Lít ra đời thế nào: từ hệ mét Pháp 1795 đến đềximét khối năm 1964

Lít ra đời trong hệ mét của nước Pháp: luật ngày 7 tháng 4 năm 1795 định nghĩa lít là thể tích của một khối lập phương cạnh một phần mười mét, tức một đềximét khối. Từ năm 1901 tới 1964, lít từng được định nghĩa lại theo khối lượng — thể tích của 1 kg nước tinh khiết — và vì thế lớn hơn 1 dm³ một chút, khoảng 1,000028 dm³. Năm 1964, Đại hội Cân đo quốc tế bỏ định nghĩa ấy, đưa lít trở lại đúng bằng 1 dm³ như ngày nay.

Trước khi có lít, người ta đong bằng gì?

Trước Cách mạng Pháp, nước Pháp có một mớ đơn vị đo hỗn loạn. Mỗi vùng, thậm chí mỗi thị trấn, có đơn vị đong ngũ cốc, rượu, dầu riêng; cùng một tên gọi mà mỗi nơi một cỡ. Các nhà sử học đo lường thường nhắc con số hàng trăm tên đơn vị với hàng nghìn biến thể địa phương. Một trong những đơn vị đong khô ở Paris là litron, dùng cho hạt, muối — chính là gốc của chữ "lít" sau này.

Sự hỗn loạn ấy không chỉ phiền: nó là chỗ cho gian lận. Người thu thuế, chủ đất có thể dùng đấu to khi thu, đấu nhỏ khi phát. Trong các bản thỉnh nguyện dân chúng gửi lên trước Cách mạng năm 1789, đòi hỏi "một vua, một luật, một cân đo" được nêu ở nhiều nơi. Chuyện này cũng từng xảy ra ở phương Đông với đấu, thăng — có bài riêng trong danh mục.

Lít được định nghĩa lần đầu như thế nào?

Hệ mét được xây trên một ý tưởng gọn: lấy một chiều dài làm gốc, rồi suy ra thể tích và khối lượng từ chiều dài ấy, mọi bậc cách nhau theo lũy thừa của mười.

• Mét được định nghĩa theo kích thước Trái Đất: một phần mười triệu khoảng cách từ cực Bắc tới xích đạo, đo dọc kinh tuyến qua Paris.
• Đơn vị thể tích lấy một khối lập phương có cạnh bằng một phần mười mét. Năm 1793, chính quyền cách mạng tạm gọi nó là cadil. Tới luật năm 1795, nó được đặt tên chính thức là litre.
• Đơn vị khối lượng lấy từ nước: gam là khối lượng của một centimét khối nước. Ban đầu quy định ở nhiệt độ nước đá tan; về sau đổi sang nhiệt độ nước nặng nhất, khoảng 4 °C.

Nhờ cách xây dựng ấy, có một sự trùng khớp dễ nhớ: một lít nước nặng khoảng một ki-lô-gam. Đó không phải trùng hợp ngẫu nhiên của tự nhiên mà là chủ đích của những người thiết kế hệ mét. Năm 1799, một quả cân mẫu bằng bạch kim được làm ra theo khối lượng một đềximét khối nước, cất ở Lưu trữ Quốc gia Pháp.

Vì sao lít từng không bằng đúng 1 dm³?

Năm 1875, Công ước Mét được ký kết, lập ra Văn phòng Cân đo Quốc tế (BIPM) ở Sèvres, ngoại ô Paris. Năm 1889, ki-lô-gam được định nghĩa bằng một quả cân mẫu quốc tế bằng hợp kim bạch kim – iridi. Từ lúc ấy, ki-lô-gam không còn phụ thuộc vào nước nữa — nó là chính quả cân ấy.

Lít thì vẫn cần một định nghĩa. Năm 1901, Đại hội Cân đo quốc tế lần thứ 3 quyết định: lít là thể tích chiếm bởi 1 kg nước tinh khiết, ở nhiệt độ nước có khối lượng riêng lớn nhất, dưới áp suất khí quyển chuẩn. Định nghĩa nghe hợp lý, vì đúng tinh thần ban đầu.

Vấn đề là những người làm quả cân mẫu ki-lô-gam cũ đã đo nước không hoàn toàn chính xác. Các phép đo kỹ hơn đầu thế kỷ 20 cho thấy 1 kg nước ở 4 °C chiếm khoảng 1,000028 dm³, tức lớn hơn đềximét khối khoảng 28 phần triệu. Vậy là thế giới có hai thứ gần như bằng nhau nhưng không bằng nhau:

Với đời thường, 28 phần triệu là không đáng kể — một can 20 lít lệch chưa tới một ml. Nhưng với phòng thí nghiệm đo khối lượng riêng chính xác tới phần triệu, có hai "lít" khác nhau là rắc rối thật: một số liệu ghi "g/ml" và một số liệu ghi "g/cm³" không còn so thẳng được với nhau.

Năm 1964 đã thay đổi điều gì?

Đại hội Cân đo quốc tế lần thứ 12 năm 1964 huỷ định nghĩa năm 1901 và tuyên bố: chữ "lít" có thể dùng như một tên gọi riêng của đềximét khối. Từ đó 1 lít = 1 dm³ = 1.000 cm³ đúng tuyệt đối, và 1 ml = 1 cm³ đúng tuyệt đối. Đại hội cũng khuyến nghị không dùng lít cho các phép đo thể tích đòi hỏi độ chính xác cao, để tránh lẫn với những số liệu cũ theo định nghĩa 1901.

