Semenjak ilmu pengetahuan manusia mulai
berkembang, maka pengukuran menjadi hal yang sangat penting dan mendasar.
Bahkan mungkin saja pengukuran merupakan ilmu tertua di dunia, hal ini
didasarkan bahwa pengetahuan tentang pengukuran menjadi syarat mutlak dalam
semua profesi yang berbasis ilmu pengetahuan.
Sejarah mencatat, berbagai bangunan
monumental menakjubkan sepanjang sejarah peradaban manusia dihasilkan dengan
pengukuran yang sangat teliti. Piramid di Mesir misalnya, bangunan yang sangat
masyhur itu beralas kubus
dengan jarak nominal 230 meter dengan ketepatan ± 14 mm (sedikit lebih kecil
dari kecermatan alat ukur yang dipakai). Bahkan ketepatan kesikuan
bangunan ± 12 detik.
Berikut sekilas sejarah pengukuran yang menggambarkan
perjalanan satuan ukuran. Peninggalan berupa bangunan dan tata kota yang
terencana menunjukkan pengetahuan di bidang pengukuran telah berkembang dan
terstandar.
Mesir
Sekitar 3000
tahun sebelum Masehi, Fir’aun sebagai penguasa Mesir, berkehendak membuat piramid-piramid
untuk menunjukkan kebesaran kekuasaannya. Untuk menyukseskan pembangunan
piramid-piramid tersebut Fir’aun membuat ukuran yang akan dijadikan sebagai
standar panjang semua komponen pembentuk piramid. Ukuran tersebut adalah satuan
yang disebut dengan ‘cubit’ atau ‘hasta’ dan dijadikan standar resmi kerajaan.
Satu hasta sama dengan panjang lengan Fir’aun dari siku sampai ujung jari
tengahnya. Satuan panjang ini kemudian direkam dengan cara ditatah pada batu
granit hitam, yang kemudian diperbanyak dengan granit dan kayu yang dibagikan
kepada para pekerja. Sebagai
ukuran panjang standar kerajaan maka semua orang bisa membuat batang ukuran
sesuai dengan standar kerajaan.
Untuk mengukur
panjang yang lebih kecil diperlukan subdivisi dari ukuran hasta kerajaan.
Meskipun kita mungkin berpikir ada logika tak terhindarkan dalam membagi secara
sistematis, ini mengabaikan cara mengukur tumbuh dengan orang mengukur panjang
pendek menggunakan bagian lain dari tubuh manusia. Digit adalah unit dasar
terkecil, yang luasnya jari. Ada 28 digit dalam satu hasta, 4 digit sama dengan
1 palm, 3 palm (12 digit) sama dengan 1 span kecil, 14 digit (atau satu hasta
setengah) sama dengan 1 span besar, 24 digit sama dengan satu hasta kecil, 28
digit sama dengan 1 hasta dan beberapa pengukuran serupa lainnya. Apabila salah
satu menginginkan ukuran lebih kecil dari digit, maka untuk ini Mesir
menggunakan langkah-langkah terdiri dari pecahan satuan.
Hal ini tidak
mengherankan bahwa matematika paling awal yang turun kepada kita,
menitikberatkan pada masalah tentang berat dan ukuran. Papirus Mesir, misalnya,
berisi metode untuk memecahkan persamaan yang timbul dari masalah tentang berat
dan ukuran.
Babilonia
Peradaban
selanjutnya yang memiliki standar berat dan sistem ukuran, dan memiliki
pengaruh luas adalah Babilonia sekitar 1700 SM. Unit panjang dasar mereka,
seperti Mesir, yaitu hasta. Ukuran hasta bangsa Babilon (530 mm), satuan ukuran
ini sedikit lebih panjang daripada ukuran hasta Mesir (524 mm). Ukuran hasta bangsa Babilonia disebut Kus.
Kus kemudian dibagi menjadi 30 bagian yang disebut shusi (1 kus = 30 shusi).
Selain ukuran hasta bangsa Babilon juga memiliki satuan panjang kaki (foot) yang besarnya 2/3 satuan hasta.
