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The history of Scales and standard System of Weights

天平和砝碼標(biāo)準(zhǔn)體系的由來(lái)

    至今沒(méi)有歷史資料表明稱(chēng)重科學(xué)起源的確切時(shí)間及何時(shí)人類(lèi)發(fā)明了天平與砝碼的標(biāo)準(zhǔn)制。然而，我們知道，稱(chēng)重與計(jì)量即使不是zui古老的科學(xué)，也是如同藝術(shù)一樣貫穿幾個(gè)世紀(jì)并持續(xù)使用的古老科學(xué)之一。

    一臺(tái)小型等臂天平被發(fā)現(xiàn)于埃及的一座的古老墓穴中，年代大約在公元前5000年前，它也被*為是迄今為止發(fā)現(xiàn)的zui古老的天平。這臺(tái)被使用了7000年的小天平由紅色石灰?guī)r雕刻而成，長(zhǎng)度不到3.5英寸。

    除了圣經(jīng)，沒(méi)有什么能更好的為度量衡之于人類(lèi)的重要性提供參考依據(jù)了。幾乎從*頁(yè)就揭示了上帝指引人類(lèi)要使用“公平的天平，公平的砝碼”。在申命記中，摩西提醒上帝指揮的以色列人：“你囊中不可有一大一小兩樣砝碼；你家中不可有一大一小兩樣的升斗，應(yīng)當(dāng)用對(duì)準(zhǔn)公平的砝碼，公平的升斗，這樣你才能有一個(gè)*的、公平的衡量。”（申命記：25:13－15）

    從zui開(kāi)始，原始人為了交換物品就懂得了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的需求，這就像他們做了一件很自然的事情，他們采用自己的身體作為初始測(cè)量工具。他們發(fā)現(xiàn)自己的手臂可以進(jìn)行粗略的但是可以滿(mǎn)足長(zhǎng)度測(cè)量的需要。在他們身體上逐漸發(fā)展出來(lái)一些計(jì)量單位比如：手指，拇指，掌寬，掌長(zhǎng)，一虎口長(zhǎng)，一肘長(zhǎng)，一碼（肚臍到手伸平指尖的長(zhǎng)度），一丈長(zhǎng)（雙臂展開(kāi)的長(zhǎng)度，從頭到腳的長(zhǎng)度），一尺（腳掌長(zhǎng)度），步伐跨度，這些方法如此的方便以至被持續(xù)使用了幾個(gè)世紀(jì)；盡管這些方法顯然呈多樣化，但是其中一些直到今天仍被使用。

Evolution of Weights

砝碼的演變

    然而，砝碼并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。人類(lèi)不可能設(shè)計(jì)出這種通過(guò)身體的部分測(cè)量就能決定砝碼重量的方法。人體也不可能顯示出一個(gè)對(duì)于重量判斷的直觀數(shù)字。為了對(duì)比砝碼，人類(lèi)早期僅僅通過(guò)“舉”的意識(shí)來(lái)判斷——這種很隨意的方法在商業(yè)活動(dòng)中幾乎是無(wú)用的。

    因此人們轉(zhuǎn)向了自然界。如谷物的種子與石頭這些自然物質(zhì)提供了zui早的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)進(jìn)行稱(chēng)量，包括人體的稱(chēng)重和貨物交易。古希臘和羅馬人用小麥的種子作為一個(gè)單位來(lái)稱(chēng)重測(cè)量其他與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)，這種方法發(fā)通常用于物物交換或者貿(mào)易。舉例來(lái)說(shuō)，農(nóng)民帶著他的農(nóng)產(chǎn)品去賣(mài)，這些農(nóng)產(chǎn)品是以小麥的重量作為砝碼標(biāo)準(zhǔn)。阿拉伯人改進(jìn)了這些技術(shù)并且利用金銀和寶石建立了砝碼標(biāo)準(zhǔn)。阿拉伯人提高測(cè)量技術(shù)并建立了金、銀及寶石的稱(chēng)重標(biāo)準(zhǔn)。

