メートルのソースを表示

{{特殊文字|special=、[[補助漢字|JIS X 0212]]-1990 および [[拡張漢字|CJK統合漢字拡張B]] で規定されている文字}}
{{単位
|名称=メートル
|画像=[[Image:Platinum-Iridium meter bar.jpg|250px]]<br/>メートル原器（1889 - 1960年）
|フランス語=mètre
|英語=metre, meter
|記号=m
|度量衡=[[メートル法]]
|単位系=SI
|種類=[[SI基本単位|基本単位]]
|物理量=[[長さ]]
|定義=真空中で1[[秒]]の{{gaps|299|792|458}}分の1の時間に[[光]]が進む行程の長さ
|由来=[[北極点]]と[[赤道]]の距離の{{gaps|1/10|000|000}}
|語源=[[古代ギリシャ語]] {{lang|el|μέτρον}}（ものさし、測る）
}}
'''メートル'''（{{lang-fr-short|mètre}}、米、記号'''m'''）は、[[国際単位系]] (SI) および[[MKS単位系]]<ref>{{cite web|url=http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~miyagawa/misc/physics/MKS_units.pdf|format=PDF |title=MKS単位系について|author=宮川勇人|publisher=[[香川大学]]工学部材料創造工学科|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>における[[長さ]]の[[物理単位]]である。他の[[量]]とは関係せず完全に独立して与えられる7つの[[SI基本単位]]の一つである<ref name=Ube-k>{{cite web|url=http://www.ube-k.ac.jp/~oki/class/IE/pre/sec1_note.pdf|format=PDF|title=計測工学 ‐第1回（測定と単位系）‐p.p.1-2‐平成20年4月10日|author=沖俊任|publisher=[[宇部工業高等専門学校]]|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。なお、[[CGS単位系]]ではセンチメートル (cm) が基本単位となる<ref name="BIPM21">{{cite web|title=Official BIPM definition|url=http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/second.html|publisher=BIPM|accessdate=2010-11-13}}</ref><ref>{{cite web|url=http://dprpcf.hyd.eng.hokudai.ac.jp/gaku/EBooks/Hydraulics/PdfFile/Ch01a1.pdf|format=PDF |title=独修『水理学』、長谷川和義監修／田中岳著|chapter=第1章 単位と次元 目標：SI単位系・工学単位系の違いを理解する|author=田中岳|publisher=[[北海道大学]]大学院工学研究科環境資源工学・水圏工学|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。

メートル (mètre) という名称は、「ものさし」または「測ること」を意味する[[古代ギリシャ語]]{{lang|el|μέτρον}}（メトロン）からの造語であり、メーター (meter) などと同じ語源である<ref name=Hiroshima2 />。[[日本語]]では、原語である[[フランス語]]どおりの'''メートル'''の他に、英語（{{lang-en-gb-short|metre}}, {{lang-en-us-short|meter}} {{IPA|ˈmiːtə(r)}}）から'''メーター'''と言うこともあり、[[漢字]]では「'''米'''」と書かれる<ref>{{cite web|url=http://dic.yahoo.co.jp/dsearch?enc=UTF-8&p=%E3%83%A1%E3%83%BC&dtype=0&dname=0na&stype=0&index=22056318066000&pagenum=31 |title=メートル【（フランス）mètre】【米】|author=[[大辞泉]]|publisher=Yahoo！辞書|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。

元々は、[[地球]]の[[赤道]]と[[北極点]]の間の[[海抜]][[ゼロ]]における[[子午線弧]]長を{{gaps|1/10|000|000}}倍した長さを意図し、[[計量学]]の[[技術]]発展を反映して何度か更新された。[[1983年]]（[[昭和]]58年）に基準が見直され、現在は1[[秒]]の{{gaps|299|792|458}}分の1の[[時間]]（約3億分の1秒）に[[光]]が[[真空]]中を伝わる[[距離]]として[[定義]]されている<ref name="Res1">{{cite web|url=http://www.bipm.org/en/CGPM/db/17/1/ |author=|title= Resolution 1. of the 17th meeting of the CGPM (1983)、第17回[[国際度量衡総会]]決議1|publisher=[[国際度量衡局]] (International Bureau of Weights and Measures, BIPM) |date=1983|language=英語|accessdate=2010-11-15}}</ref>。言い換えると、1[[光秒]]の{{gaps|299|792|458}}分の1である。

== 定義 ==
現在の「メートル」は、以下のように定義される。
{{Quotation|The metre is the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of {{gaps|1/299|792|458}} of a second.<ref name="Res1" /></br>
訳：メートルは，1 秒の {{gaps|299|792|458}} 分の 1 の時間に光が真空中を伝わる行程の長さである<ref>{{PDFLink|[http://www.nmij.jp/library/units/si/R8/SI8J.pdf （独）産業技術総合研究所計量標準総合センターによる訳]}}</ref>。|第17回国際度量衡総会決議1、[[1983年]]（[[昭和]]58年）}}

== 歴史 ==
=== 名称===
長さの少数単位の提案は、記録された中では1668年に[[イングランド]]の[[哲学者]]{{仮リンク|ジョン・ウィルキンス|en|John Wilkins}}が著作『[[真性の文字と哲学的言語にむけての試論]]』提唱した普遍的測定単位 (universal measure) に見られる<ref name=Wilk1>{{cite web|url= http://www.metricationmatters.com/docs/WilkinsTranslationLong.pdf |format=PDF |title= An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction)／[[真性の文字と哲学的言語にむけての試論]] |author=ジョン・ウィルキンス|date=1668 |publisher= |language=英語|accessdate=2010-11-13}}</ref><ref name=Wilk2>{{cite web|url= http://www.metricationmatters.com/docs/WilkinsTranslationShort.pdf |format=PDF |title= An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Transcription)／真性の文字と哲学的言語にむけての試論|author=ジョン・ウィルキンス|date=1668 |publisher= |language=英語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。1675年には[[イタリア]]の[[科学者]]{{仮リンク|ティト・リビオ・ブラッティーニ|en|Tito Livio Burattini}}が著作『Misura Universale』の中で、[[古代ギリシャ語]]の「{{lang|el|μέτρον καθολικόν}}（メトロン・カトリコン）」から普遍的測定単位を「metro cattolico」と書き表した。これが1797年にフランス語に伝わり「mètre」となり、次いで英語の「meter」となった<ref>{{cite web|url= http://www.merriam-webster.com/dictionary/meter |title= meter. (2009) |author=|date=2009 |publisher= Merriam-Webster Online Dictionary |language=英語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。なお、[[現代ギリシャ語]]では {{lang|el|μέτρο}}（メトロ）という。

