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在“米”誕生之前,人類(lèi)怎樣測(cè)量 (2005-08-19)

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來(lái)源:青年參考 瀏覽:1604
俗話(huà)說(shuō),沒(méi)有規(guī)矩,不成方圓,由此可見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。但若了解了某些標(biāo)準(zhǔn)在制定之初的隨意,標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威難免就要大打折扣??在容積、重量、長(zhǎng)度等標(biāo)準(zhǔn)中,長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的確定是最早的,也是最為隨意的。   馬屁股也制約今天的火箭助推器   關(guān)于馬屁股有一個(gè)經(jīng)典的段子。   現(xiàn)代鐵路的鐵軌間距是4英尺8點(diǎn)5英寸,鐵軌間距采用了電車(chē)輪距的標(biāo)準(zhǔn),而電車(chē)輪距的標(biāo)準(zhǔn)則沿襲了馬車(chē)的輪距標(biāo)準(zhǔn)。   馬車(chē)的輪距為何是4英尺8點(diǎn)5英寸?原來(lái),英國(guó)的馬路轍跡的寬度是4英尺8點(diǎn)5英寸。如果馬車(chē)改用其他尺寸的輪距,輪子很快就會(huì)在英國(guó)的老馬路上撞壞。   英國(guó)馬路的轍跡寬度又從何而來(lái)?這可以上溯到古羅馬時(shí)期。整個(gè)歐洲(包括英國(guó))的老路都是羅馬人為其軍隊(duì)鋪設(shè)的,4英尺8點(diǎn)5英寸正是羅馬戰(zhàn)車(chē)的寬度。   羅馬戰(zhàn)車(chē)的寬度又是怎么來(lái)的?答案很簡(jiǎn)單,它是牽引一輛戰(zhàn)車(chē)的兩匹馬的屁股的總寬度。   段子到這里還沒(méi)有結(jié)束。美國(guó)航天飛機(jī)的火箭助推器也擺脫不了馬屁股的糾纏???火箭助推器造好之后要經(jīng)過(guò)鐵路運(yùn)送,而鐵路上必然有一些隧道,隧道的寬度又是根據(jù)鐵軌的寬度而來(lái)。代表著尖端科技的火箭助推器的寬度,竟然被兩匹馬的屁股的總寬度決定了。   英尺是一個(gè)成人的“腳丫子”   古代,人體的某些部分,都是制定長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。   最早有記載的人為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自古埃及。埃及人曾用質(zhì)地堅(jiān)硬的花崗巖制作了一根長(zhǎng)度標(biāo)尺,它的長(zhǎng)度是法老的小臂(肘到中指)的距離,因此又叫“腕尺”(cubit)。雖然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)確定得相當(dāng)隨意,卻解決了重要問(wèn)題,比如:金字塔的準(zhǔn)確施工得到了保證。   古希臘人崇尚人體美,他們找來(lái)美男子庫(kù)里修斯,以他雙手伸開(kāi)時(shí)兩手中指指尖的距離為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn),稱(chēng)為“一潯”。在古羅馬,愷撒大帝以軍隊(duì)行軍時(shí)行走2000步為一“羅馬里”。后來(lái)被英國(guó)人沿用,這便是“英里”。   公元9世紀(jì),英皇亨利一世在位時(shí),組織大臣們討論“一碼究竟應(yīng)該多長(zhǎng)”,大臣們?yōu)榇藸?zhēng)論不休,各說(shuō)各的理。亨利一世急了,一拍大腿說(shuō):全都不許鬧,一碼就是我鼻尖到食指尖的距離。于是,“碼”伴隨著亨利一世的怒氣誕生了。   英寸的標(biāo)準(zhǔn)是10世紀(jì)英皇埃德加的拇指關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度。到了14世紀(jì),英皇愛(ài)德華二世頒布“標(biāo)準(zhǔn)合法英寸”,從大麥穗中選取3粒最大的麥粒排成一行,其長(zhǎng)度就是一英寸。   英尺起初是一個(gè)成年人的腳長(zhǎng)。但德國(guó)人并不滿(mǎn)意這種隨意性,他們認(rèn)為腳的長(zhǎng)度因人而異,人們都依據(jù)自己的腳長(zhǎng)來(lái)計(jì)算長(zhǎng)度誤差太大。