计量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动。以“度量衡”为主要内容的中国古代计量,发展源远流长,从夏商周时期初步形成,至秦汉确立独具特色的理论,经过长时期的调整和发展,在近代西方科技的影响下完成了它的转型。
萌生初建
中国的古代计量,其起源可追溯到原始社会末期。传说在黄帝时代已发明了以干支记日、月,设衡、量、度、亩、数之五量;尧时命羲、和二人参照日、月、星辰定历法;舜“协时月日正,同律度量衡”;禹治理水患,划分九州,以规矩准绳为测量工具,“声为律,身为度,称以出”,以身长和体重作为度和衡重的标准。
进入夏朝后,国家政权的确立,推动了计量的发展。商周时期,计量的应用更加普及,出现了度量衡器具和计量年月日的历法,河南安阳出土的商代骨尺一支、牙尺二支,是目前中国所见最早的测长工具。周朝强化了计量的政治含义,使其成为统治象征,周公“朝诸侯于明堂,制礼作乐,颁度量,而天下大服”。周代朝廷中设有掌管度量衡事务的官员:一是“内宰”,职责在于颁发度量衡标准器;二是“大行人”,负责校正诸侯国度量衡标准器;三是“合方氏”,职责在于“掌达天下之道路,通其财利,同其数器,壹其度量。”
统一成型
春秋战国时期,计量技术迅速发展起来。但诸侯割据,使得度量衡制度十分混乱,秦孝公十八年(前344),商鞅借鉴齐国量制,监制了标准铜方升,推行统一的度量衡制。秦二十六年(前221),秦始皇统一全国后,颁布统一度量衡的诏令,规定凡“舟舆所载,日月所照”都要遵照执行,把商鞅在秦实施一百多年的度量衡单位制推行到全国。秦代形成的统一的度量衡制度,在西汉得到了继承和发展。
迨至西汉末年,王莽把持政权,他让律历学家刘歆进行了一次修订度量衡的工作。刘歆总结了先秦以来的度量衡制度,对单位系列、进位关系、单位量值、标准器型式以及管理制度做了归纳整理,并采用以音律校验黄钟律管的长度,以度审容,以黍的容重定衡重的方法,厘定度量衡三个单位量的标准,设计制造了一批度量衡标准器,并在此基础上完成了著作《审度·嘉量·权衡》。
刘歆主持的这次音律、度量衡的考证十分详细完整,成为后世两千余年各朝各代度量衡建制或改革的圭臬。
调整发展
三国、两晋,南北朝时期,国家长期处于分裂局面,度量衡单位量值出现了“南人适北,视升为斗”的混乱情况。此时期的刘徽、祖冲之等科学家,推动了度量衡技术的进步,刘徽发明了“割圆术”,祖冲之运用这一方法,得出了精确到小数点后六位有效数字的圆周率数值,并据此纠正了刘歆设计标准器时在计算上的失误。公元581年隋文帝建立隋朝,隋文帝制定出了“大小二制”使度量衡再度统一。唐代李淳风考订了历代度量衡的发展演变,将风定为八级,成为世界上第一个给风定级的古代科学家。宋代的刘承珪创制了精巧的小型杆秤——戥子,精密的戥秤,如今各大药房都还在延续使用。
元代科学家郭守敬制作观天用仪器,包括简仪、仰仪及圭表,其中简仪为当时世上最先进的天文仪器,其独立的赤道装置,也成为世上最早的赤道仪。明代的朱载堉对历代度量衡科学做了系统的整理,提出了一系列管口校正的计算方法和计算公式,他创建的十二平均律,被广泛应用在世界各国的键盘乐器上,被誉为“钢琴理论的鼻祖”。清康熙亲自累黍定尺,对度量衡科学进行了深钻细研,很巧妙地为当时清营造尺的尺度标准找到了依据,也为整个度量衡体系的标准找到了依据。
近代转型
到了晚清,外国经济侵略加剧,出现了丧权辱国的海关度量衡,各国度量衡制度也纷纷输入中国,同时,西方科学技术的传入,要求晚清政府需用国际先进计量科学技术对中国古代度量衡进行统一改造,但不久辛亥革命爆发,清王朝覆灭,清廷的度量衡改革随之夭折。
民国成立后,新政府颁布《权度法》直接采用米制,开始度量衡改革,但由于社会的动荡,政府无力推行《权度法》,民国初年的度量衡改革只能无果而终。1927年南京国民政府成立后,随即开始了度量衡改革,次年,国民政府颁发《中华民国权度标准方案》,1929年颁布《中华民国度量衡法》,成立全国度量局和度量衡检定人员养成所,进行度量衡划一推广工作,新的度量衡制度得到了较好的贯彻执行。至此,建立在乐律累黍学说基础之上的传统度量衡理论和制度彻底完成了其历史使命,中国古代计量完成了近代转型。
作者:邓智旺 中国计量大学