提到计量单位,最典型的案例莫过于“怎样称一头大象的重量?”
结果相信大家都不陌生:曹冲先找了艘大船,把大象赶到船上,在水面达到的位置做个记号。再让船装载石头,一尺等于3寸吗,称一下这些石头的重量,大象的重量就能够知道。
可能这个例子大家觉得曹冲很聪明,知道利用浮力来称大象的重量。但这在宋宁世的眼中这并不是一个简单的故事,他想到的是“一大堆奇怪的单位从何而来。”由此,他对“单位与测量”产生了浓厚的兴趣,并结合自己的专业知识做了大量的业余研究。
这本被称为《计量单位进化史——从度量身体到度量宇宙》(以下简称《度量单位进化史》)),剖析了计量单位的“前世今生”以及与我们生活紧密相连的米、克、秒背后的故事。
首先,我们来看看度量单位的由来。
例如,现在已知最早的人类计数实践是在南非的莱邦博山脉发现了“莱邦博骨”,这个骨头上面有29个清晰的缺口,明显具有某种目的的计数功能。
回到上面说的大象的重量,曹冲把大象未知的体重转化为石头重量的过程叫做“测量”,把测量转化为统计固定石头的重量,这微不足道的举动,在作者眼里可是“人类测量思想的精髓”。在测量石头的过程中,我们用到的是“一桶石头”有多重,然后将这“一桶石头”,这样不可数的石头的重量就成为了“一桶石头的重量”。而基准物“一桶石头”就成为了真正意义上的“单位”。而这里的“石”恰恰也是古代的一个单位,同时代表了容积和重量。
而,用一个容器装石头,把石头装满容器后再倒出来,数倒了多少次;或者制作更多的容器,把石头分别倒进不同的容器里,保证所有容器装的石头都是一样重量的。如此,我们就产生了“复制”和“循环”的思想,开始进入了对自然界事物的“量”进行人为控制的阶段,并用刻痕、结绳、文字这些抽象的符号记录复制或者循环的次数。这种控制的理念,代表了单位和测量的开始。
一尺=10寸,一尺=333.3333333毫米(mm)。中国传统的长度单位有里、丈、尺、寸、寻、仞、扶、咫、跬、步、常、矢、筵、几、轨、雉、毫、厘、分,等。其基本换算关系如下:1丈=10尺;1尺=10寸;1寸=10分;
接下来,我们来认识一下身体度量。
书中有这样一段文字“世界古代文明里产生的基础长度单位,大都是人身体中的某段距离:古埃及和古美索不达米亚的“cubit”,意思就是手肘长;古代中国的“寸”,来自人的手腕。人的指尖、手掌、脚掌、拳头、肩膀……凡是你能想到的人体中可找到突出标记的部位,大都在古文明里充当过基本的长度单位。”
这些长度单位一直沿用到了我们今天,读到这里我不得不感叹老祖宗的智慧,和文化传承的伟大。更讶异的是,我们可以把身体的各个部位的长度开发得淋漓尽致。
以中国为例,我们来看几个与身体相关的成语。比如“咫尺之间”。在商周时代,“咫”指人手掌的长度,一咫等于八寸,而一尺是十寸,这就是它的来历。
“寸”是怎么来的呢?书中介绍,寸画的是人的右手,但在手腕处画了个记号,说明这里是“寸”的位置。很显然,古人所说的这个“寸”指的是腕口,也是我们脉搏的位置。
1尺等于10寸,1寸约合3.33公分(厘米)。尺,是一种长度单位,中国叫“市尺”(现代三尺等于一米),英国有“英尺”。有时我们也把测量长度的工具叫做尺,例如“竹尺”,“钢尺”。有时我们把像尺的东西也叫做“尺”。
还有“三寸不烂之舌”的来历,竟然是舌头的长度为三寸,对应着战国时期至汉代的寸(约2.31厘米)。
更特别的是我们的单位可是在一直的“膨胀”。商周时,成年男子还是“丈夫”(因为成年男子的身高约为1丈,大概1.6米),到了西周时是“八尺男儿”,战国时期又变成了“七尺之躯”,你看,是不是很有意思?
一尺等于十寸。西汉时一尺等于0.231米,三尺也就是69.3厘米。尺,是一种长度单位,中国叫“市尺”(现代三尺等于一米),英国有“英尺”。有时我们也把测量长度的工具叫做尺,例如“竹尺”,“钢尺”。
其实,书上还有怎样通过步伐来测量长距离;官吏制度下陶渊明的“不为五斗米折腰”、白居易的“吏禄三百石”到底是多少薪水;我们所熟知的“榻榻米”其实是日本以长方形为基准的面积单位;西方文明中的计量单位.........这些由于篇幅原因,就等着大家在书中寻找答案吧。
由于用身体度量实际上是“自己定义自己”,其实并不精确。要让单位更加精确就需要制作“标准器”,而这也是我们度量宇宙的开端。
在2018年的国际计量大会上,正式宣布停止 “国际千克原器” 的使用。
国际千克原器是人类最大的心结,因为在科技高度发达的今天,我们仍然需要用一个实物来度量全宇宙的质量。随着它的停止使用,说明人类要对先贤们数百年来建立的一套属于全宇宙的终级计量发起挑战。
近代的科学与单位紧紧相连,计量单位设计者们的终极目标与科学背后的理念有个共通点―追求自然界的永恒真理。
在19世纪,科学家就发现我们身边存在着极为可靠的周期运动——电磁波。这样时间基准不再是以地球绕太阳公转和地球自转为标准,而是来自宇宙中最基本的原子和能级,这才是属于全宇宙的通用标准。
在2019年的5月20日,科学家普朗克惊奇地发现,将光速、引力常数、静电常数、玻尔兹曼常数放到一起,得到的会是一套能在全宇宙通行的计量法则!
1、1尺等于10寸,1寸约合3.33公分(厘米)。2、尺,chǐ、chě。从尸从乙。乙,所识也。3、尺,是一种长度单位,中国叫“市尺”(现代三尺等于一米),英国有“英尺”。有时我们也把测量长度的工具以及像尺的东西也。
结语:
这本书的细节处无不体现着作者的细心。书中不仅有“本书使用指南”,还帮助我们得到更好的阅读体验。章节前的趣味思考题也能激发我们的思考力,避免盲目地汲取书中的养分而丧失自己的判断能力。有的章节中设置的“专栏”能暂时缓解疲劳,一个个背景故事既增加了趣味性又开拓了视野,可谓妙哉!