于是,在16世紀(jì),他們找了16個(gè)男子,將他們左腳的長(zhǎng)度加在一起再除以16,求得平均腳長(zhǎng),這就是現(xiàn)在的“英尺”。   秦始皇:王侯身體部位的“終結(jié)者”   隨意定義長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的并不僅限于老外,中國(guó)的情況也基本類(lèi)似。史書(shū)記載,在遠(yuǎn)古時(shí)期,中國(guó)人便“布手知尺”、“身高為丈”、“邁步定畝”。古人中指中節(jié)之長(zhǎng)被定義為“一寸”,直到現(xiàn)在,中醫(yī)的針灸還沿用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。   中國(guó)最早的長(zhǎng)度標(biāo)尺是安陽(yáng)殷墟出土的商尺。這把骨尺由獸骨磨成,長(zhǎng)17厘米,上面標(biāo)刻著等長(zhǎng)的10個(gè)單位。   到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,各國(guó)諸侯各自定義自己領(lǐng)土內(nèi)的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)王的手掌,那個(gè)王的小腿,都紛紛派上用場(chǎng),使得長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)極為混亂,給國(guó)與國(guó)之間的交流造成了極大不便。到秦始皇統(tǒng)一度量衡時(shí),王侯的身體部位才退出歷史舞臺(tái)。   “米”取代“屁股”和“小腿”   如果沒(méi)有法國(guó)人,今天的人們很難擺脫“馬屁股”和“小腿”帶來(lái)的尷尬。當(dāng)今世界廣泛采用的長(zhǎng)度單位是“米”,米制最終得以確定,不能不感謝法國(guó)人。   法國(guó)大革命勝利后,具有革命思想的科學(xué)家拉格朗日,于1791年被選為法國(guó)度量衡委員會(huì)主席。在他的推動(dòng)下,法國(guó)當(dāng)局規(guī)定:把經(jīng)過(guò)巴黎的地球子午線(xiàn)的四千萬(wàn)分之一定義為“1米”。   使用與地球關(guān)聯(lián)密切的長(zhǎng)度單位,自然比“馬屁股”和“小腿”高明許多。但問(wèn)題是,如何知道地球經(jīng)線(xiàn)的長(zhǎng)度呢?天文學(xué)家約瑟夫?德朗布爾和安德烈?梅尚接受了這一艱巨任務(wù)。在當(dāng)時(shí)歐洲的狂熱革命與紛飛戰(zhàn)火中,兩位科學(xué)家冒著生命危險(xiǎn),開(kāi)始了細(xì)致的勘測(cè)工作。   7年后,德朗布爾和梅尚帶著勘測(cè)資料回到巴黎。法國(guó)度量衡委員會(huì)根據(jù)兩位科學(xué)家的測(cè)量數(shù)量,用鉑銥合金制成了一把標(biāo)準(zhǔn)米尺,這就是我們常說(shuō)的“米原器”。1812年,法國(guó)開(kāi)始實(shí)行米制。1875年,國(guó)際度量衡委員會(huì)在巴黎召開(kāi)會(huì)議,法、德、美、俄等17國(guó)政府代表共同簽署了《米制公約》,米制成為國(guó)際通行的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。   隨著科學(xué)技術(shù)對(duì)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)精確度的要求越來(lái)越高,米原器越來(lái)越不能滿(mǎn)足需要。于是,一種更加精確的自然基準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。1960年,在第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上,科學(xué)界重新規(guī)定了米的標(biāo)準(zhǔn):在真空中,氪86(氪的一種同位素)發(fā)出各向同性的橙色光波長(zhǎng)的1,650,763倍為1米。   然而,氪86的光波長(zhǎng)度很難獲得,各國(guó)在使用過(guò)程中感到并不方便。于是,人們想到了在真空中恒定不變的光速。1983年,國(guó)際計(jì)量局重新定義了“米”:真空中的光,在299792.458分之一秒內(nèi)通過(guò)的行程長(zhǎng)度為1米。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被一直沿用至今。   
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