Физические величины измеряются в определенных единицах, и само измерение физических величин сводится к сравнению их с соответствующими основными эталонными единицами.

В свое время эталоны длины, времени и массы были выбраны произвольно. Метр был определен сначала как одна сорока миллионная часть длины парижского меридиана. Но довольно быстро от такого определения отказались и стали считать метром просто длину эталона, хранящегося в Париже. Секунда была определена как некоторая часть звездного года. Что касается единицы массы  килограмма,  то он был вообще выбран вне связи с каким-либо естественным масштабом, его просто «ввели», как любят говорить физики, «рукой». Но эталон потому и называется эталоном, что с ним сравнивают другие вторичные «эталоны». Вспомните, например, как в магазинах сверяют длину метра и вес гирь!

Но для того, чтобы сравнивать вторичные эталоны с основным, безусловно нужно, чтобы основной эталон оставался «вечным» и «неизменным». Время всегда работает на разрушение. Эталонный платиновый метр, несмотря на все меры предосторожности, деформируется и разрушается. Период обращения Земли, увы, далеко не постоянен, да и не может быть постоянным, поскольку на Земле все время происходят геологические изменения (есть и другие причины!). Эталон массы не может сохранить все свои' молекулы, хотя бы потому, что всегда идет процесс испарения. Пусть все эти изменения едва уловимы, а подчас и неуловимы за короткие промежутки времени, но с повышением точности измерений они рано или поздно скажутся.В результате сопоставление точных измерений, сделанных в различное время (передача точной информации потомкам!), становится трудным делом.

Поэтому не сегодня возникло естественное стремление заменить случайные эталоны на «естественные», легко  воспроизводимые, а, главное, неизменные во времени. Здесь мы снова возвращаемся к тому, о чем мы говорили, когда рассказывали о постоянстве электрического заряда. Квантовая механика отождествила все микрочастицы одного сорта и их свойства. Но хотя это произошло лишь в тридцатых годах нашего столетия, физики верили в эту идею значительно раньше. В известном смысле это вытекало из наблюдений над спектрами электромагнитного излучения атомов и молекул. Каждая спектральная линия соответствует определенной длине волны; атомы каждого сорта, как показывает опыт, излучают свет строго определенных длин волн. Если взять длину волны излучения какого-нибудь атома за эталон длины, то не будет ли этот эталон долговечнее метра? В начале нашего века американский физик Майкельсон точно сосчитал, какое число длин волн, соответствующих красной линии в излучении атомов кадмия, укладывается в одном метре.

Идея Майкельсона о сравнении эталона длины  метра с определенной длиной волны не потеряла своего значения до наших дней, но «базисная» длина волны по соображениям удобства была переопределена. Теперь метр выражен в длинах волн оранжевойлинии излучения криптона. Но получили ли мы эталон длины навсегда, навечно?Уже Майкельсон думал об этом. Он писал: «Свойства атомов, испускающих это излучение, едва ли могут измениться даже через несколько миллионов лет, а если это и произойдет, то к тому времени человечество, возможно, потеряет интерес к этой проблеме».