 1825 e il 1828, e la determinazione della lunghezza del mwaqypendolo che batté il secondo a mwaqcBerlino, segnarono l'inizio di una nuova era nella geodesia sette anni dopo. Infatti, il pendolo reversibile, così come utilizzato dai geodeti alla fine del XIX secolo, deve molto al lavoro di Bessel, poiché né mwaqgJohann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger, il suo inventore, né mwaqkHenry Kater, che lo utilizzò nel 1818, apportarono i miglioramenti derivanti dalle preziose intuizioni di Bessel, che trasformarono il pendolo reversibile in uno degli strumenti più affidabili a disposizione degli scienziati del XIX secolo. Il pendolo reversibile costruito dai fratelli Repsold fu utilizzato in mwaqoSvizzera nel 1865 da Émile Plantamour per misurare la gravità in sei stazioni della rete geodetica svizzera. Seguendo l'esempio della Svizzera e sotto l'egida dell'Associazione Geodetica Internazionale, mwaqsAustria, mwaqwBaviera, mwaq0Prussia, mwaq4Russia e mwaq8Sassonia hanno effettuato misurazioni gravimetriche nei rispettivi territoricite-ref-7-25-0[25].

Nel 1869, l'mwaruAccademia delle Scienze di San Pietroburgo inviò all'Accademia delle Scienze francese una relazione redatta da Otto Wilhelm von Struve, Heinrich von Wild e mwaryMoritz von Jacobi, invitando la controparte francese ad intraprendere un'azione congiunta per garantire l'uso universale del sistema metrico in tutti i lavori scientificicite-ref-26[26]cite-ref-8-6-3[6].

Come affermato da Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero, se la metrologia di precisione aveva avuto bisogno dell'aiuto della geodesia, quest'ultima non avrebbe potuto continuare a prosperare senza l'aiuto della metrologia. Infatti, esprimere tutte le misurazioni degli archi terrestri in termini di un'unica unità, e tutte le determinazioni della forza di gravità con il pendolo, non sarebbe stato possibile se la metrologia non avesse creato un'unità comune, adottata e rispettata da tutte le nazioni civilizzate; ciò ha permesso di confrontare, con grande precisione, nella stessa unità, tutte le regole per la misurazione delle basi geodetiche e tutte le aste del pendolo che possedevano. Solo quando questa serie di confronti metrologici fu completata con un errore probabile di un millesimo di millimetro, la geodesia poté collegare il lavoro delle diverse nazioni e quindi proclamare il risultato della misurazione del globocite-ref-7-25-1[25]. Quando si decise (nel 1872) di creare un nuovo metro standard internazionalecite-ref-8-6-4[6], la lunghezza presa fu quella del metro degli archivi "nello stato in cui si trova"cite-ref-4-19-1[19]cite-ref-27[27].

La mwateConvenzione del metro fu firmata nel 1875 a Parigi e fu creato l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure sotto la supervisione del mwatiComitato internazionale dei pesi e delle misure. mwatmGilberto Govi fu nominato primo direttore dell'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misurecite-ref-8-6-5[6].

L'mwatkIstituto Internazionale di Statistica (IIS) è stato fondato nel 1885 durante il giubileo della mwatoRoyal Statistical Society, in concomitanza con il 25° anniversario della Società Statistica di Parigicite-ref-28[28]. Le sue origini risalgono a una serie di Congressi Internazionali di Statistica, il primo dei quali fu presieduto da mwat8Adolphe Quetelet e si tenne a mwauaBruxelles nel 1853, in seguito alla mwaueGrande Esposizione di Londra mwauidel 1851, organizzata su iniziativa del Principe mwaumAlberto di Sassonia-Coburgo-Gotha, consorte della mwauqRegina Vittoriacite-ref-29[29]cite-ref-6-30-0[30].

