國（guó）家博物館、北京市藝術博物（wù）館、江蘇省揚州市博物館各收藏（cáng）有一件卡（kǎ）尺。前兩件為傳世品，上麵都（dōu）刻有“始建國元年正（zhèng）月癸（guǐ）酉朔日製”，始建國元年即公元九年。1977年在一次學術討論（lùn）會（huì）上（shàng），專（zhuān）家們對國家博物（wù）館所藏這支卡尺的真偽存（cún）在不同（tóng）看（kàn）法。有幸的是1992年5月，在距離揚州市西北8公裏外邗(han)江縣東漢早期墓（mù）葬中，出土了一件銅（tóng）卡尺。雖然出土時，表麵鏽蝕，是否有刻文，已無法辨識，但對漢代曾（céng）有過這類帶有（yǒu）卡（kǎ）爪的專用測長工具——卡尺，就無需爭辯了。

卡尺的浮現

卡尺最（zuì）晚在王莽時（shí）期已經（jīng）在生產實踐中（zhōng）比較廣泛使用了，發明時間距今已達2000年以上，但是從目前所能查找的文獻來看，清代以前對這種專用的測量（liàng）工具卻沒有任何記載，因此它的發展曆史、使用範圍（wéi）、使用方法均已（yǐ）失傳。當吳重熹(同（tóng）治元（yuán）年舉人，曾任江西巡撫)於光緒十八年(1892)看（kàn）到這件銘刻新莽年（nián）號、上有魚鱗紋、奇形怪狀的器物時（shí），不知為何物。他在拓片上寫下了兩行題跋:“始建國銅器，有關牡，可開闔，其魚（yú）鑰乎？……”。竟（jìng）誤（wù）把它當做一把大鑰匙了。

同類器物也被（bèi）吳大澂收（shōu）集到。吳大澂是同治十（shí）年(1871)進士，曾任廣東、湖南等地巡撫。他還是一位金石文字學家，又擅長書法、繪畫（huà）。刊行於光緒二十年(1894)的《權衡度量（liàng）實驗考（kǎo）》，就是由他親筆書寫和繪圖的（de）。這本書是吳大澂根據當時（shí）出土的玉器、錢幣，對照先秦古籍，考校古代禮製與度量關係的專著，書中（zhōng）也收錄了（le）一支卡尺，定名為“王莽銅尺”。他說:這支尺（chǐ）是近（jìn）幾年在山（shān）左(舊時對山東（dōng）省的別稱)出土。正麵上下共六寸，其中（zhōng）四（sì）寸刻有分，旁附一支（zhī）尺，作丁字形，可上（shàng）下滑（huá）動，共刻五（wǔ）寸，無分刻，有一環，可係繩。背麵刻篆文年月一行，從所繪圖可看到，即“始（shǐ）建國元年（nián）正月（yuè）癸酉朔日製”。吳大澂在度量（liàng）衡方麵（miàn）的（de）知識（shí）遠遠超過了吳重熹，他（tā）根據上麵有刻度而把它定名為“王莽銅尺”。但（dàn）是在當時曆史條件下，吳大澂也（yě）無法認識這種測長工具的特殊用途，更無法把它定名為卡尺。

此外，羅振玉、柯昌濟、容（róng）庚、劉體智（zhì）等在他們的金石學專著中也都錄有王莽卡尺。據目前所知，不算轉錄、重複的，至少也（yě）有5支。說明在清末不同時期、不同地點屢有類似的卡尺發現，而金石學家們都不知道（dào）這件器（qì）物的用途和它所包含的科（kē）學（xué）價值，大多把它看（kàn）成一支（zhī）王莽時期的（de）尺。今國家博（bó）物館、北京市藝術（shù）博物館所藏的兩（liǎng）支卡尺，是否就是清末各家著錄中的兩支，已經很難考證了。
    

新莽（mǎng）時期的測長工具——卡尺

    《漢書·律曆誌》中有關長度（dù）部分，隻提（tí）到分、寸、尺、丈（zhàng）、引5個（gè）單位和進位關係。其中對“丈（zhàng）”作了專門的描述:“其法用（yòng）銅，高一寸、廣二寸、長（zhǎng）一（yī）丈，而分、寸（cùn）、尺、丈存焉。”這支銅丈1927年與新莽銅環（huán）權、銅衡杆同時出土，上麵還刻有（yǒu）新莽81字詔文。銅丈（zhàng）未刻尺、寸線紋（wén）分度，出土時由於折斷、彎曲而未得到應有的重視。後來與《漢書·律曆誌》相對（duì）照，才發現它與新莽銅嘉量分別為長度與容（róng）量的標準器，銅丈作用相當於近現代（dài）的端度尺。因（yīn）為卡尺不屬於標準器而是（shì）實（shí）用器，故《漢書（shū）·律曆誌》中（zhōng）沒（méi）有提到（dào），但是從新嘉量和銅丈這類標準器的（de）製作，以及對（duì）度量衡器（qì）超前的設（shè）計思想與高精度的製造技術方麵，完全可以相信，當時有能（néng）力設計出如（rú）卡尺一類的專（zhuān）用測長工具。

　　在我國的漢代，科學技術已相當發達，發明了許多領（lǐng）先世界先進水平的器具和儀器，如大型的天文儀、龍骨水車、繩輪傳動紡車等（děng），這些機械設備中都有很多圓形或（huò）圓（yuán）軸類的（de）零件。用卡尺來（lái）測量這類工件（jiàn），既方便又準確（què），大大提（tí）高（gāo）了生產（chǎn）效率。王莽卡尺的發現、東漢卡尺的（de）出土，說明（míng）距今2000多年前的西漢末年，我國的測長工具，已從一支（zhī）直尺發展到能製造出既可以測量圓球體的直徑，又便於測量深度、厚度多種用途（tú）的專用測長工具——卡尺（chǐ）。
    

