計(jì)量的歷史
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自從人類使用勞動(dòng)工具從事簡(jiǎn)單的生產(chǎn)勞動(dòng)時(shí)起，就開始進(jìn)行計(jì)量。最初，還沒有計(jì)量單位或量具，只是把要測(cè)定的物體同自己身體的一部分作比較，如用手指張開的距離?；螂p手伸開的長(zhǎng)度去量物體的長(zhǎng)，用一把或一捧來(lái)計(jì)量體積容量等。以后由于生產(chǎn)和交換的發(fā)展，出現(xiàn)了計(jì)量單位和量具。
早在4000多年以前，出現(xiàn)了用實(shí)物來(lái)表示計(jì)量單位。例如，古埃及最早的長(zhǎng)度計(jì)量單位——腕尺，這是以肘至手指尖的長(zhǎng)度為基礎(chǔ)的。十世紀(jì)時(shí)，英國(guó)國(guó)王以自己拇指關(guān)節(jié)之間的長(zhǎng)度定為一英寸，以自己的腳長(zhǎng)定為一英尺，至今在英語(yǔ)里“腳”和“英尺”是同一個(gè)詞（foot）。
我國(guó)古代的度量衡單位也是取自自然物。早在公元前兩千多年就開始用一黍的寬度作為一分，十分作為一寸，百分作為一尺。漢代書籍（如《孔子家語(yǔ)》）有“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋”的記載，說(shuō)明古代曾把手指頂端一節(jié)的長(zhǎng)度定為一寸，把大拇指與中指張開（即一拃）的長(zhǎng)定為一尺，把兩臂伸開的長(zhǎng)八尺作為一尋。（據(jù)考證，周朝一尺長(zhǎng)約20厘米，大致相當(dāng)于一拃的長(zhǎng)度）
在計(jì)量時(shí)間方面，最初人類是根據(jù)自然界的一些長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)變化的現(xiàn)象，特別是太陽(yáng)的升落，月亮的圓缺，給人類提供了計(jì)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，逐漸形成了日、月、年的概念。公元前2000年左右，古代埃及根據(jù)天狼星出現(xiàn)的間隔就發(fā)明了太陽(yáng)歷，把每年分為3季，共12個(gè)月，每月30天，年終加5天節(jié)日，共365天。公元前兩千年代初，古巴比倫人已測(cè)出月亮的持續(xù)時(shí)間是29日12時(shí)44分3秒，與現(xiàn)代天文學(xué)所測(cè)定的數(shù)據(jù)只差1/3秒。他們根據(jù)月亮的圓缺，制訂了太陰歷，每月定為29日或30日。
由于古代依據(jù)自然物來(lái)確定計(jì)量單位，缺乏合理性，再加上各國(guó)各地的計(jì)量制度不同，在交往上造成了很大的不便和困難。早在十七世紀(jì)，法國(guó)就有些科學(xué)家提出改革和統(tǒng)一計(jì)量制度的想法。1791年法國(guó)國(guó)會(huì)決議采用科學(xué)院的建議，取通過(guò)巴黎的地球子午線的四千萬(wàn)分之一作為長(zhǎng)度的基本單位，并稱作米。1792年由法國(guó)科學(xué)家對(duì)敦克爾克至西班牙巴賽倫那之間地球子午線的長(zhǎng)度進(jìn)行了精密的測(cè)量。1799年全部測(cè)量工作完成后，制出了米和千克（公斤）的標(biāo)準(zhǔn)原器。
米制雖然比歷史上的各種計(jì)量制度先進(jìn)，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)米所定義的長(zhǎng)度有誤測(cè)，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從米制派生出一些計(jì)量單位，彼此之間缺乏科學(xué)的聯(lián)系，給科學(xué)和生產(chǎn)帶來(lái)不少麻煩。同時(shí)，有些國(guó)家還使用各自的計(jì)量制度，嚴(yán)重妨礙國(guó)際間的交往。1948年第九屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)提出，創(chuàng)立一種簡(jiǎn)單而科學(xué)的使所有米制公約簽字國(guó)均能采用的實(shí)用單位制。1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上決議將這種單位制命名為“國(guó)際單位制”，國(guó)際符號(hào)為SI，并規(guī)定了詞頭、導(dǎo)出單位及輔助單位。1971年第十四屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)又作了修改，以米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉七個(gè)單位作為基本單位。對(duì)每個(gè)單位都給以嚴(yán)格的理論定義，導(dǎo)出單位則通過(guò)選定的方程式用基本單位來(lái)定義，使各單位間合理地相互聯(lián)系起來(lái)。