1668年ウィルキンスは、[[クリストファー・レン]]が提案した[[クリスティアーン・ホイヘンス]]が観察した2[[秒]]の間隔を刻む時の[[振り子]]の長さを標準長とする案を受け入れた。その長さは38ラインランド・インチおよび39.25イギリス・インチ (997mm) に相当した<ref name=Wilk1/><ref name=Wilk2/>。

[[Image:Dunkerque Belfort.JPG|thumb|right|220px|[[ダンケルク]]の[[鐘楼]]。ドランブルが行った測定の北限。]]
[[Image:Castell de Montjuic - Fossat entrada - Barcelona (Catalonia).jpg|thumb|220px|[[バルセロナ]]の[[ムンジュイック]]の丘にある[[要塞]]。メシャンが行った測定の南限。]]

=== 子午線からの定義 ===
人類がそれぞれの生活圏の中で過ごしている時代にはさして必要が無かったが、[[大航海時代]]を経て地球規模の[[航海]]や[[交流]]網が発達すると、長さの単位がまちまちな状態では不都合が多くなった<ref name=Hiroshima2>{{cite web|url=http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/Class/ESA00.html |title=授業科目『地球科学A』|chapter=第2回・「メートル」の由来とその定義。引用元『地球をはかる 新版地学教育講座1巻』、地球団体研究会、[[東海大学]]出版会、p15|author=|publisher=[[広島大学]]地球資源研究室|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。これに最も熱心に取り組んだのは、既に地球[[測量]]の実績を持つ<ref group="注">1736年から10年をかけて、フランスは[[地球]]の形状を把握するため[[ラップランド]]と[[ペルー]]で緯度1度あたりの距離計測を行った。{{Cite book|和書|author=村上陽一郎|date=1996|title=宇宙像の変遷|publisher=[[講談社]]|edition=第一刷|chapter=14.地球を測る|pages=189-201|isbn=4-06-159235-1}}</ref>[[フランス]]だった<ref name=Hiroshima2 />。{{See also|子午線弧#フランス科学アカデミー遠征隊のペルーとラップランドへの派遣|トルネ谷#フランスによる一大測地測量事業}}

1790年に[[フランス]]の[[シャルル＝モーリス・ド・タレーラン＝ペリゴール]]が普遍的な物理量基準の必要性を提唱し<ref>{{cite book|和書|author=監修：今井秀孝|title=トコトンやさしい計量の本|chapter=第1章 計るって何だろう|pages=24-25|publisher=[[日刊工業新聞社]]|date=2007|edition=第1刷|isbn=978-4-526-05964-3}}</ref>、これを[[憲法制定国民議会|国民議会]]が承認して基準づくりへの取組が始まった<ref name=Keirin>{{cite web|url= http://www.shinko-keirin.co.jp/kori/science/ayumi/ayumi23.html |title=科学の歩みところどころ 第23回 1メートルはどうして決めた？ |author=森一夫、児島昌雄|publisher=[[新興出版社啓林館|啓林館]] |language=日本語|date=1979年|accessdate=2010-11-13}}</ref>。当時、長さの標準単位を決める定義には、以下に示す3つの支持を集めた案があった。
# 北緯45度の[[緯度]]にて<ref>[[#田中館1934|田中館 (1934)、p2]]</ref>ウィルキンスの流れを汲んだ1/2秒の[[周波数]]を持つ振り子の長さ（3ピエ8[[リーニュ (単位)|リーニュ]]1/2<ref>{{cite web|url=http://www.lib.geidai.ac.jp/MBULL/32Ichise.pdf|format=PDF |title=振子式装置が示す18世紀フランス舞曲のテンポ|pages=4 |author=市瀬陽子|publisher=[[東京芸術大学]]附属図書館 |language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>）
# [[地球]]の[[赤道]]全[[周長]]を4千万分の1にした長さ<ref name=Keirin />
#同じく地球の[[子午線]]全周長を4千万分の1にした長さ<ref name=Keirin />
この問題はパリ科学学士院で検討され、[[アントワーヌ・ラヴォアジエ]]、[[ジョゼフ＝ルイ・ラグランジュ]]、[[ジャン＝シャルル・ド・ボルダ]]らが議論に加わった<ref name=Keirin />。1791年、フランスの[[科学アカデミー (フランス)|科学アカデミー]]は子午線を基準に置く方法を選択した。その理由は、実際の地球表面と[[ジオイド]]面との差異によって[[重力]]は一定にならないため振り子の振幅は変動する点が問題視され、また[[海]]上や[[熱帯気候]]に当たる赤道での測定は困難と判断されたためである<ref name=Keirin />。

