Бірінші кезеңде шаманың өлшем бірлігін еркінше таңдалған табиғи немесе антропоморфты шамамен байланыстырған. Өлшенетін шама бірлігінің мөлшері жаңғыртылатын шама мөлшеріне теңестірілген. Екінші кезең табиғатпен жаңғыртылған шама бірлігінен бас тартумен және жасанды, заттай эталондарға (метрге, кило- граммға) өтумен сипатталады. Үшінші кезеңде физикалық шамалар бірліктерінің дамуы анықталды. Шама бірліктерінің жасанды эталондары ғылым мен техника талаптарына сай жаңғыра, сақтала және беріле қамтамасыз ете алмайтыны анықталды. Физикалық константалар мен жоғары тұрақты құбылыстарды қолдану физикалық шама бірліктерін жаңғырту дәлдігін арттыруға мүмкіндік берді. Қазір метр мөлшері вакуумдағы жарық жылдамдығы арқылы анықталады. Мұндай тәсіл бізді физикалық шамалардың «табиги» бірлігіне жақындатты. Жекелеген физикалық шамалар бойынша бір кезеңнен келе- сі кезеңге ауысу әлі де орын алуда. Алайда масса бірлігі екінші кезеңде қалған. Масса бірлігі ретінде алғашында судың текше дециметрінің массасы алынған, қазіргі кезге дейін масса бірлігі килограммның жасанды эталондарымен - 1889 жылы дайындалған платина-иридийлі гирлермен анықталады. Килограммды анықтау басқа бірліктермен байланыссыз, бұл бірлік тәуелсіз болып қалады. Жоғарыда айтылғандай, алғашында физикалық шамалардың бірліктері бір-бірімен байланыссыз ерікті таңдалды. Мысалы «шынтақ» І Генрихтің скипетр ұзындығымен сәйкес келді, көп елдерде кеңінен қолданылатын ұзындық бірлігі «фут» - Ұлы Карлдың табан ұзындығына тең болды. Әр мемлекетте және тіпті әр қалада өзіндік бірліктер жасалды. Ф.Энгельс атап өткендей, сол уақытта Германияның құрамына көптеген ұсақ мемлекеттер кіргендіктен елде жүздеген өлшемдер мен шамалар болған. Бір бірліктерді басқа бірліктерге аудару өте күрделі болды және өлшеу нәтижелерінің қателігінің артуына әкеліп соқтырды. Одан басқа, әртүрлі еңбек салалары өз бірліктерін жасады. Осының барлығы ғылым мен техниканың дамуын тежеді. 1872 жылы метрикалық жүйенің эталондары жөніндегі Халықаралық комиссия шартты материалды эталондар негізіндегі масса және ұзындық бірліктеріне көшу туралы шешім қабылдады. 1875 жылы 17 мемлекет (соның ішінде Ресей) Метрикалық конвенцияға қол қойған дипломатиялық конференция өтті. Ол бойынша:
метр мен килограммның халықаралық эталондары қа- былданды;
өлшемдер мен шамалардың Халықаралық бюросы құрылды;
өлшемдер мен шамалар бойынша Бас конференцияны алты жылда бір рет шақыру бекітілді.
Платина мен иридий қоспасынан метр мен килограммның үлгілері жасалды. 1889 жылы Парижде өлшемдер мен шамалар бойынша I Бас конференция өткізіліп, онда дайындалған үлгілерден метр мен килограммның халықаралық эталондары бекітіліп, олар өлшемдер мен шамалардың Халықаралық бюросына сақтауға берілді. Қалған дайындалған метр мен килограмм үлгілері жеребе бойынша Метрикалық конвенцияға қол қойған мемлекеттерге таратылды. Ресей екі эталондық метр (№ 11 и № 28) және екі эталондық килограммға (№ 12 и № 26) ие болды. № 28 Метр және № 12 килограмм Ресейдің мемлекеттік эталондары ретінде бекітілді. Сөйтіп, 1899 жылы халықаралық метрикалық өлшемдердің бекітілуі аяқталды. Ол уақытта Ресейде метрикалық өлшемдерді ендіру туралы сұрақ шешілмеген еді, метрикалық өлшемдер тек факультативті тұрғыда ғана қабылданды. Олар Кеңес декретінде 1918 жылғы 14 қыркүйектен бастап қана міндетті ретінде енгізілген. Метрикалық өлшемдерге толық көшу 1927 жылы аяқталды. Өнеркәсіп пен сауданың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін физикалық шамал ар бірліктерінің ауқымды жүйесін құру қажет болды. Алғаш рет физикалық шамалар бірліктерінің жүйесі деген ұғымды 1832 жылы неміс ғалымы Карл Гаусс (1777 - 1855) ен- гізді. Ол бірнеше тәуелсіз кез келген шамаларды таңдап