Исторический экскурс. 
Исследование систем единиц

Неудобства в сфере торговли и промышленного производства, связанные с различием национальных систем единиц, натолкнулись на идею разработки метрических систем мер. Десятичная система единиц, первым этапом которой стал метр (м), получила название метрической системы. Она была предложена в 18 веке во Франции и получила в дальнейшем международное признание. Хотя метрическая система, по мнению её создателей, должна служить «на все времена, для всех народов», но даже во Франции она пробивала себе дорогу с большим трудом. Для того чтобы употребить её во Франции в качестве обязательной, потребовалось 45 лет (с 1795 г. до 1840 г.). 20 мая 1875 г. семнадцать государств, в том числе и Россия, подписали метрическую конвенцию-соглашение, направленное на обеспечение международного единства мер. Ученые Д. И. Менделеев и Б. С. Якоби были не только популяризаторами метрической системы, но и активно внедряли её в науку. Она послужила основой для унификации единиц длины — метр (м), массы — килограмм (кг), времени — секунда ©, а также производных величин (площади, объёма и плотности).

Системы единиц, применяемые до принятия Международной системы (СИ) Впервые понятие системы единиц физических величин было введено великим немецким математиком К. Гауссом совместно с В. Э. Вебером в 1832 г. Идея Гаусса состояла в следующем: сначала выбирается несколько физических величин, независимых друг от друга. Величины эти называются основными, а их единицы основными единицами систем единиц. Основные величины — это величины независимые от других величин, а также которые характеризуют коренные свойства окружающего нас материального мира.

В честь основных физических величин (длина — сантиметр (см), масса — грамм (г), время — секунда (с)) она названа СГС — система единиц. Использованные три основные величины и установленные производные единицы по уравнениям связи между величинами в простейшем их виде, т. е. с числовыми коэффициентами равными 1 (такие системы позднее назвали когерентными), в начале применялись для механических и акустических физических величин. С использованием единиц температуры — кельвин (К) и единиц силы света — кандела (kd) система СГС распространяется на область тепловых и оптических величин. Эта система была предложена образованным в 1861 г. комитетом по электрическим эталонам Британской ассоциации для развития наук, в которую входили выдающиеся физики того времени (У. Томсон (лорд Кельвин), Дж. Максвелл, Ч. Уитсон и другие), в качестве систем единиц, охватывающих механику и электродинамику. Через 10 лет ассоциация образовала новый комитет, который и выбрал окончательно в качестве системы единиц — систему СГС.

Первый Международный Конгресс электриков в Париже (в 1881 г.) также принял СГС — систему единиц, и с тех пор она широко применяется в научных исследованиях.

Для электродинамики во второй половине 19 века Британская ассоциация по развитию наук приняла 2 СГС — системы единиц: электростатическую (СГСЭ) и электромагнитную (СГСМ) и симметричную систему СГС. Её не зря называют Гауссовой системой единиц, в честь К. Гаусса, который совместно с Вебером, предложил идею для измерения магнитных величин, высказавшие идею создания абсолютной системы единиц. Известны два способа построения систем электрических и магнитных величин на основе систем: на трёх основных единицах (см, г, с); и на четырёх основных единицах (см, г, с и одна электрическая или магнитная величина) первым способом, т. е. с использованием трёх основных единиц на основе СГС найдено 3 системы единиц:

• а) электростатическая система единиц (СГСЭ — система);
• б) электромагнитная система единиц (СГСМ — система);
• в) симметричная система единиц (СГС — система).

В основу построения этих систем был положен закон Кулона для электрических зарядов и для магнитных зарядов, которые в то время ассоциировались с электрическими.

а) Электростатическая система единиц (СГСЭ — система). При построении этой системы первой производной единицей вводится единица электрического заряда с использованием закона Кулона (Fэл=q1q2/r2) в качестве определяющего уравнения. При этом абсолютная диэлектрическая проницаемость (еа) рассматривается безразмерной электрической величиной (для вакуума она равна единице). Как следствие этого, в уравнениях, связывающих электромагнитные величины, появляются в явном виде как корень квадратный из скорости света в вакууме, т. е.

ма=1/с2 * с2/см2, где с =(2,997*924*580Ѓ} 0,000 000 012)*1010 см/с.

• — скорость света. Размер их, как правило, неудобен для измерений. Эта система применяется главным образом в теоретических работах.
• б) Электромагнитная система единиц (система СГСМ). При построении этой системы первой производной электрической единицы вводится единица тока с использованием закона Ампера (F~(I1I2/d)*l) в качестве определяющего уравнения. При этом абсолютная проницаемость (мa) рассматривается безразмерной величиной (для вакуума она равна 1), а электрическая постоянная е0=1/с2*c2/см2. В связи с этим в некоторых уравнениях, связывающих электромагнитные величины, появляются в явном виде корень квадратный из скорости света в вакууме. Единицей магнитного потока (Ф) в СГСМ является максвелл (мкс, mx), магнитной индукции (В) — гаусс (Гс, Gs), напряженности магнитного поля (Н) — эрстед (э, ое), магнитодвижущей силы — гильберт (Гб, Gb).
• в) Симметричная система единиц (СГС система). Со второй половины 20 века она получила наибольшее распространение. Её называют также смешанной или Гауссовой системой единиц. Эта система является совокупностью систем СГСЭ и СГСМ. В системе СГС в качестве единиц электрических величин используются единицы системы СГСЭ, а в качестве единиц магнитных величин — единицы системы СГСМ. В симметричной системе СГС е0=1, м0=1. В результате комбинации двух систем в некоторых уравнениях, связывающих электрические и магнитные величины, появляются в явном виде скорость света в вакууме.

Соотношения важнейших единиц трёх систем единиц (СГСЭ, СГСМ, симметричная) с соответствующими единицами системы СИ.