我們的生活(huó)離不開長度計量,那麽(me)長度計量是如何開始的呢?要準(zhǔn)確地回答這個問題非常困難,但有一點是可以(yǐ)肯定的,那(nà)就是人體之尺在計量過程中扮演(yǎn)了重要的角色。有趣的是,世界主要(yào)文明國家最初都選用人體之尺進行長度測量,並且不約而(ér)同地(dì)選擇了(le)相近的單位製。
大禹統尺,開中國長度標準先河
孟子曰:“度,然(rán)後知長短。”那麽,如何度才能知長短呢?
《孔子家語》中(zhōng)有“布手(shǒu)知尺、布指知寸,舒肘知尋”的說法。這說明我們的先輩曾用人體的某一(yī)部分或某種動作來作為計量的基準,這是計量發展的初級階段。
作為長度的基本單位,漢字中的“尺”字是比較(jiào)典型的象(xiàng)形文字,其象形(xíng)之意就是用叉開的手指去測量物體。
“布手(shǒu)知尺”現已成為一個成語,其本(běn)意是指中等身材的男人伸開大拇指和食指,指尖之間的距離為一(yī)尺(即一拃)。而女子的手一般(bān)小於男子,古人管女人拇指指尖(jiān)到食指指尖的長度叫“咫尺(chǐ)”;“布指(zhǐ)知寸”是說中指節上的橫紋間的距離叫作一寸;“舒肘知尋”是說兩臂伸展後的長度叫一尋。
借(jiè)助於(yú)人體來進行測(cè)量,其意義在於為長度測量找到了一個“基準”。然而,這(zhè)樣的(de)“基準”並不牢靠。因為每個人的身高、臂長、手指長並不一樣,因此存在很大的不確定性。看來,使用一個(gè)統一的尺度標準就很有必要了(le)。
大禹治水的(de)故(gù)事在我國廣為傳頌,然(rán)而,你知道(dào)大禹對我國計量的貢獻嗎?據《史記》記載,大禹授命治理(lǐ)洪(hóng)水,改“堵”為“疏”,為此需要進行比較準確的測量(liàng)。史書上記載的“左準繩,右規矩”,就反映了當(dāng)時的測量情景。這(zhè)裏的準繩和規矩,就是兩種重要的長度測量工具。然而,測量的前提條件就是建立統一的長度標準,否則測量的意義就會大打折扣。
新疆吐魯(lǔ)番出土的唐代遺物伏羲女媧圖,伏羲左手舉著矩,女媧右手舉著(zhe)規
《史記·夏本紀》中說禹“身為度,稱(chēng)以出”,意思是說(shuō)大禹以自己身體的某一部分作為長度標(biāo)準,製造了統一的測量工具。這是我(wǒ)國曆史上(shàng)第一件具有權威性的長(zhǎng)度標準器,並(bìng)在大禹治理黃河(hé)水(shuǐ)患過(guò)程中發揮了重要作用。有了單(dān)位(wèi)和標準,並把它複製到木棍(gùn)、矩尺和(hé)準繩上,就可以測量長(zhǎng)度了。用準繩可以定平直、測長短,用規矩可以畫圖,還可(kě)以(yǐ)確定山川(chuān)之高下、大地之遠近。
商代的骨尺、牙尺是目前所見的最早的測(cè)長(zhǎng)工(gōng)具。骨尺是用一根獸骨磨製而成的,骨尺長17厘米,尺麵(miàn)刻10寸。牙尺有兩支,長為(wéi)15.75厘米和15.8厘米,尺麵(miàn)刻有10寸,每寸刻(kè)10分。它們分別被收(shōu)藏在(zài)中國國家博物館和上海博物館。
春秋戰國時期(qī),各國度量衡大小不一。秦(qín)始皇統一全國後,頒(bān)發了統一的度量衡詔書。在我國古代,通常1尺等於10寸,但不同的(de)朝代尺的(de)量值並不一致。周代的(de)一尺大約合現在的19.91厘米,戰國時期一尺大致相當於現在(zài)的23.12厘米左右,秦代使用(yòng)的1尺大約合現代的23厘米。這說明,古代的尺度(dù)要比現(xiàn)代的尺子短一些。
