計(jì)量知識(shí)丨中國(guó)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的發(fā)展史

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2022-04-08 14:12

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中國(guó)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的發(fā)展史

 

我國(guó)2000多年創(chuàng)立的計(jì)量測(cè)試技術(shù)是古代文明的基礎(chǔ)。以其高超的水平應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、科學(xué)、文化以及人民生活各個(gè)方面，促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

歷代的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器都依據(jù)科學(xué)原理精心制作。秦孝公十八年(公元前344年)，商鞅監(jiān)制頒發(fā)的銅方升，刻銘以當(dāng)時(shí)的應(yīng)用數(shù)學(xué)分?jǐn)?shù)定義十六有五分之一立方寸的體積為一升的容量。如今實(shí)測(cè)容積比原設(shè)計(jì)數(shù)大1%。西漢末年，新朝始建國(guó)元年(公元9年)制作一批標(biāo)準(zhǔn)器，其中新莽銅嘉量，巧妙地把尺度、容量、重量三個(gè)單位量組合在同一個(gè)器物上，器型為龠、合、升、斗、斛五個(gè)量，制作中既要形成五個(gè)容量單位量的結(jié)構(gòu)，又要滿足斛深一尺、斛重二鈞的規(guī)格。器壁正面有81字總銘，每個(gè)量器上各有分銘、標(biāo)明尺寸和容積。制造工藝相當(dāng)復(fù)雜，當(dāng)時(shí)采用的圓周率為3.1547。歷代數(shù)學(xué)家、律歷學(xué)家都以它為標(biāo)準(zhǔn)考校秦漢度量衡單位的量值。此器歷盡滄桑，如今完整無(wú)恙地保存在臺(tái)灣故宮博物院。

 

一些高水平的計(jì)量測(cè)量器具也應(yīng)需要被發(fā)明創(chuàng)造出來(lái)。春秋(公元前770～前221年)末期，楚國(guó)已使用小型權(quán)衡器——天平砝碼稱量黃金貨幣，按杠桿原理制作精巧，最小的砝碼只有0.2克，當(dāng)時(shí)稱量的金飾件可以精確到四分之一銖，相當(dāng)于16毫克。新朝制作的新莽銅卡尺，可以測(cè)量工件的圓徑和孔的深度，這項(xiàng)重大的發(fā)明適應(yīng)當(dāng)時(shí)手工業(yè)成批生產(chǎn)提高測(cè)量工效的需要。據(jù)考證，我國(guó)在公元一世紀(jì)的東漢時(shí)期已有了桿秤，這是對(duì)世界計(jì)量技術(shù)的重大貢獻(xiàn)。三國(guó)時(shí)魏武帝曹操(155～220年)的兒子曹沖稱象的故事，說(shuō)明當(dāng)時(shí)已能利用浮力原理解決大秤量的技術(shù)問(wèn)題。唐代制作一批精美的象牙尺，采用浮雕和撥鏤工藝，牙尺既是測(cè)量工具又是藝術(shù)珍品，朝廷用來(lái)賞賜功臣和贈(zèng)送外國(guó)使者，日本遣唐使帶回的彩色唐牙尺，至今珍藏在日本古都奈良正倉(cāng)院，這是中日兩國(guó)交流度量衡技術(shù)和友好往來(lái)的歷史見證。北宋初年，發(fā)現(xiàn)太府舊權(quán)衡器失準(zhǔn)，影響朝廷收入，并出現(xiàn)使用權(quán)衡器作弊而引起諸多訴訟糾紛。內(nèi)藏庫(kù)官員劉承王圭(950～1013年)奉命重新考定了標(biāo)準(zhǔn)砝碼，創(chuàng)制了兩種小型精密戥秤，規(guī)定了防止舞弊正確使用大型權(quán)衡器的操作方法。給內(nèi)外府和四方大都頒發(fā)了新的權(quán)衡標(biāo)準(zhǔn)器。經(jīng)過(guò)徹底整改，不僅使權(quán)衡計(jì)量納入公正公平軌道，而且加快推進(jìn)了唐代以來(lái)將衡重的“兩、銖、累、黍”非十進(jìn)制，改為“兩、錢、分、厘、毫”十進(jìn)制的進(jìn)程。

 

把長(zhǎng)度、容量、重量三個(gè)物理量建立起自然物標(biāo)準(zhǔn)，在我國(guó)秦漢時(shí)期已積累了這方面的知識(shí)并實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。西漢末年，律歷學(xué)家劉歆(？～23年)用積累和黃鐘律管互相參校，定出長(zhǎng)度、容量、重量的單位標(biāo)準(zhǔn)量。這種利用音頻原理和黍的容重特性，使度量衡三個(gè)量之間建立起參數(shù)關(guān)系，在一定條件下是合理的。又如史書記:“黃金方寸，而重一斤”，“水一升，冬重十三兩”這些參數(shù)關(guān)系都是科學(xué)的。古時(shí)檢定度量衡器具十分強(qiáng)調(diào)時(shí)令，都選擇春分秋分時(shí)節(jié)進(jìn)行，因?yàn)檫@時(shí)“晝夜均而寒暑平”氣溫適中，晝夜溫差小，校正度量衡器具不會(huì)受溫度變化的影響。古人還認(rèn)識(shí)到“懸羽與炭而知燥濕之氣”，“煤故炭輕，濕故炭重”測(cè)量濕度的知識(shí)。在掌握度量衡技術(shù)方面，對(duì)自然規(guī)律有深入的了解。千百年來(lái)，祖先們接連不斷地進(jìn)行計(jì)量測(cè)試實(shí)踐活動(dòng)，積累了豐富的認(rèn)識(shí)自然、改造自然的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，留下了彌足珍貴的度量衡文物，在中國(guó)燦爛的古代科學(xué)文明中，譜寫下光輝的一頁(yè)。

 

來(lái)源：通遼市市場(chǎng)檢驗(yàn)檢測(cè)中心

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