Harappa
Peradaban Harappa (Harappan
Civilisation) berkembang di Punjab (dikenal juga dengan Peradaban Lembah Indus)
antara 2500 SM sampai 1700 SM. Masyarakat Lembah Indus tampaknya telah
mengadopsi sistem yang seragam untuk ukuran berat dan ukuran panjang. Analisa
bobot yang ditemukan pada penggalian situs bangsa Harappa menunjukkan bahwa
mereka memiliki dua seri yang berbeda, dengan masing-masing angka desimal
dikalikan dan dibagi dua. Seri utama memiliki rasio 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2,
5, 10, 20, 50, 100 200, dan 500. Beberapa skala untuk pengukuran panjang juga
ditemukan selama penggalian. Salah satunya adalah skala unit pengukuran dengan
panjang 1,32 inci (3,35 cm) yang disebut sebagai "Indus Inch". Skala
ukuran panjang lain yang ditemukan adalah sebatang perunggu yang memiliki tanda
di panjang 0,367 inci. Hal ini tentu mengejutkan keakuratan dengan yang skala
ini ditandai. Sekarang 100 unit ukuran ini adalah 36,7 inci (93 cm) yang
merupakan ukuran panjang sebuah langkah. Pengukuran reruntuhan bangunan yang
telah digali menunjukkan bahwa satuan panjang yang akurat telah digunakan oleh
Harappans dalam konstruksi mereka.
Eropa
Sistem pengukuran
di Eropa awalnya didasarkan pada ukuran Romawi, yang pada pada mulanya
didasarkan kepada sistem ukuran bangsa Yunani. Orang Yunani menggunakan ukuran
dasar adalah panjang lebar jari (sekitar 19,3 mm atau 0,76 inchi), dengan 16
jari sama dengan satu kaki, dan 24 jari sama dengan satu hasta Yunani. Satuan
panjang Yunani kemungkinan besar berasal dari satuan Mesir dan Babilonia.
Perdagangan adalah alasan utama karena pada saat itu pusat perdagangan di
Mediterania jatuh ke tangan Yunani. Dan pada sekitar 400 SM Athena merupakan
pusat perdagangan dari wilayah yang luas. Kebanyakan perselisihan akan timbul
berkaitan dengan bobot dan ukuran barang yang diperdagangkan, dan ada satu set
standar tindakan disimpan agar sengketa seperti itu sedapat mungkin
diselesaikan secara adil. Ukuran wadah untuk mengukur kacang, kurma, kacang,
dan barang-barang seperti lainnya, telah ditetapkan oleh hukum dan jika
ditemukan sebuah wadah yang tidak sesuai dengan standar, isinya disita dan
wadah akan dihancurkan.
Bangsa Romawi mengadaptasi sistem Yunani. Mereka memiliki ukuran dasar kaki
yang terbagi menjadi 12 inci. Bangsa Romawi tidak menggunakan hasta, tetapi,
mungkin karena sebagian besar pengukuran basis ukuran mereka berasal dari
gerakan, mereka memiliki lima kaki (feet) sama dengan satu langkah (pace).
Kemudian 1.000 langkah sama dengan 1 mil Romawi yang cukup dekat dengan satu
mil Inggris yang digunakan saat ini. Sistem Romawi kemudian banyak diadopsi
dengan variasi lokal, ke seluruh Eropa sebagai penyebaran Kekaisaran Romawi.
Pada awal abad ke-13, kerajaan Inggris mengeluarkan peraturan mengenai
satuan berat dan dan satuan panjang. Dalam peraturan tersebut diberikan
definisi yang jelas tentang ukuran yang resmi digunakan di wilayah Britania
Raya. Peraturan tersebut kemudian dikenal dengan The Magna Charta (1215). Selanjutnya pada masa pemerintahan King
Edward I dikenal satuan inchi yang panjangnya sama dengan tiga buah biji jagung
yang disusun berjajar.
Meter: Standar Panjang Internasional
Sementara itu di Perancis memiliki lebih dari 250.000 satuan yang berbeda. Diderot dan d'Alembert dalam Encyclopédie mereka sangat menyesali
keragaman ukuran tersebut, tetapi tidak melihat solusi yang dapat diterima untuk
masalah tersebut. Beberapa ilmuwan Perancis telah mengusulkan sistem ukuran yang seragam setidaknya 100 tahun sebelum Revolusi Perancis.