Gli 81 membri fondatori dell'ISI costituivano l'élite degli statistici di quell'epoca all'interno delle amministrazioni governative e delle accademie scientifichecite-ref-6-30-1[30]. A Roma, nel 1887, l'mwaviAssociazione Geodetica Internazionale e il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure furono rappresentati alla prima sessione dell'IIS dal loro presidente, Carlos Ibáñez de Iberocite-ref-31[31], fondatore e primo direttore dell'Istituto di Statistica e Geografia della Spagnacite-ref-32[32], Cavaliere di Gran Croce dell'mwavsOrdine della Corona d'Italia, membro della mwavwReale Accademia delle Scienze Esatte, Fisiche e Naturali, membro onorario dell'Accademia Nazionale delle Scienze di mwav0Córdoba (Argentina), corrispondente dell'mwav4Accademia Francese delle Scienze, associato della mwav8Accademia reale di scienze, lettere e belle arti del Belgio e membro onorario dell'mwawaAccademia Prussiana delle Scienzecite-ref-33[33]cite-ref-34[34]. Anche l'mwawkInternational Meteorological Organization, fondata in occasione del Congresso Meteorologico Internazionale tenutosi a Roma nel 1879cite-ref-35[35], è un esempio che illustra il ruolo delle prime associazioni scientifiche internazionali nella creazione dell'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure. Il meteorologo e fisico svizzero Heinrich von Wild, il suo primo presidente, fu delegato dalla Russia alla Commissione Internazionale del Metro nel 1870, alla Conferenza Diplomatica del 1875 e, dopo la firma della Convenzione del Metro, al Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misurecite-ref-36[36]cite-ref-37[37], presieduto da Carlos Ibáñez de Ibero fino al 1891cite-ref-38[38].

L'astronomo e geodeta svizzero Adolphe Hirsch, segretario del Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure e dell'Associazione Geodetica Internazionalecite-ref-39[39], propose nel 1886 che tutte le toise che erano servite come standard geodetici in Europa durante il XIX secolo fossero confrontate presso l'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure con la Toesa del Perù e con il nuovo metro internazionale, in modo che le misurazioni effettuate fino a quel momento potessero essere utilizzate per misurare la Terracite-ref-02-40-0[40]. Fu la considerazione delle divergenze tra le diverse toise utilizzate dai geodeti che portò l'mwaymAssociazione internatzionale di geodesia a considerare, nella riunione della sua Commissione Permanente a mwayqNeuchâtel nel 1866cite-ref-12-41-0[41], la fondazione di un Istituto Mondiale per il Comparativo degli Standard Geodetici, il primo passo verso la creazione dell'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misurecite-ref-42[42].

Il risultato di questi confronti rese possibile ridurre gli archi misurati in Germania al mway4metro. La discrepanza di 1/66.000 che rimaneva tra i triangoli comuni alle reti tedesca e francese poté essere ridotta a 1/600.000cite-ref-43[43], che era al limite della precisione per le operazioni geodetiche dell'epocacite-ref-44[44]. Il valore della toise di Bessel, che secondo il rapporto legale allora accettato tra il metro e la Toesa del Perù, doveva essere pari a 1,9490348 m, risulterà essere 26,2·10⁻⁶ m maggiore durante le misurazioni effettuate da mwazcJean-René Benoît presso l'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misurecite-ref-12-41-1[41].

Bessel utilizzò una copia della Toesa del Perù costruita nel 1823 da mwaaeNicolas Fortin a Parigicite-ref-02-40-1[40]. Per ovviare alla difficoltà di determinare con precisione la temperatura di una barra con un termometro a mercurio, Friedrich Wilhelm Bessel, ispirandosi a mwaayJean-Charles de Borda, introdusse nel 1834, vicino a mwaacKönigsberg, una barra composita che fungeva da termometro metallico. Una barra di zinco veniva posta sopra una barra di ferro lunga due tese; entrambe le barre erano perfettamente piatte e a contatto libero, con la barra di zinco leggermente più corta e rigidamente fissata a un'estremità. Al variare della temperatura, variava anche la differenza di lunghezza delle barre, percepita all'altra estremità, fornendo una correzione quantitativa per le variazioni di temperatura, che veniva applicata per ridurre la lunghezza alla temperatura standard. Durante le misurazioni di riferimento, le barre non dovevano entrare in contatto e l'intervallo veniva misurato inserendo cunei di vetro. I risultati dei confronti tra quattro barre di misura e con i valori di riferimento venivano calcolati meticolosamente utilizzando il mwaagmetodo dei minimi quadraticite-ref-45[45].