新莽卡尺（chǐ）與遊標卡尺

遊標卡尺是適應現代工業需（xū）要而發明的高精度測長工具。早於遊標卡尺1000多年的新莽卡尺，製造和測量準（zhǔn）確度（dù）是無（wú）法與之相比的，我們隻是從它的設計（jì）思想和（hé）應用方麵作一些探討，證明新莽卡尺確實在古代度量衡史上是一個值得關注的先進測長工具（jù）。漢代卡尺（chǐ）與現代遊標卡尺有哪些相同與不同之處呢？僅從外形上（shàng）看，二者極為相似，主要都是由有卡爪、有刻線的固定尺和另外（wài）一支活動尺（chǐ）兩部分組（zǔ）成。不同之處在刻線上，漢代卡尺在固定尺上有分、寸刻度，活動尺上（shàng）隻刻寸，這樣用它來對準主（zhǔ）尺上的分度線（xiàn）則（zé）更清晰（xī）。而現代遊標卡尺是運用了遊標讀數（shù）原理，刻線（xiàn）更精細，測量數據更精準（zhǔn）。

中國（guó）古代卡尺與近現代遊標卡尺相比，除了刻線準（zhǔn）確度不高，不具遊標讀數外，幾乎沒（méi）有其他本質上的區別。中國（guó）的刻線卡尺在什麽情況下，由誰發明製造的？史（shǐ）書缺乏記載（zǎi），我們目前也（yě）無法（fǎ）知道。那麽我們借助其（qí）他國家卡尺的發展史，來看看卡尺特殊用途和它的演進過程。

在新莽卡（kǎ）尺後又過了1000多年，歐洲出現了一種“卡鉗尺”，“卡鉗尺（chǐ）”僅由主尺和帶有可活動（dòng）的尺（chǐ）套兩部分組成（chéng），主尺上有（yǒu）刻線，可在（zài）活動套中滑動，當（dāng）主尺的卡爪和活動套的卡爪夾住被測工件時，便可以在（zài）套口讀取測量值。新莽卡尺無論在器形上還是讀數（shù）方法上，都遠比西方（fāng）的“卡鉗（qián）尺（chǐ）”更（gèng）接近現代的（de）遊標卡尺，而（ér）卡（kǎ）鉗尺則要原始和簡單（dān）得多。那麽，遊標卡（kǎ）尺是什麽時期出現，由誰發明的呢？據《簡（jiǎn）明不列顛百科全書》介紹: 由法國數（shù）學家韋尼埃（āi）(Vernier，Pierre約公（gōng）元1580～1637)於1631年發明的（de）。

關於（yú）遊標卡尺的發明還有另一種說法，即發明了遊標讀數原理，並不能證明已經製造出遊標卡尺了。因為遊標卡尺對於刻線精密度有極（jí）高的要求，手工刻線絕對達不到（dào）設計的要求（qiú），這種極（jí）精（jīng）密的刻度，即使在一般（bān）的機械儀器（qì）上也無法實現（xiàn）。19世紀（jì）中（zhōng）葉，機械工業在英美等國家有了迅猛發（fā）展，對（duì）機械零件的準確度要求越來越（yuè）高，必然會對測量工具提出更（gèng）高（gāo）的要求。美國優（yōu）秀的機械工程師布朗·夏普，為了要生產一批高精度的刻線尺而反（fǎn）複研（yán）究（jiū）、反複試驗，終於發（fā）明（míng）了一（yī）台“自動刻線儀（yí）”，這台儀器上還有專門的刻線校準及補償裝置，大大（dà）提高了刻線的精密度，從而為生產遊標卡尺提（tí）供了必要的技術條件。1851年，布朗·夏普（pǔ）又將遊標讀數原理運用（yòng）到實踐中，創造性地設計製造（zào）了第一批遊標卡尺，共4把。經過檢（jiǎn）測，這4把遊標卡（kǎ）尺測量範圍在（zài）0～4英寸，準確度為0.001英寸(0.025毫米)，達到了預（yù）期的設計效果。自從第一批遊標卡尺製造成功後，這種先進的（de）測長工具傳播到世界各地，不到兩年，全美以及（jí）德國、英國、法國、荷（hé）蘭等先後普遍用上了（le）這種先進的測長工具。同時，遊標卡尺的製造技術也逐步提高、迅速發展，很快（kuài）成為通用（yòng）的測量長（zhǎng）度的工具了。

從上述西方遊標卡尺的發展史中，大致可以了解遊標卡尺的發明（míng）決非一蹴而就，是經過數（shù）代（dài）人、幾百年的努力，最後才得以成功。再回過頭來與新莽卡尺作一比較（jiào），幸好卡尺上還留下了“始建（jiàn）國元年朔日”，讓我們得以知道它的製造年代。而它是在什麽曆（lì）史條件下，由誰發明創造的？其使用和流（liú）傳的時代，傳承關係，又為何失傳了（le）？這些都已無法（fǎ）考證了。今天，我們將（jiāng）中國公元九年製造的卡尺，與距它一千七八百年後的現代遊標卡尺，從器（qì）形和使用方（fāng）法上作比較，便可以看到中國古代工匠的智慧和當時手工業的發達。可惜中（zhōng）國古代的這項發明被深深地埋葬了一兩千年。

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