普遍的に受け入れられる基本的な長さの単位を設定するに当たり、当時知られていた子午線の長さよりも更に正確な[[測定]]が求められた。イギリスや[[アメリカ合衆国|アメリカ]]の協力が得られず<ref name=Keirin />、フランス科学アカデミーは単独で<ref name=Keirin />[[ジャン＝バティスト・ジョゼフ・ドランブル]]と[[ピエール・メシャン]]を派遣して、1792年から[[子午線弧]]長の測定を[[三角測量]]にて<ref>[[#田中館1934|田中館 (1934)、pp.3-5]]</ref>行わせた。[[パリ]]を起点に、北の[[ダンケルク]]へはドランブル一行が<ref name=Alder1>[[#オールダー2006|オールダー (2006)、pp25-57、第1章 北へ向かった天文学者]]</ref>、南の[[スペイン]]の[[バルセロナ]]へはメシャン一行が<ref name=Alder2>[[#オールダー2006|オールダー (2006)、pp58-94、第2章 南へ向かった天文学者]]</ref>それぞれ計測を担当し、緯度差9[[度 (角度)|°]]39[[分 (角度)|′]]27[[秒 (角度)|″]].81<ref name=Hiroshima2 />の距離を最新の[[経緯儀]]などを携えて測量を開始した。しかし時は[[フランス革命]]のさ中にあり、持っていた測定機器から反革命分子のスパイ活動と間違えられたり<ref name=Alder1 />、[[フランス革命戦争]]のためメシャンはスペインで足止めされる<ref name=Alder2 />など幾多の困難に直面した<ref name=Keirin />。その間にも政府は、暫定的に[[ニコラ・ルイ・ド・ラカーユ]]の測定値を用いて、新しい単位メートルを「パリを通過する北極点と赤道をつなぐ子午線長の10<sup>7</sup>分の1を定める」という法律を1795年に公布した<ref name=Niigata>{{cite web|url=http://museum-eng.eng.niigata-u.ac.jp/c/1_metre.html |title=「メートル」の定義と歴史／参考文献『単位の辞典』、小泉袈裟勝、1965年|author=原田修治|publisher=[[新潟大学]]工学部|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。測量は、1798年に完遂された<ref name=Keirin />。

測量から計算された結果、子午線全周の1/4に当たる[[北極点]]から赤道までの子午線弧長は{{gaps|5|130|740}}[[トワーズ]]という数値が計算された<ref name=Keirin />。測定の終了を受けて、1799年にフランスは、これを1千万分の1にした値3ピエ11.296リーニュを1メートルと定めた<ref name=Keirin />。これは、1ヤードや2キュービットといった既存の長さ単位を意識して採用された<ref name=Wada30>[[#和田2002|和田 (2002)、第2章 長さ、時間、質量の単位の歴史、pp30-31、1.長さの単位：地球から原器へ]]</ref>。そして、[[白金]]で作られた板状の<ref name=Wada30 />メートル原器（端度器<ref name=Hiroshima>{{cite web|url=http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/ES_Y_07.html |title=地球科学用語集 |chapter=【ま行】メートル（metre[英]、meter[米]）|author=|publisher=[[広島大学]]地球資源研究室|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>）を製作し、これを[[フランス国立中央文書館]]に保管した<ref name=Keirin />。これはアルシーヴ原器 (Mètre des Archives) と呼ばれた<ref name=Keirin />。

この新しい長さの単位は、旧来の慣れ親しんだ[[寸法]]からすぐには切替わらなかった。フランスは1837年にメートル法以外の単位使用を法律で禁じ<ref name=Alder12>[[#オールダー2006|オールダー (2006)、pp413-443、第12章 メートル化された地球]]</ref><ref group="注">書類1枚につき10フラン、公務員の場合20フランの罰金。同時に質量単位のポンドも使用規制の対象となった。[[#田中館1934|田中館 (1934)、pp.10-11]]</ref>、1851年の[[ロンドン万国博覧会 (1851年)|ロンドン万国博覧会]]や1867年の[[パリ万国博覧会 (1867年)|パリ万国博覧会]]などで[[広報]]活動を行い、普及に努めた<ref name=Keirin />。そのうち、[[蒸気機関車]]の発明による[[鉄道]]敷設や、実験を重視する[[科学]]の発達が統一基準の普及を求め、[[電気]]単位への採用などを通じてメートルは広まった<ref>[[#田中館1934|田中館 (1934)、pp.10-13]]</ref>。

[[Image:Mètre-étalon Paris.JPG|right|thumb|220px|1796-1797年にかけて啓蒙のために[[パリ]]の街中に16基設置されたメートル原器 (Mètre-étalon)。写真は[[6区 (パリ)|6区]]の{{仮リンク|ヴォージラール通り|en|Rue de Vaugirard}}36]]

=== メートル原器 ===
{{Main|メートル法|メートル条約|メートル原器}}
現実には、地球の[[地殻]]表面は単純な正球または楕円球ではなく、標準長を設定する際の絶対的な基準とするには馴染まない<ref name=Wada30 />。これが地球科学の発展で明らかとなってきた事に加え、ふたたび基準値を観測で得ようとすると、また地球を測るという費用と時間および労力をかけなければならないことから再現性が疑問視された<ref name=Saijyo1-3>[[#西條2009|西條 (2009)、1講.メートル、pp4-5、3.国際メートル原器を長さの基準に]]</ref>。このため、1869年にアルシーヴ原器そのものが副原器の立場からメートルの基準そのものと変更された<ref name=Wada30 />。

1870年代から、現代的な観点から新しい[[メートル法]]の規格を検討する一連の国際会議が開催された。1870年にフランスが主催した第1回国際メートル委員会は[[普仏戦争]]の影響で参加国が少なく実効的な決議を得られなかった<ref name=Saijyo1-3 />。1872年には第2回委員会が開かれ<ref name=Saijyo1-3 />、30本の原器を製作することが決まった<ref name=Tanaka17>[[#田中館1934|田中館 (1934)、p.17]]</ref>。これは、アルシーヴの原器を基準に<ref name=Niigata />、白金90%と[[イリジウム]]10%の[[合金]]を用い、[[氷]]が[[融解]]する[[温度]]環境下で原器に刻まれた2本の目盛りの間を1mの基準とする<ref>[[#nistmetre|National Institute of Standards and Technology 2003; Historical context of the SI: Unit of length (meter)]]</ref>、全長102cm、「X」字型の断面は[[アンリ・トレスカ]]が考案した形状が採用された<ref>{{cite web|url=http://www.ruth.chem.yamaguchi-u.ac.jp/tannihan.htm |title=単位のおはなし|author=|publisher=[[山口大学]]工学部|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>）<ref name=Hiroshima />。しかし、この原器は1875年の[[メートル条約]]に基づいた[[国際度量衡局]] (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) 設立（フランスの[[セーヴル]]）に間に合わなかった<ref name=Tanaka17 /><ref group="注">当初フランスで製造されたが不純物が規定の2.0%を上回り、改めてイギリスのジョンソン・マシュー社が作り直した。[[#田中館1934|田中館 (1934)、p.17]]</ref>。