алуды ұсынды. Осы шамалардың бірліктері негізгі деп аталды. Одан кейін, шамалар арасындағы заңды байланыстарды қолдана отырып, басқа шамалар бірліктерін шығарды, оларды туынды бірліктер деп атады. Осы негізгі және туынды бірліктердің жиынтығы физикалық шамалар бірліктерінің жүйесі болып табылады. Алғашында МКС (метр-килограмм-секунд) бірліктер жүйесі құрылды, ол негізгі үш бірлік ұзындық, масса және уақытқа негізделді. Кейінірек - СГС жүйесі, ол да негізгі бірліктер: ұзындық, масса және уақыт - сантиметр, грамм, секунд негізінде және МТС жүйесі (метр - тонна - секунд). Кейбір аралықта техникалық бірліктер жүйесі - МКГКС қолданылды, ол ұзындық, күш, уақыт бірліктері негізінде (метр - килограмм - күш - секунд). Физикалық шамалар дың өлшем бірліктер жүйесі қатарының болуы, жүйеден тыс бірліктердің көптігі, бір жүйеден екінші жүйеге ауысу кезеңіндегі ыңғайсыздық ғылым мен техника- ның барлық салаларын қанағаттандыратын, халықаралық дә- режеде қабылданатын бірыңғай әмбебап бірліктер жүйесін құруды қажет етті. 1948 жылы өлшемдер мен шамалар бойынша IX Бас конференцияда бірыңғай тәжірибелік бірліктер жүйесі ұсынылды, онда негізгі бірліктер болып метр, килограмм, секунд және электрлік шамалардың бір бірлігі алынды. X Бас конференцияда (1954 жылы) жаңа жүйенің негізгі бірліктері: ұзындық - метр, масса - килограмм, уақыт - секунд, ток күші - ампер, термодинамикалық температура - кельвин, жарық күші - кандела қабылданды. Бас конференциядан кейін өлшемдер мен шамалардың Халықаралық комитеті жаңа жүйенің туынды бірліктерінің тізімін дайындап, бұл жүйені Халықаралық бірліктер жүйесі деп атауды ұсынды.
Бас конференция 1960 жылғы өлшемдер мен шамалар бойынша жаңа жүйені нақты қабылдады, оған «Халықаралық бірліктер жүйесі» (Systeme International) деген атау берді, қысқартылған түрде: «SI» - «СИ».
1963 жылы КСРО-да ГОСТ 9867-61 «Халықаралық бірліктер жүйесі» енгізілді, осыған орай СИ бірліктерін қолдану бекітілді. 1978 жылы СЭВ стандарттау бойынша Комиссиясының 43 отырысында СТ СЭВ 1052-78 «Метрология. Физикалық шамалар бірліктері» бекітілді, ол Мемстандарттың 6 сәуірдегі 1979 жылғы № 113 қаулысы бойынша КСРО мемлекеттік стандарты ретінде енгізіліп, алдымен келісім-құқықтық қатынастар мен халық шаруашылығында 1 қаңтардан 1980 жылғы бастап қолданыла бастады. СТ СЭВ 1052-78 стандарты СЭВ мемлекет-мүшелерінде қолданылатын физикалық шамалар бірліктерін, мемлекеттер арасындағы келісім-құқықтық қатынастардағы және СЭВ органдарында қолданылатын бірліктерді бекітті. Кейін ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Физикалық шамалар бірліктері» енгізілді, ол ғылымның, техниканың және экономиканың барлық салаларын қамтыды. Жаңа жүйенің артықшылықтарына оның әмбебаптығы (барлық өлшемдер саласын қамтиды), келісімділік (барлық туынды бірліктер бірыңғай ереже бойынша жасалған) және ғылым мен техниканың даму дәрежесіне орай жаңа туынды бірліктерді жасау мүмкіндіктері жатты. Өлшем бірліктерінің халықаралық жүйесі(СИ) — өлшемдердің халықаралық қалпы, метрикалық жүйесінің заманауи нұсқасы. СИ күнделікті өмірмен қатар ғылым және техникада әлемдегі ең көп пайдаланатын бірліктер жүйесі болып табылады. Қазіргі кезде әлемнің көп елдерінде СИ заңды түрдегі бірліктер жүйесі ретінде қабылданған және тіпті күнделікті өмірде дәстүрлі бірліктерді қолданатын елдердің өзі осы жүйе бірліктерін ғылымда әрқашан пайдаланады. Осы аздаған елдер (мысалы, АҚШ) дәстүрлі бірліктердің өзін СИ бірліктеріне ауыстырған. СИ бойынша ұзындықтың негізгі бірлігі метр (1 м), уақыт
секунд (1 с), масса - килограмм (1 кг), электр тоғының күші
ампер (1 А), термодинамикалық температура - кельвин (1 К), жарық күші - канделла (1 кд) және зат мөлшері - моль (1 моль) болып табылады.