    其他谷物和植物的種子也被選中。在印度，芥菜種子就用來(lái)計(jì)量天平的重量，甘草的種子和角豆樹(shù)的種子也曾被使用過(guò)。角豆樹(shù)的英文單詞的衍生出了克拉這個(gè)詞匯，直到今天仍被作為衡量金和天平價(jià)值的單位使用。

    zui終，石頭取代了種子作為砝碼的標(biāo)準(zhǔn)。在古巴比倫的拉伽什發(fā)現(xiàn)了zui早的標(biāo)準(zhǔn)砝碼單位是邁納，這就追溯到了公元前2400年。這個(gè)梨狀的石頭有4英寸高，1.5英鎊重。顯然，沒(méi)有砝碼的話(huà)，這臺(tái)zui早的埃及天平毫無(wú)用處，所以，古巴比倫的邁納當(dāng)時(shí)必定被作為某種衡器的標(biāo)準(zhǔn)砝碼使用過(guò)，即使我們沒(méi)有找到這臺(tái)衡器。

    砝碼的演變并不像衡器那樣具有戲劇性，因?yàn)轫来a只是一個(gè)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的建立。對(duì)于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，或大或小的單位都可能源于某個(gè)特定部分或者基本單位的多樣性。甚至于zui的現(xiàn)代砝碼都與幾千年前的古砝碼十分的相似。區(qū)別僅僅是在這些單位被定義的程度不同以及它們之間的準(zhǔn)確率也不盡相同。事實(shí)上，邁納可能在現(xiàn)如今衡器實(shí)驗(yàn)室的架盤(pán)天平上仍被使用著。

Evolution of Weighing Scales

衡器的演變

    不同于砝碼，天平的歷史是值得我們關(guān)注的。今天的現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)稱(chēng)重系統(tǒng)與古尼羅河發(fā)現(xiàn)的它的前輩毫無(wú)相似之處。

    歷史資料表明古埃及和古巴比倫的天平都是粗慥的。古代的天平工具是一個(gè)兩頭和中間有孔的木橫梁。一條繩索穿過(guò)中心孔來(lái)支持橫梁，托盤(pán)被穿過(guò)兩端的繩子吊起，就這樣組成了一臺(tái)天平，這個(gè)設(shè)計(jì)叫做等臂天平。靠一端盤(pán)子中的物料重量來(lái)平衡另一端的物料重量，中心扮演著支點(diǎn)的角色。

    從*埃及天平到羅馬時(shí)代，等臂天平是當(dāng)時(shí)僅有的天平。出現(xiàn)在基督出生的時(shí)代羅馬的桿秤成為了有史以來(lái)*個(gè)在天平歷*的新的原理創(chuàng)新。

    當(dāng)我們?cè)谒伎脊虐＜?、古巴比倫和古希臘的這些杰出成就時(shí)——金字塔，間帶有運(yùn)河、下水管道系統(tǒng)的大城市、擁有眾多船只的艦隊(duì)，*的數(shù)學(xué)和天文學(xué)——我們很想知道為什么他們沒(méi)有在稱(chēng)重這樣重要的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新的原理呢。然而原因很清楚：等臂天平一直是稱(chēng)量的方法。

    求知欲一直是偉大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主要?jiǎng)恿?。文明生活方式的發(fā)展需要稱(chēng)重計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在人類(lèi)之間，若沒(méi)有一些參考或者比對(duì)的形式用來(lái)進(jìn)行可視的平等性交換，就不可能有大規(guī)模的商業(yè)。*臺(tái)古埃及天平已證明了目的性的標(biāo)準(zhǔn)要比單純?nèi)祟?lèi)的感覺(jué)更加必要，離開(kāi)了度量衡制度，商業(yè)也不可能從易貨的制度上取得進(jìn)步。

    稱(chēng)重科學(xué)依靠標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行的對(duì)比。因?yàn)楦鞣N各樣的影響，標(biāo)準(zhǔn)砝碼起源和發(fā)展在歷*時(shí)快時(shí)慢，變化復(fù)雜。在我們下一個(gè)部分，我們將回顧標(biāo)準(zhǔn)砝碼的影響和變革。

參考圖書(shū)：

    1、《圣經(jīng)》；《新美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)》。

    2、《稱(chēng)重計(jì)量史》，費(fèi)爾·S·泰勒，檢疫員，佛羅里達(dá)部門(mén)，農(nóng)業(yè)，衡器期刊，1950年1月。

     （本文譯自美國(guó)雜志《Weighing and Measurement》2011年第2期）