1889年、[[国際度量衡総会]] (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM) 第1回大会が開催され、30本のうち最も正確と判断されたNo.6原器を正式な[[メートル原器|国際メートル原器]]と認定してこれを保管し、他の原器は[[国家]]単位へ配布した<ref>[[#田中館1934|田中館 (1934)、p.22]]</ref><ref group="注">日本へはNo.22原器が割り当てられた。[[#田中館1934|田中館 (1934)、図版-3]]</ref>。

このオリジナルとなるメートル原器はBIPMによって特別な環境下で1889年まで保存された。しかし、原器は製作当初から精度に対する物理的な限界が指摘され<ref name=Niigata />、同時に経時的変化や紛失・焼損のリスク<ref group="注">イギリスのポンド・ヤード原器は1834年に焼損の憂き目に遭った。[http://www.ehdo.go.jp/niigata/npc/kouza/H20/Aug05.pdf 単位のいま・むかし、スライド25、新潟職業能力開発短期大学校、制御技術科、金川明]</ref>が常につきまとった<ref name=Hiroshima />。また、長さの原器となるものについての議論は続き、さらに[[アメリカ国立標準技術研究所]]によってメートル原器には製作時の[[誤差]]があることが発見された<ref name=Beers>[[#beers1992|Beers & Penzes 1992]]</ref>。

=== クリプトン-86スペクトル長 ===
1873年、[[ジェームズ・クラーク・マクスウェル]]は著書『電磁気学』にて普遍的で高精度が期待される[[光]]の特定[[波長]]をメートルの単位にすべきという発想を示した<ref>{{cite web|url=http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/jpn/stfc/stt099j/0906_03_featurearticles/0906fa02/200906_fa02.html |title=電磁気学における混乱とCPT対称性の意義‐対称性に結びつく単位系‐|author=市口恒雄|publisher=科学技術政策研究所|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。1893年、メートル原器へ初めての[[干渉法]]による計測が、マクスウェルと同じ主張を唱える[[アルバート・マイケルソン]]によって行われた。1925年まで、干渉法はBIPMにて一般的に用いられたが、国際メートル原器は1960年まで長さの基準の地位にあった。しかし、暫定的に0[[セルシウス度|℃]]1[[気圧]]の[[乾燥]]環境における[[カドミウム]][[赤色|赤]]線の波長{{gaps|6438.4696|e=-10|u=m}}が使われつつ、色々な同位体元素の[[電磁スペクトル]]が検討された<ref name=Hiroshima />。

そして、第11回CGPMにて[[国際単位系]]によってメートルの定義は、[[クリプトンの同位体|クリプトン-86]][[元素]]が[[真空]]中で発する電磁スペクトルである[[オレンジ色]]‐赤色の[[放出スペクトル|発光スペクトル]]が示す[[波長]]の{{gaps|1|650|763.73}}倍と等しい長さへと変更された<ref name=Hiroshima /><ref name=Niigata />。この「0.73」という半端な小数点以下部分は、あくまでメートル原器の長さに波長数を合わせたためである<ref name=Wada32>[[#和田2002|和田 (2002)、第2章 長さ、時間、質量の単位の歴史、pp30-31、2.長さの単位：原器から光へ]]</ref>。その後継続して[[レーザー]]の安定放出や測定方法の精度向上が図られた<ref name=Hiroshima />が、クリプトンランプを使う実験では再現性の悪さも問題となっていた<ref name=Niigata />。

=== 光の速度 ===
不確実性の低減を目指し、1983年の第17回CGPMでメートルの定義はさらに変更され、現在用いられている「[[光速]]」と「秒」で表す方法になった。これは[[セシウム]][[原子時計]]が発明され、正確な「秒」が決められた事と表裏一体を成している<ref name=Hiroshima2 />。

この定義は、真空中の光速を[[有効数字]]9桁という高い精度となる{{gaps|299|792|458|u=m/s}}と固定して得たものである<ref name=Saijyo1-5>[[#西條2009|西條 (2009)、1講.メートル、pp7-8、5.光の速さを長さの標準に]]</ref>。さらに、[[特殊相対性理論]]によって光は[[光源]]の動きや方向に関わりなく、またどんな波長（振動数）でも一定であり、そして不変だという点が重視された<ref name=Saijyo1-5 />。

このように現在採用されるメートルは一定時間における光が進む距離で定義されているが、実験室で現実に再現されるメートルは未だに標準的なレーザー<ref group="注">例えば、国立物理研究所 (National Physical Laboratory) のウェブサイト[http://www.npl.co.uk/science-technology/time-frequency/optical-frequency-standards-and-metrology/research/iodine-stabilised-lasers]では[[ヨウ素]]安定化レーザーを用いている。</ref>を用いて干渉法で波長の数を数える測定をして得られる「図による表現」である。そして、この方法では3つの大きな制約が精度に課せられている<ref name=Webster2>[[#zagar1999|Zagar, 1999, pp. 6&ndash;67''ff'']]</ref>。
* 観測対象の真空下における波長の[[不確かさ]]
* 媒体で生じる[[屈折率]]の不確かさ
* 干渉計がレーザーを数える際の解像度
メートルの定義には以下の関係式が用いられる。
:<math> \lambda = \frac{c}{n f} \ , </math>
λは決定された波長、cは理想的な真空中における光速、nは測定がされる媒体の屈折率を示す。そして、fは周波数を表す。この方法では、長さは最も正確な測定値のひとつである周波数fに関連づけられる。<ref name=Webster2/>