Hiện nay, trong tài liệu chính thức của BIPM về Hệ đơn vị quốc tế (SI), lít được xếp vào nhóm đơn vị ngoài SI nhưng được chấp nhận dùng cùng SI. Đơn vị thể tích "chính thống" của SI là mét khối; lít được giữ vì quá quen thuộc và quá tiện trong đời sống.

Còn ki-lô-gam thì sao? Năm 2019, ki-lô-gam cũng thôi phụ thuộc vào quả cân mẫu, được định nghĩa lại qua hằng số Planck. Nhưng mối liên hệ "một lít nước nặng khoảng một ki-lô-gam" vẫn đúng gần đúng như hồi 1795 — chỉ còn là một sự gần đúng hữu ích, không còn là định nghĩa.

Vì sao lít có hai ký hiệu l và L?

Ký hiệu ban đầu của lít là chữ l thường, theo lệ chung của SI: ký hiệu đơn vị viết thường, trừ khi đơn vị mang tên người (như N của Newton, Pa của Pascal). Rắc rối là chữ l thường trông gần như số 1 trong nhiều kiểu chữ: "1 l" dễ đọc thành "11", "5 l" dễ đọc thành "51".

Năm 1979, Đại hội Cân đo quốc tế lần thứ 16 chấp nhận thêm ký hiệu L viết hoa như một ngoại lệ, được dùng song song. Đây là một ngoại lệ hiếm hoi: đơn vị không mang tên người mà được dùng ký hiệu viết hoa. Ngày nay ở Mỹ, Canada, Úc và trong y khoa nói chung, L và mL được ưa dùng; ở nhiều nước châu Âu, l và ml vẫn phổ biến. Trên bao bì ở Việt Nam có thể gặp cả hai kiểu.

Mililít, xentilít, phân khối: lít có những "họ hàng" nào?

Vì lít nằm trong hệ mét, các tiền tố thập phân gắn vào được như với mét hay gam:

• Mililít (ml) = một phần nghìn lít = 1 cm³. Đơn vị quen thuộc nhất trên chai lọ, thuốc nước.
• Xentilít (cl) = một phần trăm lít = 10 ml. Hay gặp trên chai rượu vang, chai nước ở châu Âu: chai "75 cl" chính là 750 ml.
• Đềxilít (dl) = một phần mười lít = 100 ml, còn dùng trong công thức nấu ăn ở một số nước Bắc Âu, Trung Âu.
• Héctôlít (hl) = 100 lít, dùng trong thống kê sản lượng bia, rượu, đôi khi cả ngũ cốc.
• "cc" và "phân khối": cc là viết tắt của centimét khối, bằng 1 ml. Người Việt gọi dung tích xi-lanh xe máy là "phân khối" — xe 110 phân khối là xi-lanh làm việc khoảng 110 cm³, tức 0,11 lít.

Còn chuyện đổi lít sang mét khối, sang galông hay thùng dầu là đề tài của các trang về đơn vị đo khác trong hệ.

Hệ mét và lít đến Việt Nam từ khi nào?

Hệ mét vào Việt Nam theo chân người Pháp từ nửa sau thế kỷ 19. Trong một thời gian dài, mét, lít, ki-lô-gam dùng song song với thước, tấc, đấu, thăng, lạng, cân ta. Ở chợ quê, đơn vị cổ và đơn vị dân gian còn sống rất lâu sau đó — chuyện "lon", "giạ", "xị" có bài riêng trong danh mục. Ngày nay, theo pháp luật về đo lường của Việt Nam, lít là một trong các đơn vị đo pháp định cho thể tích, ghi được trên nhãn hàng hoá cùng với mét khối.

Chữ "lít" trong tiếng Việt vay từ chữ litre của tiếng Pháp. Người miền Nam còn hay nói "lít" theo nghĩa rộng cho một chai rượu lớn, còn "xị" là một phần tư lít — dấu vết cho thấy đơn vị mới hoà vào lời ăn tiếng nói ra sao.

Góc nhìn hôm nay: tự kiểm "một lít" ở nhà

Lít hôm nay là một khái niệm hình học thuần tuý — một khối lập phương cạnh 10 cm. Có thể thấy tận mắt điều đó:

• Gấp một hộp vuông bằng bìa cứng, mỗi cạnh trong lòng đúng 10 cm, lót túi nilon. Đổ vào một lít nước đong bằng cốc đong: mực nước vừa chạm mép.
• Đặt hộp nước lên cân bếp đã trừ bì: cân chỉ khoảng 1 kg — dấu vết của ý tưởng năm 1795.
• So với một hộp sữa giấy 1 lít: hộp ấy thường không vuông mà cao, đáy nhỏ, nhưng lòng chứa vẫn xấp xỉ khối 10 cm kia.

Người muốn đọc thêm có thể tìm tài liệu SI bản tiếng Việt do cơ quan đo lường quốc gia phổ biến, hoặc sách lịch sử hệ mét; Bảo tàng Nghệ thuật và Nghề (Musée des Arts et Métiers) ở Paris còn trưng bày nhiều dụng cụ đo thời kỳ đầu của hệ mét.