欽定腕尺,創造埃及金(jīn)字塔傳奇
說起古埃及的(de)長度計量單(dān)位也(yě)很有趣,是以(yǐ)國王的手臂作為標準的,稱為(wéi)腕尺。長度為從肘拐至中指尖的距離(lí)。在古埃及的象形文字中,腕尺是用(yòng)前臂和手(shǒu)來(lái)表示的。在古埃及的紙草記錄中,關於腕尺的(de)最古(gǔ)老記載則與金字塔有關。
聞名於世的胡夫金(jīn)字塔,就是以胡夫國王欽定腕尺作為標準修建的。金字塔塔高300腕尺,按每腕尺合0.49米計算,約(yuē)合現在的(de)147米(mǐ),這在當時的條件下無疑是一個建築奇跡。在古埃及,丈量土地時也要用到(dào)腕尺。
腕尺是古埃及人最初使用的長度測量工具
當時,古埃(āi)及人製定的腕尺標準有兩種規格:一種是國(guó)王欽定的腕尺,長度(dù)為20.59英寸(約合52厘米);另一種是民間的短腕尺,長度隻有(yǒu)17.72英(yīng)寸(約(yuē)合45厘米(mǐ))。為了解決腕尺長度不一(yī)的(de)問題(tí),古埃及人統一了腕(wàn)尺(chǐ)的長度(dù)標準。他們還用質地(dì)堅(jiān)硬(yìng)的花(huā)崗岩製(zhì)作了一根腕尺長度標準物。
後來,隨著(zhe)宗教的傳播,腕尺也被應(yīng)用於古希(xī)臘和古羅馬,不過長度略有差別。如一個(gè)古希臘腕尺的長度大約為18.22英寸(約46厘米),而一個古羅(luó)馬腕尺的長度則大約為(wéi)17.47英寸(約44厘米)。
走近羅馬,探尋裏(lǐ)程(chéng)碑(bēi)的起源
人們常說“條條(tiáo)大道(dào)通羅馬”,這說明古羅馬的道路交通是非(fēi)常發達的,而說起古羅馬(mǎ)的(de)道路,不能不說裏(lǐ)程碑。
大約在公元前120年左右,人類曆(lì)史上最早的公路法《森普羅尼烏斯道路法》正式(shì)頒布實施。羅馬(mǎ)帝國的開國皇帝屋大維·奧古斯都(dōu)在羅馬廣場樹立(lì)了一塊中央石碑,以此為起點每隔1羅裏設置(zhì)一(yī)個裏(lǐ)程碑。裏(lǐ)程碑是(shì)用巨石雕成的,有近一人高,直徑達30厘米。裏程碑上刻有皇帝的大名,並(bìng)標明到某地的距離。
那麽,1羅裏又是一個什麽樣的概念呢?原來,羅裏是古(gǔ)羅馬的一個長度單位(wèi)。在古羅馬凱(kǎi)撒(sā)大帝時代,規定(dìng)以士兵行軍時的(de)2000步為1羅裏。1羅裏約合現在的1.48千米。
一個成人走兩步的(de)距離為一個長度單位——羅(luó)步
古羅馬的長度計量單位有(yǒu)羅尺、羅步和羅裏。其中(zhōng)基(jī)準尺(chǐ)度就是羅尺(chǐ),其本意就是“足”和“腳”的意(yì)思(sī),1羅尺約合現在的0.296米。一個成人走(zǒu)兩步的(de)距離叫1羅步,1000羅步(bù)的距離叫1羅裏。5羅尺為1羅(luó)步,所以1羅步約合現(xiàn)在(zài)的1.48米,1羅裏約合現在的1.48千米。
8世紀末,羅馬帝國皇帝查理曼一世驕橫地伸出他(tā)的一隻腳,當眾宣布這就是新羅馬尺。盡管(guǎn)羅(luó)馬帝國早已崩潰,古羅馬文明(míng)已成(chéng)過眼煙雲,但其度量衡對歐洲的影(yǐng)響卻是十分長遠的。英製單(dān)位中有(yǒu)部分單位(wèi)沿用了古羅馬的度量衡。