第17回CGPMで決定したこの定義では、科学者が行うレーザー波長の測定において不確かさを1/5に抑える副次的効果が意図された。さらに、研究室ごとの再現性も容易にするために、第17回CGPMでは[[ヨウ素]]で安定化した[[ヘリウム]] - [[ネオン]]レーザーを推奨している。これによれば、波長は{{nowrap|1=λ<sub>HeNe</sub> = {{val|632.99139822|u=nm}}}}となり、関連する不確かさ (U) の期待値は{{val|2.5|e=-11}} となる<ref>[[#penzes2005|Penzes 2005]]</ref><ref group="注">参照[http://search.bipm.org/bipm/en/C=?q=HeNe+metre+632.991&uia=s&setcontext=&x=0&y=0]（[[BIPM]]データベース）、[http://inms-ienm.nrc-cnrc.gc.ca/research/optical_frequency_si_e.html Optical Frequency - Maintaining the SI Metre]／{{仮リンク|カナダ国立研究評議会|en|National Research Council of Canada}}（2008年）</ref>これは[[秒]]の定義における不確かさ({{nowrap|1=''U'' = {{val|5|e=-16}}}})よりも数段劣り、実験室における再現性には限界があることを表している<ref>{{cite web|url= http://tf.nist.gov/timefreq/cesium/fountain.htm |title= NIST-F1 Cesium Fountain Atomic Clock ；The Primary Time and Frequency Standard for the United States|author=|date=2009 (Last update 2010-10-05) |publisher= NIST, Physical Measurement Laboratory|language=英語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。その結果、現在使われるメートルの実用的な設定は定義と違って真空中のヘリウム - ネオンレーザー波長 {{gaps|1|579|800.298|728(39)}}個分で叙述される。

1999 - 2000年には測定の絶対性を高めるために超短光パルスレーザーを用いる「光周波数コム」を利用した計測がアメリカや[[ドイツ]]を中心に提案され、この成果を受けて開発者の[[ジョン・ホール (物理学者)|ジョン・ホール]]（アメリカ）と[[テオドール・ヘンシュ]]（ドイツ）には2005年の[[ノーベル物理学賞]]が授与された<ref name=Sansou>{{cite web|url=http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090716/pr20090716.html |title=「長さの国家基準」が新方式に|author=|publisher=独立行政法人 産業技術総合研究所 広報部 広報業務室|date=2009-07-16|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。日本は[[2009年]]（[[平成]]21年）[[7月16日]]に国家標準を光周波数コム装置へ変更した<ref name=Sansou />。

=== 定義の変遷 ===
*[[1790年]][[5月8日]] - フランス革命後の国民議会が新たに、周波数が1/2秒となる振り子の長さを1メートルと定義した。
*[[1791年]][[3月30日]] - フランス科学アカデミーが提案したパリを通過する北極点から赤道までの子午線の距離を1千万分の1にした長さを1メートルとする提案を国民議会が承認した。
*[[1795年]] - [[黄銅]]製の暫定的なメートル原器が製作された。
*[[1799年]][[12月10日]] - 国民議会は、1799年[[6月23日]]に製作されフランス国立中央文書館に保管された白金製メートル原器（アルシーブ原器）を基準に指定した。
*[[1869年]]（[[明治]]2年） - アルシーブ原器そのものが1メートルの基準とされた<ref name=Wada30 />。
*[[1889年]]（明治22年）[[9月28日]] - 第1回国際度量衡総会 (CGPM) が開催され、白金と10%イリジウム合金製メートル原器に刻まれた2本の線が、氷が融ける温度にて示す距離を1メートルと定義された。
*[[1927年]]（[[昭和]]2年）[[10月6日]] - 第7回国際度量衡総会にて再定義が施された。温度0℃・標準[[気圧]]の環境にて、水平面上に間隔を571mm開けて平行になるよう設置した直径1cm以上の円柱（ロール）2本の上に白金 - イリジウム合金製メートル原器を置き、原器に刻まれた2つの中心線の軸を挟む距離を1メートルと規定した。
*[[1960年]]（昭和35年）[[10月14日]] - 第11回国際度量衡総会にて定義が一新され、[[クリプトン]]86[[原子]]の準位2p<sup>10</sup>と 5d<sup>5</sup>との間の遷移に対応する光の真空中における波長の{{gaps|1|650|763.73}}倍に等しい長さを1メートルとした<ref>[http://physics.nist.gov/Pubs/SP447/app6.pdf National Institute of Standards and Technology]</ref>。
*[[1983年]]（昭和58年）[[10月21日]] - 第17回国際度量衡総会にて、1メートルは真空中で光が{{gaps|1/299|792|458}}秒に進む距離と再定義された<ref>[[#taylor2008a|Taylor and Thompson (2008a), Appendix 1, p. 70.]]</ref>。
*[[2002年]]（[[平成]]14年） - [[国際度量衡委員会]] (International Committee for Weights and Measures, CIPM) は、メートルが[[固有長]]であるべきであり、[[一般相対性理論]]が予測する効果はほとんど影響を及ぼさず、ありうる実測の不確かさは無視してもかまわないとみなした<ref name="taylor2008a77">[[#taylor2008a|Taylor and Thompson (2008a)]], Appendix 1, p. 77.</ref>。