1959年，我國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于統(tǒng)一計(jì)量制度的命令》，確定以米制為我國(guó)的基本計(jì)量制度，人們?nèi)粘Ｉ钜呀?jīng)習(xí)慣通用的市制可以保留，還公布了《統(tǒng)一公制計(jì)量單位中文名稱方案》。國(guó)際單位制創(chuàng)建以后，國(guó)家計(jì)量部門積極準(zhǔn)備推行工作。1977年國(guó)務(wù)院頒布了《中華人民共和國(guó)計(jì)量管理?xiàng)l例（試行）》，其中第三條規(guī)定：“我國(guó)的基本計(jì)量制度是米制，逐步采用國(guó)際單位制，目前保留的市制，要逐步改革，”1978年成立國(guó)際單位制推行委員會(huì)，負(fù)責(zé)推行國(guó)際單位制的工作。1984年國(guó)務(wù)院又發(fā)布了《關(guān)于在我國(guó)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令》，要求全國(guó)到八十年代末基本完成向法定計(jì)量單位的過(guò)渡，允許市制單位使用到1990年年底，從1991年元旦起，一般不允許再使用非法定計(jì)量單位。
公元前的測(cè)量
3000 B.C.
中東建立的第一個(gè)城市國(guó)家。Sumerians人將度量衡用在交易中。它們是基于古希伯來(lái)金幣,大約是8.36 g (129谷或0.29盎司) 。
2575 B.C.
金字塔 (Cheops)
2575 B.C.
保存下來(lái)的有關(guān)長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn),Gudea塑像腿的長(zhǎng)度就是英尺,他是4000年前Lagash城的行政長(zhǎng)官。它被分成16部分,共26.45 cm長(zhǎng)(10.41 英寸長(zhǎng))。
埃及的建筑工人只有簡(jiǎn)單的鉛垂線、木制方尺和標(biāo)尺,但他們的測(cè)量可精確到毫米。Gizeh金字塔的尺寸,是由上千的工人完成的,并自夸邊緣的差別不超過(guò)平均長(zhǎng)度的0.05％ - 也就是在橫跨755英尺的區(qū)間內(nèi),只有4.5英寸的偏差。
古代人發(fā)明了穩(wěn)健而又精確的方法,對(duì)四種量進(jìn)行測(cè)量：長(zhǎng)度、面積、體積和重量或質(zhì)量,這種情況他們并沒有細(xì)分。
他們使用時(shí)間測(cè)量大的長(zhǎng)度和面積。例如,耗費(fèi)許多小時(shí)的旅程或月亮。一群牛一天耕地的數(shù)量稱為一英畝,一犁溝的長(zhǎng)度稱為一浪。許多古代的度量起源于身體各部位,或者是隨處可得的材料。我們現(xiàn)在在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)還談到英尺和一手之寬。其他基于身體各部位的度量就不太明顯了。英寸從前是基于大拇指最后一個(gè)關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度。英尋是在手臂張開后兩手中指尖之間的距離,碼是從在右手臂張開后,從鼻尖到手指尖的距離。
用這些做為度量的問題每個(gè)人的身體在尺寸上都有差異。早先為克服這個(gè)問題所采用的方法根據(jù)某些標(biāo)準(zhǔn)定義長(zhǎng)度,例如,從國(guó)王的鼻尖到他張開手臂的手指尖距離。最早對(duì)長(zhǎng)度所保存的標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)Gudea塑像腿的長(zhǎng)度,大約4000年前他是Lagash的行政長(zhǎng)官。
2600 B.C.
日規(guī)的初始形狀出現(xiàn)在中國(guó)。
2500 B.C.
Moenjo-Daro,被認(rèn)為是第一座"城市"位于在目前的巴基斯坦卡拉奇300公里以北的地方
從Moenjo-Daro挖掘出測(cè)量?jī)x器證明了精密和精度的重要。重量,一般由黑硅石表達(dá),就象硬的燧石狀巖石,按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行切割。盡管標(biāo)尺有些破碎,但其上精確地以.264英寸進(jìn)行間隔。
石制鵝重量標(biāo)準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)于Mesopotamia。重量經(jīng)常用產(chǎn)品來(lái)衡量,例如用谷物做為比較。因?yàn)檫@些重量可有所不同,重量的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)被發(fā)明。早期的重量標(biāo)準(zhǔn)具備令人驚異的精確性,并挖掘出石制的睡鵝形狀的重量標(biāo)準(zhǔn)。
1950 B.C.
最早知道的測(cè)長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)重的銅條,挖掘自Euphrates河的Nippur。這個(gè)銅條被分成4個(gè)大的單元每個(gè)單元又分成16個(gè)小單元,很象英尺和英寸。
448-432 B.C.
