论中国古代度量衡的发展与当时科学技术的密切关系。
在中国古代,以度量衡和时间为主要内容的计量技术源远流长。早在宗法社会,度量衡和时间就是农业文明的基础。传说在黄帝时代,发明用干树枝记录日月。然后姚明-xi和他根据太阳、月亮和星星设定历法。舜东游,在部落联盟的商议中,讨论了四季齐节的统一,一天的大小,一天的甲乙,度量衡的统一,音乐声音的高低。禹治水,分九州,“为一度,呼之而出”,用人体建立度量衡标准。以上虽都是后人追溯,但真实反映了我们祖先的自然哲学。
计量体系的建立和单位标准的确定虽然是人为的,但必须是权威的。公元前221年,秦始皇以武力征服诸侯国,颁布统一计量的诏令,初步建立了完整的度量衡体系。汉代改进完善后,写进古书,被历代王朝作为标准沿用。每次改朝换代后,都要探寻古代制度的依据,以确定当前朝代的度量衡标准和时间单位。传世文物不断被发现,清晰的传承关系就是有力的证明。直到清代,无论是度量衡,还是计时制度,都是从古代秦汉沿袭下来的。今天,北京故宫博物院太和殿前陈列的鎏金、铜器、棺椁就是有力的物证。
中华民族的先民,通过长期的生产实践和天文观测,创造了亩、大小、斗、重等计量单位体系和年、月、日、时等时间单位。用当时先进的科学方法,制定了单位价值的标准,不断改进计量仪器和方法,使中华民族创造的物质财富和科技文明在时空坐标中被记录在一个固定的框架中,其量化数据真实、可比。
中华文明悠久历史流传下来的大量珍贵文物,很多都是与测量有关的文字资料,记录和讲述了生动而有价值的故事。例如,据考古学家统计,在春秋战国时期的65,438+000多座楚国墓葬中,出土了许多秤和砝码,用来称量可切割的金币。反映了楚国黄金丰富、经济繁荣、商人活跃的社会面貌。而手握大量财富的贵族和商人,死后依然向往上天堂,继续过着荣华富贵的生活,天平和砝码也随着陪葬品一起成为陪葬品。再比如保存至今的“商鞅铜坊升天”,器皿壁上刻得很详细。其中“十八年”指的是器皿的制造年代,公元前344年商鞅辅佐秦孝公变法时,为了统一秦国的度量衡,由商鞅亲自监制。“十六寸五量一升”说明当时广泛使用“以度论容”。一方面记录了当时的重大政治事件,同时也可能是两国约定了统一计量的内容。公元前221年,秦始皇颁布圣旨,统一全国度量衡,并将圣旨刻在器皿底部。一个测量仪器刻出来的铭文,向后人讲述了秦几百年的历史,其意义远远超过了实物本身。统一计量,秦始皇,几乎是举世公认的历史功绩。令人惊叹的是,秦权和秦亮出土的文物面积之广,数量之多。据粗略统计,出土地区包括了每一个统一诸侯国的旧地,数量在100件以上。这些都显示了秦始皇统一测量的决心和大手笔。
中国古代的计量技术,历代史书都有编纂。研究者根据文献中的记载,解读铭文,测量其实际值,模拟再现其测量功能,让尘封已久的古代科技重新焕发光彩。西汉末年,学者刘欣总结前人的智慧,提出了一套以黄种、累粟确定度量衡标准的系统理论,后被收入《汉书》?法历”。即音频定长,以累小米为媒介进行再现。声音和数量都是无形的东西,数量可以用度量衡来衡量,但在古代,声音是无法衡量和保存的。如何让黄籽度量衡的科学思想成为现实,刘欣等先贤屡试不爽。提出以小米为媒,即选用中等大小的天然材料“小米”,横向排列90粒,得到黄钟律动管的长度(9寸),一寸为一尺。筒的体积约为1,200粒小米,相当于一个杯子的体积,两个杯子为一(1 . 6 . 2立方米)。1200小米的重量大概是12铢,24铢就是一两。这样就形成了一套确定度、量、平衡三个单位量的参数公式。从此,这个量化的公式成为了一个古代的标准,在以后的朝代制定现行制度时可以遵循。它可用于调节重量和测量,以及校准重量和测量。近代很多学者做了大量的理论计算和物理试验,证明这个公式符合物理学原理,在一定误差范围内可以重现。
中国古代许多杰出的科学家,因为在科学实践中离不开“时空”的计量,所以重视和研究度量衡和时间计量。比如战国时期的《莫箐》一书中,首先论述了等臂杠杆和不等臂杠杆的平衡,从理论上分析了衡器的制造。不足之处在于,还是用应用数学或者数学语言来表达。三国时期的数学家刘维,以《新芒甲梁》和《三国志》三个字评点《九章算术》。对比魏朝的规模和容量,得出魏池和胡伟分别增长了4.7%和2.6%。南朝数学家祖冲之经过反复运算和研究,得到了小数点后七位数的精确圆周率(3.1415926-3.1415927)。在检查了“辛莽嘉良”的设计数据后,指出其设计者刘鑫在数学技巧上“粗心大意”。经过长期的实际应用,延续了约1600年的天平体系中的“二、铢、累、粟”非十进制被改进为“十钱为一两”。后来到了宋代又进一步完善,推出了“二、钱、分、厘米、分”等十进制数值的一系列小质量单位。宋代的另一个特点是,许多天文学家、韵学家、数学家和达官贵人都参加了对古今(宋)测量仪器的详细检查。比如建国之初,刘城口精心校准了朝廷收支的各种衡器,造出了精致的小秤——晏子,并重新发行了一套完整的标准砝码。李昭研制了“乐秤”(又称水秤),提出了用水1升称1公斤的标准。司马光和范真就到底是“生法”还是“出世法”交换了上万字,历时30年。北宋科学家沈括所著《浮漏仪》,记载了漏点的结构和消除误差的各种措施。宋史?在《玉福志》中,详细描述了李稷的南导车和鼓车的内部结构、齿轮传动系统和机构。
长度、容量、重量这三个物理量被确立为自然物的标准,这方面的知识在我国秦汉时期就已经有所积累和应用。西汉末年,刘欣(?~ 23年)与累加和黄铃管相互参照,确定长度、容量、重量的单位标准量。基于音频的原理和小米的堆积密度特性,在一定条件下建立计量和测量三个量之间的参数关系是合理的。再比如史书大臣:“金虽方寸,却重一斤”“冬天一升水重十三两”。这些参数都是科学的。在古代,衡器和量具的检定都是强调季节的,都选择了春分和秋分,因为这个时候气温适中,昼夜温差小,所以衡器和量具的检定不会受到气温变化的影响。古人也体会到了测量湿度的知识,如“挂羽炭知干湿气”“炭轻是因为炭湿,所以炭重”。在掌握计量技术中,我对自然规律有深刻的理解。千百年来,我们的祖先相继开展了计量测试活动,积累了丰富的认识和改造自然的知识和经验,留下了珍贵的计量文物,在我国灿烂的古代科学文明中写下了光辉的一页。