{| class="wikitable"
|+ 1795年以降のメートルの定義と不確かさの変遷 <ref>Cardarelli, Francois ''Encydopaedia of scientific units, weights, and measures: their SI equivalences and origins'', Springer-Verlag London Limited 2003, ISBN 1-85233-682-X, page 5, table 2.1, data from Giacomo, P., ''Du platine a la lumiere'', Bull. Bur. Nat. Metrologie, 102 (1995) 5–14.</ref>
! 年
! 定義内容
! 絶対的な不確かさ
! 相対的な不確かさ
|-
| 1795年
|子午線1/4相当の距離の{{gaps|1/10|000|000}} 。</br>ドランブルとメシャンの測定から
| 0.5–0.1&nbsp;mm
| 10<sup>−4</sup>
|-
| 1869年<ref name=Wada30 />
| 最初の原器「Metre des Archives」。白金製。</br>フランス国立中央文書館保管。
| 0.05–0.01&nbsp;mm
| 10<sup>−5</sup>
|-
| 1889年
| 白金-イリジウム合金製原器の氷融点温度時の長さ</br>（第1回CGPM）
| 0.2–0.1&nbsp;µm
| 10<sup>−7</sup>
|-
| 1960年
| 原子変換；クリプトン86の光の波長の{{gaps|1|650|763.73}}倍</br>（第11回CGPM）
|0.01–0.005&nbsp;µm
| 10<sup>−8</sup>
|-
| 1983年
| 真空中で光が{{gaps|1/299|792|458}}秒に進む距離</br>（第17回CGPM）
| 0.1&nbsp;nm
|10<sup>−10</sup>
|}

=== 取扱い ===
原器を廃した現在の基準では、メートルは計測器（計量器）の測定結果が根底の基準となる。そのための具体的な計量器が指定され、日本の場合は[[計量法]]第134条に基づいて「特定標準器」を[[経済産業大臣]]が指定し、これが「国家基準」となる<ref name=Sansou />。[[2009年]]（[[平成]]21年）[[7月16日]]に日本はメートル計量器指定を更新し、「モード同期ファイバレーザ」を使用する光周波数コムが採用された。これは従来の方法よりも300倍の精度向上を果たしている<ref name=Sansou />。

最新の定義は光速を基準にしているが、CIPMは過去のクリプトンスペクトル長を基準としたメートルおよびそれを基にした測定結果を否定した訳ではない。問題は、それぞれの不確かさにある差であり、測定結果を取扱う際にこれを充分念頭に置くことが必要としている。逆に、求める測定誤差範囲によっては光速以外の方法で基準のメートルを求めても良いものとしている<ref name=Hiroshima />。

== 表記 ==
=== 倍量単位・分量単位 ===
[[SI接頭辞]]では、メートルの[[十進法]]による[[物理単位#倍量単位・分量単位|倍量単位・分量単位]]を定めている<ref>{{cite web|url=http://www.nmij.jp/library/units/si/ |title=国際単位系|author= |publisher=即率行政法人産業技術総合研究所 計量標準総合センター|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。ただし長大な距離ではkmやその倍量単位だけでなく、[[天文単位]]や[[光年]]または[[パーセク]]といった単位が用いられることが多い。また、分量単位では、[[フェムトメートル]] (fm) が[[原子核]]サイズであり、それより小さいものでは[[プランク長]] (~ 10{{sup|&minus;35}} m) オーダーまで表すべき長さがほとんど存在しないため、fm 未満はほとんど使われない。

* km = [[キロメートル]] = [[1 E3 m|1,000 メートル]]
* cm = [[センチメートル]] = [[1 E-2 m|1/100 メートル]]
* mm = [[ミリメートル]] = [[1 E-3 m|1/1,000 メートル]]
* &micro;m = [[マイクロメートル]] = [[1 E-6 m|10<sup>-6</sup> メートル]] 
* nm = [[ナノメートル]] = [[1 E-9 m|10<sup>&minus;9</sup> メートル]]
* pm = [[ピコメートル]] = [[1 E-12 m|10<sup>&minus;12</sup> メートル]]
* fm = [[フェムトメートル]] = [[1 E-15 m|10<sup>&minus;15</sup> メートル]] – [[エンリコ・フェルミ|フェルミ]]または[[湯川秀樹|ユカワ]]の別名があった<ref name=Ogawa>{{cite web|url=http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/QPE(I)_04_10_08.pdf |format=PDF |title=量子物理工学Ⅰ|author=小川真人|publisher=[[神戸大学]]工学部電気電子工学科|language=日本語|accessdate=2010-11-13}}</ref>
* am = [[アトメートル]] = [[1 E-18 m|10<sup>&minus;18</sup> メートル]]
* zm = [[ゼプトメートル]] = [[1 E-21 m|10<sup>&minus;21</sup> メートル]]
* ym = [[ヨクトメートル]] = [[1 E-24 m|10<sup>&minus;24</sup> メートル]]

用語ミクロン (micron) がしばしばマイクロメートル (micrometre) の代わりに使われることがある。しかし、この名称は公式なものではない<ref>[http://physics.nist.gov/Pubs/SP811/sec05.html ''NIST Guide to the SI: #5.2.3 Other Unacceptable Units'' - Retrieved 12 March 2010]</ref>。

=== 漢字表記 ===
[[画像:ラジオ番組表 (1925年).jpg|thumb|400px|[[1925年]]の[[ラジオ]]番組表。『朝日年鑑 大正14年 – 大正16年』より。メートルの[[当て字]]「米突」が見られる。]]
[[漢字]]では「米突」の字が宛てられており、ここから「米」一字だけでメートルの意味を表すようになった。日本では[[明治時代]]、中央気象台（現：[[気象庁]]）が「米」を[[偏]]とする以下のような倍量・分量単位の漢字を作り、[[1891年]]（[[明治]]24年）から各気象台で気象観測の月報などに使用して、一般にも広まった。一部は[[中国]]でも取り入れられている。
*マイクロメートル (&micro;m) - {{補助漢字フォント|粆}}（一微<ref name=Ogawa />）（元の国訓は「ミクロン」）
*ミリメートル (mm) - 粍（一毛<ref name=Ogawa />）
*センチメートル (cm) - 糎（一厘<ref name=Ogawa />）
*デシメートル (dm) - 粉（元々「[[粉|こな]]」の意味の文字だが、デシメートルの意味は日本で作られたもの（[[国訓]]）である。）（一分<ref name=Ogawa />）
*デカメートル (dam) - 籵
*ヘクトメートル (hm) - 粨
*キロメートル (km) - 粁
*ミリアメートル (10<sup>4</sup> m) - {{拡張漢字|B|&#155183;}}（米偏に万）