巴臺(tái)農(nóng)神廟,雅典衛(wèi)城
214 B.C.
中國(guó)開始修建長(zhǎng)城
80-72 B.C.
修建羅馬大劇場(chǎng)
公元以后的測(cè)量
埃及人的測(cè)量
手指 一個(gè)手指的寬度
手掌 4個(gè)手指
手 5個(gè)手指
肘 肘到手指的長(zhǎng)度
28指寬,20.6 in
羅馬人的測(cè)量
英尺 將一英尺的長(zhǎng)度變成12份,稱為英寸
步長(zhǎng) 5英尺, 1000個(gè)就成為羅馬的里
在古代的時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)中,白天和夜晚各分成12小時(shí)。這樣對(duì)于使用日規(guī)是方便的,公元前2600年中國(guó)人就以古老的方式采用類似的方法。因?yàn)槿展獾拿靼惦S季節(jié)有所不同,中國(guó)的小時(shí)長(zhǎng)度也有所變化。當(dāng)水鐘開始在日規(guī)使用大約一千年后,兩種測(cè)量方法之間的矛盾是顯而易見的。
水鐘的工作是基于水從一個(gè)容器里通過(guò)一個(gè)小孔以穩(wěn)定的速度流到另外一個(gè)容器。另外一個(gè)容器的水量以某種標(biāo)尺表明, - 用最簡(jiǎn)單的方式標(biāo)記水面。隨著水面指示的移動(dòng),顯示了時(shí)間以小時(shí)進(jìn)行流逝。當(dāng)小時(shí)的長(zhǎng)度以季節(jié)的變化有所不同時(shí),需要為每個(gè)月配置不同的水鐘。古代人以各種方法解決這個(gè)問題,如對(duì)每個(gè)月有不同的標(biāo)記面標(biāo)準(zhǔn)。在那種情況下,水鐘與當(dāng)時(shí)仍在使用的日規(guī)保持一致。后來(lái),拋棄了隨季節(jié)調(diào)整水鐘的方法,日規(guī)被用來(lái)在全年顯示同樣的小時(shí)長(zhǎng)度。
在8世紀(jì),中國(guó)人開始將水鐘配上擺輪。擺輪是一個(gè)棘爪使得一個(gè)輪只能移動(dòng)一定的長(zhǎng)度然后就停止。連續(xù)運(yùn)動(dòng)被分離的"滴答"聲所取代。在14世紀(jì)開始,擺輪的概念在歐洲被應(yīng)用,并被用來(lái)采用細(xì)繩或鏈條懸掛的重物來(lái)減緩運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪的轉(zhuǎn)化鐘表指針的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械式鐘表采用擺輪和重錘,使得性能得到提高,并放在全歐洲的塔樓上使用。
1215 A.D.
John國(guó)王被英國(guó)貴族強(qiáng)迫簽訂打算憲章。在其他條款中,標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量系統(tǒng)被推出。
1350 A.D.
英格蘭國(guó)王Edward一世頒布規(guī)定：三谷大麥,飽滿而又干燥,頭尾相連,代表了一英寸,這種有歧義的"標(biāo)準(zhǔn)"數(shù)百年后還在發(fā)揮作用,直到19世紀(jì)。
1590 A.D.
荷蘭眼鏡制造商Hans Janssen先生和他的兒子將兩個(gè)鏡片放在一個(gè)管子的兩頭,用來(lái)檢查微小的物體。這標(biāo)志著第一臺(tái)組合顯微鏡的產(chǎn)生。
1592 A.D.
Galileo先生將一管氣體放到一個(gè)充滿彩色液體的容器內(nèi),制造出第一個(gè)原始的溫度計(jì)。
1602 A.D.
Richard More先生,一個(gè)充滿學(xué)者風(fēng)度的倫敦木匠,在他的一本書中,描述了大量的木匠用尺子的模型,同時(shí),他還在書中批評(píng)了標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏。
評(píng)論