? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?楊威
度量衡,指在日常生活中用于計量物體長短、容積、輕重的物體的統(tǒng)稱。其中計量長短的器具稱為“度”,測定計算容積的器皿稱為“量”,測量物體輕重的工具稱為“衡”。英文中沒有一個詞與之對應(yīng),將之譯為Weightsand measures,由此可見漢字的高度概括性。
中國的度量衡單位最初都與人體相關(guān):“布手知尺,布指知寸”、“一手之盛謂之溢,兩手謂之掬”。這時的單位顯而易見有因人而異的弊病。
史書在談及秦始皇的時候,都把統(tǒng)一度量衡作為他的功績之一。實際上該項工作具體執(zhí)行者為商鞅。據(jù)《劍橋中國史》第一卷秦漢史記載,商鞅完成度量衡的標(biāo)準(zhǔn)化后,采取行動統(tǒng)一度量衡,并通過律令保證計量的精確性。

但是商鞅保證不了度量衡標(biāo)準(zhǔn)的客觀性,中國古代度量衡的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷變化中。歷史學(xué)家通過史料記載和考古研究,計算出了古代長度“尺”和容積“升”的多少,總體上呈現(xiàn)增大的趨勢(具體可百度)。據(jù)說這是因為在古代,長度和容積的度量主要作用是作為交納稅負(fù)時的標(biāo)準(zhǔn),比如交納布匹、糧食。通常統(tǒng)治階級想增加稅負(fù),增加度量單位的大小就是辦法之一,這樣表面上沒有給老百姓增加負(fù)擔(dān),但實質(zhì)上還是多收了。中國的重量單位“兩”在歷史上則相對穩(wěn)定,自唐代以來一直保持在37g左右。
現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源地歐洲的度量衡在古代也是一團糟。在18世紀(jì)80年代,法國的長度就有幾十個單位,其中每一個又有幾十個甚至數(shù)百個地方性標(biāo)準(zhǔn)。從這一點上可以看出中國專制皇權(quán)的好處,盡管標(biāo)準(zhǔn)在變化,但是很容易做到統(tǒng)一。當(dāng)時的歐洲人早已認(rèn)識到,統(tǒng)一度量衡是社會發(fā)展的必然要求,但是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?在法國,由于試圖給度量衡定義成一個“自然”的客觀標(biāo)準(zhǔn),并且便于使用和描述身邊的事物,科學(xué)家們就產(chǎn)生了分歧。
在對長度的定義中,當(dāng)時人們已經(jīng)知道同一個擺錘在不同的地方會有不同的擺動周期,有的學(xué)者要求將長度單位定義為擺動周期為一秒的擺錘的長度(擺錘的一個周期是它擺起又落回到原位的時間),有的建議以巴黎所在緯度——北緯45度處的秒擺的長度作為新的長度單位。但是18世紀(jì)90年代末法國科學(xué)院還是把這個問題交給有史以來最杰出的一個科學(xué)委員會來處理。該委員會由拉格朗日、拉普拉斯、Borda、蒙日、Condorcet.等人組成??吹竭@些名字大家是不是有如雷貫耳的感覺?他們建議重新定義一個新單位:以赤道與極點的海平面距離的千萬分之一為一米。 經(jīng)過一系列波折,通過測量和計算,在1798年11月28日法國召開的一次由盟國及附屬國的專家參加的國際會議上,認(rèn)可了米的長度。
重量的單位“克”則使用了米的定義,18世紀(jì)90年代,“克”在法國被規(guī)定為相等于“容量相等于邊長為百分之一米的立方體的水于冰熔溫度時的絕對重量”。之后,科學(xué)家們經(jīng)過多年的研究,于1799年在定義中改用水最穩(wěn)定的密度點,當(dāng)時的量度結(jié)果為4 °C時一立方分米的水為一千克。當(dāng)時的法國科學(xué)院原計劃制作的是新頒布質(zhì)量的主單位——克的標(biāo)準(zhǔn)器,但因為當(dāng)時工藝和測量技術(shù)所限,故制作了質(zhì)量是克的1000倍的標(biāo)準(zhǔn)器,即千克標(biāo)準(zhǔn)原器,這也是國際單位制中質(zhì)量單位是千克而不是克的原因。質(zhì)量是國際單位制的7個基本單位中唯一一個以物體定義的單位。千克是質(zhì)量(而非重量)的單位是在1901年第3屆國際計量大會上明確的,它們之間的換算與加速度有關(guān)。

隨著科學(xué)技術(shù)的進步,1960年第11屆國際計量大會對米的定義作了如下更改:“米的長度等于氪-86原子的2P10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍”。這一自然基準(zhǔn),性能穩(wěn)定,沒有變形問題,容易復(fù)現(xiàn),而且具有很高的復(fù)現(xiàn)精度。上世紀(jì)70年代以來,對時間和光速的測定,都達到了很高的精確度。因此,1983年10月在巴黎召開的第17屆國際計量大會上又通過了米的新定義:“米是1/299792458秒的時間間隔內(nèi)光在真空中行程的長度”。這樣,基于光譜線波長的米的定義就被新的定義所替代了。從米的定義變化可以看出科學(xué)精神的重要,在18世紀(jì)晚期,當(dāng)中國還在大興文字獄的時候,歐洲的科學(xué)家和學(xué)者已經(jīng)可以通過“自然”定義一個長度的單位。從子午線到光譜波長,最后定義到光速不變上,體現(xiàn)了認(rèn)知水平的提升,體現(xiàn)了對科學(xué)精神的認(rèn)同。
中國民國時期已經(jīng)頒布法令將度量衡與國際單位統(tǒng)一(時稱萬國公制),并逐漸為民眾接受。中華人民共和國正式使用“米”制是在1959年,當(dāng)時的國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于統(tǒng)一計量制度的命令》,確定“米”作為我國的基本計量單位,同時使用的還有厘米、分米、千米等。并且因為折算麻煩,將過去的十六兩為一斤,改為十兩為一斤。1984年,國務(wù)院發(fā)布命令,采用以國際單位制為基礎(chǔ),同時選用一些非國際單位制單位的中華人民共和國法定計量單位(簡稱法定單位)。自1991年1月1日起,米和千克作為法定單位成為中國唯一合法的計量單位。
(本文圖片來源于網(wǎng)絡(luò))