=== 符号位置 ===
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
!記号!![[Unicode]]!![[JIS X 0213]]!![[文字参照]]!!名称
{{CharCode|13209|3399|-|フェムトメートル}}
{{CharCode|13210|339A|-|ナノメートル}}
{{CharCode|13211|339B|-|マイクロメートル}}
{{CharCode|13212|339C|1-13-48|ミリメートル|font=JIS2004フォント}}
{{CharCode|13213|339D|1-13-49|センチメートル|font=JIS2004フォント}}
{{CharCode|13175|3377|-|デシメートル|font=個別|family='源ノ角ゴシック Normal','源ノ角ゴシック JP Normal','Noto Sans Japanese DemiLight','メイリオ',Meiryo,'VL ゴシック','VL Gothic','花園明朝A',HanaMinA,'AR PL Ukai CN',Code2000,'和田研中丸ゴシック2004絵文字',WadaLabChuMaruGo2004Emoji,YOzFont,'和田研細丸ゴシック2004絵文字',WadaLabMaruGo2004Emoji,'Nishiki-teki'}}
{{CharCode|8575|217f|-|メートル|font=MacJapanese}}
{{CharCode|13214|339E|1-13-50|キロメートル|font=JIS2004フォント}}
{{CharCode|13133|334D|1-13-35|全角メートル|font=JIS2004フォント}}
{{CharCode|13078|3316|-|全角キロメートル|font=MacJapanese}}
|}

=== 英語表記のゆれ ===
英語圏において、アメリカ合衆国を除き一般にメートルは{{lang-en-short|metre}}と書かれる<ref>{{cite web|url= http://www.metricationmatters.com/docs/Spelling_metre_or_meter.pdf |title=Spelling metre or meter|format=PDF|author= Pat Naughtin |date=2008 |publisher= Metrication Matters |language=英語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。[[国際度量衡局]]がフランス語で発行する2006年版の国際単位系 (SI) 冊子「Bureau international des poids et mesures」は、英語への翻訳において単語「metre」を使用し、その目的をSI規格がより扱いやすくするためと述べている<ref>[[#bipm2006|BIPM, 2006]], p. 130''ff''.</ref>。

しかし、アメリカでは合衆国政府が定める公文書書式マニュアルに沿って「meter」を用いている。1975年のメートル条約にて、アメリカ商務省はアメリカ国内にてSIの解釈に変更を加える解釈の責任を与えられた。これを受けて商務省は[[アメリカ国立標準技術研究所]] (NIST) に裁量権を与えた。2008年にNISTは、BIPMが発表した「Le Système international d'unités (SI)」第8版の英語翻訳書 (BIPM, 2006) に対してアメリカ版を発行した (Taylor and Thompson, 2008a)。この中でNISTは、BIPM版の「metre」を「meter」、「litre」（[[リットル]]）を「liter」、「deca」（[[デカ]]：10倍の意）を「deka」に置き換えた (Taylor and Thompson, 2008a, p. iii)。NIST所長は、公式にこの変更を表明し、これはアメリカ合衆国におけるSIの「法解釈」の結果だと表明した (Turner)。

日本では、[[国際度量衡局]]の方針に従って、一貫して「metre」を用いている<ref>「国際文書第8版(2006)　[[国際単位系]]（[[SI]]）日本語版」[[http://www.nmij.jp/library/units/si/R8/SI8J.pdf]]34,42,43など</ref>。これは、millimetre,cubic metreなどにおいても同様である。

また、パーキングメーターや速度計のような測定機器は、どの国においても「meter」が使われている<ref>{{cite web|url= http://dictionary.cambridge.org/results.asp?searchword=parking+meter |title= Cambridge Advanced Learner's Dictionary |chapter= parking meter, meter, speedometer.|author= |date=2008 |publisher= Cambridge University Press. s.v. |language=英語|accessdate=2010-11-13}}</ref>。これらの装置を総称して「meter （メーター）」というが、本稿で解説した長さを示す単位「metre」とは同じ語源を持つ<ref>''American Heritage Dictionary of the English Language''. 3rd ed. (1992). Boston: Houghton Mifflin. s.v. meter.</ref>。

== 他の単位との相関 ==
{{長さの単位 (短)}}
{{長さの単位 (長)}}

== 派生単位 ==
メートルはSIの基本単位であり、メートルから派生した単位は多数あるため、ここで全てを挙げることはせず、メートルのみを使用した単位を挙げる。

*m<sup>2</sup> -- [[平方メートル]]。[[面積]]。
*m<sup>3</sup> -- [[立方メートル]]。[[体積]]。
*m<sup>&minus;1</sup> -- [[毎メートル]]。[[波数]]など。
*m<sup>&minus;2</sup> -- [[毎平方メートル]]。[[人口密度]]など。
*m<sup>&minus;3</sup> -- [[毎立方メートル]]。不純物の割合など。

== 関連項目 ==
{{Wiktionarypar|メートル}}
*[[長さの比較]]
*[[長さの単位]]
*[[単位]]