千年英尺(chǐ),萬變不離“腳丫子”
說起英製單(dān)位,人們立即會想(xiǎng)到英尺。其實,英尺來源於羅馬帝國的計量單位(wèi)——羅尺,其本意就是一隻腳的長度。英尺的標準雖在不斷變化,但在千年(nián)曆程(chéng)中不曾離開過“腳丫子”。
13世紀初期,英國的度量衡十分混亂,給生活和貿易帶來了諸多(duō)麻煩。英(yīng)國高層對此十分關注,但一時找不到更(gèng)好的辦法。曾簽署《大憲(xiàn)章》的約翰王有一(yī)次不耐煩地在地上(shàng)踩了一腳(jiǎo),然後指著(zhe)凹陷下去的腳印(yìn)對大臣們說:“就讓這個腳印作(zuò)為(wéi)丈量的標準(zhǔn)吧!”
自此,英尺的標準算有了著落。具有(yǒu)曆史意義的“英王禦足”被(bèi)製成長(zhǎng)度標準,現珍(zhēn)藏在大英博物(wù)館中。
用一個成(chéng)年人的腳長作為英尺的標準,在應用過(guò)程中存在一些問題。因為人們基本都(dōu)是依(yī)據(jù)自己的腳(jiǎo)長來進行長度測量(liàng),所以結(jié)果往往會因人而異(yì)。到了16世紀,有個(gè)德國人找(zhǎo)了16個從教堂出來的男子,分別測量了他們左腳的長(zhǎng)度,然後取平均值,以得到一種更加科學的英尺標準。1英尺的標準長度約合現在(zài)的(de)30.48厘米。
英製長度單位(wèi)除了英尺之外,還有碼、英寸和英裏等。
9世紀時,英王亨利一世在與大臣們討論一碼長度的時候,大臣們為此爭論得不可開交,亨利一世著急地(dì)一拍(pāi)大腿,說道:“你們不要再吵了,從我鼻(bí)尖到食指尖的(de)距離就是一碼!”一個久拖未決的問題,就這樣塵埃落定了(le)。
英(yīng)寸一詞來源於拉(lā)丁(dīng)語(yǔ)的uncia,意為一英尺的十二分之一。據稱(chēng),英寸的標準來源於10世紀英王(wáng)埃德加的拇指(zhǐ)關節(jiē)長度。但(dàn)到了14世紀,英王愛德華二世頒布了“標準合法英寸”,即從大麥(mài)穗中選取三粒最大的麥粒排成一行的長(zhǎng)度就是一(yī)英寸。
一般所說的英製單位主要有兩個分支,一是英製(zhì)單位,二是美製單(dān)位。兩者都源自中世紀的(de)英國,但也存在不同(tóng)。1776年之後(hòu),美國的計量係(xì)統脫離英(yīng)國而開始(shǐ)獨自演化。
1824年(nián)之後,英國也對英製單位(wèi)進行了標準化,並在後來又轉變成了公製。
1995年(nián),英國完成了國際單位製的轉(zhuǎn)換,但在陸路交通領域仍用英裏作單位。
倫敦特拉法加廣場的英製標準長(zhǎng)度
需要說明的是,在國際上還有個別領域仍沿用英製單位。如(rú)電視機、電腦顯示屏、手機屏幕的大小等是用英寸(cùn)表示(shì)的。
用人體之尺丈量世界,是(shì)人類計量科學孕育發展的一個重要階(jiē)段。人類正是從人體之(zhī)尺開始,經過計量基準的不斷演進,從而使計量(liàng)科學達到了一(yī)個嶄新的高度。
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