Nel 1889, la mwabgConferenza generale dei pesi e delle misure si riunì a Sèvres, sede dell'Ufficio internazionale. Essa compì la prima grande impresa dettata dal motto inciso sul frontone dello splendido edificio da cui si sarebbe diffuso il sistema metrico: "mwabkA tous les temps, a tous les peuples" (Per tutti i tempi, per tutti i popoli); e questo motto portò all'approvazione e alla distribuzione, tra i governi degli stati che sostenevano la Convenzione del metro, di prototipi di standard di precisione fino ad allora sconosciuta, destinati a propagare l'unità metrica in tutto il mondocite-ref-47[47]cite-ref-8-6-6[6].

Già nel 1832, Carl Friedrich Gauss aveva proposto di aggiungere il mwacqsecondo al sistema metrico, al fine di basare un sistema di unità assolute sulle tre unità fondamentali di mwaculunghezza, mwacymassa e mwacctempocite-ref-48[48]. Con i progressi compiuti nel campo della fisica e della metrologia durante il XIX secolo, furono intraprese diverse iniziative per creare un sistema di unità basato su un sistema di grandezze fisichecite-ref-49[49]. Infatti, lo sviluppo dell'elettricità e la ricerca sul campo magnetico portarono alla creazione del sistema CGS, un sistema metrico di unità fisiche basato sul centimetro, sul mwadagrammo e sul secondocite-ref-9-50-0[50].

Nel 1901, mwadyGiovanni Giorgi dimostrò che era possibile unire le tre unità meccaniche (metro, chilogrammo e secondo) con il sistema delle unità elettriche per formare un unico sistema coerente. Una quarta unità di natura elettrica veniva così aggiunta alle unità di basecite-ref-9-50-1[50].

Nel 1921, la Convenzione del Metro fu rivista, consentendo al BIPM di estendere il suo mandato alle unità mwadwelettriche e fotometriche. Nel 1948, la CGPM chiese al BIPM di condurre un'indagine internazionale per studiare la creazione di regolamenti completi riguardanti le unità di misuracite-ref-9-50-2[50]. Questo lavoro fu interrotto dalla mwaeeSeconda Guerra Mondiale, ma fu convalidato nel 1954 dalla CGPM, che adottò il nuovo sistema basato su metro, chilogrammo, secondo, mwaeiampere, mwaemkelvin e mwaeqcandela. Questo sistema divenne noto nel 1960 come mwaeuSistema mwaeyinternazionale di unità di misura (SI)cite-ref-10-51-0[51]. Il BIPM ne divenne quindi il garante. Per soddisfare le esigenze dell'industria chimica, la CGPM aggiunse una settima unità al SI nel 1971: la mwaesmolecite-ref-10-51-1[51].

In collaborazione con l'Associazione Geodetica Internazionale, l'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure è diventato il centro di riferimento mondiale per la misurazione delle basi geodetiche grazie alla scoperta dell'mwafeinvar, una lega di mwafinichel e mwafmferro con un coefficiente di dilatazione termica prossimo allo zero, da parte di mwafqCharles Édouard Guillaumecite-ref-8-6-7[6]cite-ref-52[52].

Nel 1906, prima dell'apertura del mwaf4tunnel del Sempione, i topografi svizzeri misurarono la distanza tra le stazioni ferroviarie di mwaf8Briga e mwagaTrasquera utilizzando strumenti a filo di invar. Questo metodo fu poi impiegato per il rilevamento e l'allineamento di grandi mwageacceleratori di particellecite-ref-53[53].

Fu solo nel 1954, dopo l'indipendenza della mwaggRepubblica Araba d'Egitto, che il collegamento tra l'estensione meridionale dell'mwagkarco geodetico di Struve, una catena di triangolazioni topografiche che si estende da mwagoHammerfest in mwagsNorvegia al mwagwMar Nero, e un arco che attraversa l'Egitto, estendendosi a nord dal mwag0Sudafrica, riportò la traccia di un grande arco mwag4meridiano nelle terre dove mwag8Eratostene di Cirene aveva fondato la mwahageodesiacite-ref-5-11-1[11].

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