== 参考文献・資料 ==
*{{cite web|url= http://ts.nist.gov/MeasurementServices/Calibrations/upload/4998.pdf |format=PDF|author=John S. Beers, William B. Penzes |title= NIST Length Scale Interferometer Measurement Assurance. (NISTIR 4998) |publisher=[[アメリカ国立標準技術研究所]] |date=1992|language=英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{Anchor|bipm2006}}{{cite web|url= http://www1.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8.pdf |format=PDF|author= |title= The International System of Units (SI) |publisher=国際度量衡局 (BIPM)|date=2006|language=フランス語、英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{cite web|url= http://www.bipm.fr/en/convention/resolutions.html |author= |title=Resolutions of the CGPM |publisher=国際度量衡局 (BIPM)|date=|language= |accessdate=2010-11-15}}
*{{cite web|url= http://www1.bipm.org/en/si/history-si/evolution_metre.html |author= |title= The BIPM and the evolution of the definition of the metre |publisher=国際度量衡局 (BIPM)|date=|language= |accessdate=2010-11-15}}
*{{cite web|url= http://physics.nist.gov/cuu/Constants/codata.pdf |format=PDF|author=Peter J. Mohr, Barry N. Taylor, David B. Newell |title= CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006 |publisher= Gaithersburg, MD: [[アメリカ国立標準技術研究所]] (NIST) |date=2007-12-28|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{cite web|url= http://physics.nist.gov/cuu/Units/index.html |author= |title= The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty: International System of Units (SI) |publisher=アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) |date=2003-12|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
** [http://physics.nist.gov/cuu/Units/units.html ''SI base units'']. 2010-11-15閲覧
** [http://physics.nist.gov/cuu/Units/current.html ''Definitions of the SI base units'']. 2010-11-15閲覧
** {{anchor|nistmetre}}[http://physics.nist.gov/cuu/Units/meter.html ''Historical context of the SI: Metre'']. 2010-11-15閲覧
*{{cite web|url= http://inms-ienm.nrc-cnrc.gc.ca/research/optical_frequency_si_e.html |author= |title=Optical Frequency - Maintaining the SI Metre |publisher= National Research Council Canada |date=2008-05-16|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{anchor|penzes2005}}{{cite web|url= http://www.mel.nist.gov/div821/museum/timeline.htm |format=PDF|author= Penzes, W |title=Time Line for the Definition of the Meter |publisher=アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) |date=2009-12-29|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{Anchor|taylor2008a}}{{cite web|url= http://physics.nist.gov/Pubs/SP330/sp330.pdf |format=PDF|author=Barry N. Taylor, Ambler Thompson |title= The International System of Units (SI)''}. United States version of the English text of the eighth edition (2006) of the International Bureau of Weights and Measures publication ''Le Système International d’ Unités (SI)'' (Special Publication 330) |edition=2008|publisher=アメリカ国立標準技術研究所 (NIST)|date=2008-08-18|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{Anchor|taylor2008b}}{{cite web|url= http://physics.nist.gov/cuu/pdf/sp811.pdf |format=PDF|author= Barry N. Taylor, Ambler Thompson |title= Guide for the Use of the International System of Units (Special Publication 811) |publisher=アメリカ国立標準技術研究所 (NIST)|date=2008|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{cite web|url= http://histoire.du.metre.free.fr/en/ |author= Tibo Qorl (Translated by Sibille Rouzaud)|title= The History of the Meter  |publisher=|date=2005|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{Anchor|turner}}{{cite web|url= http://ts.nist.gov/WeightsAndMeasures/Metric/upload/FRN_Vol_73_No_96_16May2008_SI_Interpretation.pdf |format=PDF|author=James M. Turner (Deputy Director of the National Institute of Standards and Technology)|title= Interpretation of the International System of Units (the Metric System of Measurement) for the United States |publisher= Federal Register |edition= Vol. 73, No. 96, p.&nbsp;28432-3|date=2008-05-16|language= 英語|accessdate=2010-11-15}}
*{{Cite book|last=Zagar|first= B.G.|coauthors= |date= 1999年|title=The Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook.|publisher= CRC Press |url= http://books.google.com/books?id=VXQdq0B3tnUC&pg=PT164#PPT160,M1|isbn       = 0849383471}}
*{{Cite book|和書|author=[[田中館愛橘]] |date=1934|title=メートル法の歴史と現在の問題|publisher=[[岩波書店]]|edition=第1刷|url=http://books.google.co.jp/books?id=qt8Eew0L9nQC&pg=PA26&dq=%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%AB+%E5%AE%9A%E7%BE%A9+%E6%AD%B4%E5%8F%B2&hl=ja&ei=xE7aTKacGIXyvQOE7uGkCg&sa=X&oi=book_result&ct=book-preview-link&resnum=4&ved=0CDEQuwUwAw#v=onepage&q&f=false|ref=田中館1934}}
*{{Cite book|和書|author=ケン・オールダー|translator=吉田三知世|date=2006|title=万物の尺度を求めて メートル法を定めた子午線大計測|publisher=[[早川書房]] |edition=第1刷|isbn=4-15-208664-5|ref=オールダー2006}}
*{{Cite book|和書|author=西條敏美|date=2009|title=単位の成り立ち|publisher=恒星社厚生閣|edition=第1刷|isbn=978-4-7699-1099-2|ref=西條2009}}
*{{Cite book|和書|author=和田純夫|coauthors=大上雅史、根本和昭|date=2002|title=単位がわかると物理がわかる|publisher=ベレ出版|edition=初刷|isbn=4-86064-013-6|ref=和田2002}}

== 注釈 ==
{{脚注ヘルプ}}{{Reflist|group=注}}

== 出典 ==
{{Reflist|2}}

== 外部リンク ==
*{{en icon}} [http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/metre.html BIPM - metre] - [[国際度量衡局]]のサイト内のメートルの定義
*{{en icon}} Layer, H.P. (2008). [http://www.mel.nist.gov/div821/museum/length.htm ''Length—Evolution from Measurement Standard to a Fundamental Constant'']. Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology. Retrieved 18 August 2008. <!-- Information there not yet included in article -->
*{{ja icon}}[http://law.e-gov.go.jp/cgi-bin/idxrefer.cgi?H_FILE=%95%bd%8e%6c%96%40%8c%dc%88%ea&REF_NAME=%8c%76%97%ca%96%40&ANCHOR_F=&ANCHOR_T= 計量法]、[http://law.e-gov.go.jp/htmldata/H04/H04SE358.html 計量法附則第三条の計量単位等を定める政令]
*{{EoE|Meter|Meter}}

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{{DEFAULTSORT:めえとる}}
[[Category:長さの単位]]
[[Category:SI基本単位]]
[[Category:フランス語の語句]]