Gabriel Mouton, pada tahun 1670, menyarankan bahwa dunia harus mengadopsi skala
pengukuran seragam berdasarkan mille,
yang didefinisikan sebagai ukuran
panjang satu
menit dari busur bumi. Ia mengusulkan bahwa subdivisi desimal harus digunakan
untuk menentukan satuan
panjang yang lebih pendek. Lalande,
seorang astronom perancis, pada bulan April 1789, mengusulkan agar satuan ukuran yang digunakan di Paris harus menjadi yang satuan nasional. Proposal ini telah diajukan kepada Majelis Nasional
pada Februari 1790, namun pada bulan Maret saran yang berbeda dibuat.
Talleyrand mengajukan kepada Majelis Nasional proposal yang disebut dengan Condorcet, yaitu bahwa suatu sistem pengukuran baru yang diadopsi berdasarkan
panjang dari alam. Sistem harus memiliki subdivisi desimal, semua ukuran luas, volume, berat
dan lainnya harus dihubungkan ke unit dasar panjang tersebut.
Proposal ini tidak hanya
dirancang
untuk sistem pengukuran Prancis tetapi untuk merancang sistem pengukuran
internasional. Untuk maksud itu maka kesepakatan juga
melibatkan dari
negara-negara lain. Mulai
saat itulah dikenal istilah meter (berasal dari bahasa Yunani ‘metron” yang
berarti dimensi), yaitu;
“satu meter adalah
sepersepuluh juta dari seperempat keliling bumi, diukur dari kutub utara sampai
khatulistiwa yang melalui kota Paris dari Dankirk (pantai utara Perancis)
sampai Barcelona (Spanyol)”
Maka
pada tahun 1792-1798 dilakukan pengukuran. Dan pada tahun 1799 hasil pengukuran
tersebut diwujudkan dengan batang platinum berpenampang segi empat. Karena
ukuran meter adalah jarak antara kedua ujung batang tersebut maka dinamakan
dengan End-Standard.
Pada
tahun 1875 sebuah perusahaan di London (Jhonshon & Matthey) berhasil
membuat 30 batang platinum-iridium dengan komposisi yang teliti. Batang
tersebut berpenampang X (ukuran 20 x 20 mm, berat 3,3 kg), jika diukur antara
garis di kedua ujungnya pada suhu 0°C panjangnya adalah satu meter. Karena
menggambarkan jarak antara dua buah garis maka acuan panjang ini disebut juga
dengan Line-Standard
Pada tahun 1889 International Committee on Weights and Measures, sebuah
badan international untuk pengukuran panjang dan berat, menetapkan line-standard sebagai satu-satunya
standar panjang yang sah. Meskipun demikian beberapa pihak merasa berkeberatan
dengan berbagai alasan. Salah satu alasan yang memberatkan adalah bagaimana
jika suatu saat standar meter ini rusak atau hilang?
Albert Abraham Michelson, seorang ahli fisika Amerika kelahiran Jerman, berhasil
mengukur panjang gelombang cahaya. Dengan interferometer ciptaannya Albert
Michelson mampu mengukur panjang gelombang spektrum merah yang dipancarkan
lampu Cadmium. Maka pada tahun 1906 beberapa ahli dari Perancis (Benoit, Farby
& Perrot) berhasil menyempurnakan prosedur pengukuran panjang gelombang
cahaya tersebut. Dan pada sidang ke-7 tahun 1927, CGPM (Conference Generale des Poits et Measures) menetapkan definisi
meter sebagai:
”satu meter adalah
ukuran yang sama dengan 1.552.164,13 kali panjang gelombang spektrum merah dari
sumber cahaya lampu berisi gas inert Cadmium yang diukur di atmosfer”
Kemudian pada sidang ke-11 CGPM tahun 1960 disempurnakan dengan:
”satu meter
didefinisikan sebanding dengan 1.650.763,73 panjang gelombang yang dipancarkan atom
Kripton-86”
Dan pada tahun 1983 didefinisikan ulang dalam laju cahaya. Definisi baru
ini menyatakan bahwa:
”satu meter adalah
panjang lintasan yang dilalui cahaya (laser helium-neon yang distabilkan dengan
iodine) dalam hampa selama interval waktu 1/299.792.458 detik”
Definisi yang terakhir ini dapat berlaku universal karena kecepatan laju
cahaya dalam ruang hampa di manapun sama. Kecepatan cahaya juga tidak akan
berubah karena pengaruh korosi sebagaimana batang meter yang pernah dibuat.