【綜述】

　　計(jì)量是指實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。

　　中國(guó)古代以度量衡和時(shí)間為主要內(nèi)容的計(jì)量技術(shù)，有著悠久的歷史，早在父系氏族社會(huì)，度量衡和計(jì)時(shí)已是農(nóng)業(yè)文明的基礎(chǔ)。傳說在黃帝時(shí)代已發(fā)明了以干支記日、月。繼而堯命羲、和二人參照日、月、星辰定歷法。舜到東方巡視，在部落聯(lián)盟議事時(shí)，商討把四時(shí)之氣節(jié)、日之大小、日之甲乙，度量衡的齊同，樂律聲音高低都統(tǒng)一起來。禹治理水患，劃分九州，“身為度，稱以出” ，以人體建立度量衡標(biāo)準(zhǔn)。上述雖然都屬后人追溯，卻真實(shí)地反映了先民們的自然哲學(xué)觀念。

　　計(jì)量制度的建立，單位標(biāo)準(zhǔn)的確定雖然都是人為的，但必須具有權(quán)威性。公元前221年，秦始皇用武力征服了各諸侯國(guó)，頒發(fā)了統(tǒng)一度量衡詔書，同時(shí)初步建立了一套完整的度量衡制度。后經(jīng)漢代的改進(jìn)、完善，成文于典籍而被歷代遵循，奉為圭臬。此后每經(jīng)改朝換代，都要探究古制之本，以確定當(dāng)朝度量衡和計(jì)時(shí)單位標(biāo)準(zhǔn)。歷代流傳下來的器物不斷被發(fā)現(xiàn)，其傳承關(guān)系明確便是有力的證明。直至清朝，無論是度量衡或計(jì)時(shí)制度都是秦漢古制的沿襲。今猶陳列在北京故宮博物院太和殿前的鎏金銅嘉量和晷便是有力的物證。

　　中華民族的祖先，通過長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和天文觀測(cè)，創(chuàng)造了里畝、尺寸、升斗、斤兩等度量衡單位制和年、月、日時(shí)、刻等計(jì)時(shí)單位。以當(dāng)時(shí)先進(jìn)的科學(xué)方法，制定了單位量值標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善測(cè)量器具和則量方法，使中華民族繁衍生息創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富和科技文明，都能在時(shí)空坐標(biāo)上定格記錄下來，其量化的數(shù)據(jù)真實(shí)、可比。

　　中華悠久的文明史流傳下來的大量的珍貴文物，其中許多與計(jì)量有關(guān)的器物和文字資料，記錄和講述了一個(gè)個(gè)生動(dòng)而有價(jià)值的故事。如考古學(xué)家曾統(tǒng)計(jì)過，在100多座春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期楚國(guó)的墓葬中，出土了數(shù)量不等的天平、砝碼，它們是用來稱量可切割的黃金貸幣的。反映了楚地盛產(chǎn)黃金、經(jīng)濟(jì)繁榮、商賈活躍的社會(huì)面貌。而掌握著大量財(cái)富的王公貴族和豪商們，死后仍然向往著升入天堂，繼續(xù)過著榮華富貴的生活，天平、砝碼便成為隨葬品埋入地下。又如留存至今的“商鞅銅方升”，器壁刻銘詳盡，其中“十八年”即器的制造年代在商鞅輔助秦孝公變法的公元前344年，為了統(tǒng)一秦國(guó)度量衡而由官居卿相的商鞅親自督造的?！笆缥宸执缫紴樯保f明當(dāng)時(shí)已普遍使用“以度審容”。“齊卿大夫眾來聘”， 一方面是記錄了當(dāng)時(shí)重大的政治事件，同時(shí)也可能有兩國(guó)共同商定過有關(guān)統(tǒng)一度量衡的內(nèi)容。公元前221年，秦始皇下詔書統(tǒng)一全國(guó)度量衡，又將詔書加刻在器的底部。一件量器所刻銘文，向后人講述了秦國(guó)幾百年的歷史，它的重要意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了器物本身。秦始皇統(tǒng)一度量衡幾乎是世人有口皆碑的歷史功績(jī)。秦權(quán)、秦量出土地域之廣、數(shù)量之多，令人驚嘆。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，出土地域囊括了被統(tǒng)一的每一個(gè)諸侯國(guó)舊地，數(shù)量多達(dá)百余件。這些都展示了秦始皇統(tǒng)一度量衡的決心和雄才大略。

　　中國(guó)古代計(jì)量技術(shù)，在歷代史籍中都有輯錄。研究者根據(jù)文獻(xiàn)記載，對(duì)照所能見到的器物，考釋其銘文，測(cè)量其實(shí)際數(shù)值，模擬、復(fù)現(xiàn)其計(jì)量功能，使塵封的古老科技重現(xiàn)光彩。西漢末年，經(jīng)學(xué)家劉歆總結(jié)了前人的智慧，提出了一套系統(tǒng)的以黃種、累黍定度量衡標(biāo)準(zhǔn)的理論，后載入《漢書?律歷志》。即以音頻定長(zhǎng)度，用累黍?yàn)榻橘|(zhì)加以復(fù)現(xiàn)。聲與量皆為無形之物，量尚可通過度量衡量測(cè)出來，而在古代，聲是無法測(cè)量并保存的。如何讓以黃種定度量衡這一科學(xué)的設(shè)想得以實(shí)現(xiàn)，劉歆等先哲們通過反復(fù)試難后。提出以黍?yàn)榻橘|(zhì)，即選用中等大小的自然物“黍”，橫排90粒得黃鐘律管之長(zhǎng)（9寸），加一寸即一尺。律管之積約容1200粒黍，與一龠的容量相當(dāng)，二龠為一合（16.2立方分）。積1200黍之重約12銖，24銖即一兩。這樣便形成了一組參量公式，厘定出度、量、衡三個(gè)單位量。從此這一量化了的公式便成為其后歷代制定當(dāng)朝制度時(shí)可遵循的古代標(biāo)準(zhǔn)，既可以用度量衡來定律，又可以用律來校度量衡。近現(xiàn)代許多學(xué)者對(duì)此做過大量的理論推算和實(shí)物驗(yàn)測(cè)，證明這一公式是符合物理學(xué)原理的，在一定誤差范圍內(nèi)也是可以復(fù)現(xiàn)。

    中國(guó)古代許多杰出的科學(xué)家，在他們的科學(xué)實(shí)踐中因離不開“時(shí)空量”的測(cè)量，都關(guān)注和研究度量衡及時(shí)間計(jì)量。如戰(zhàn)國(guó)時(shí)的著作《墨經(jīng)》，首先討論了等臂杠桿和不等臂杠桿各種平衡的狀況，對(duì)衡器的制造作了理論上的分析。不足之處是尚示以應(yīng)用數(shù)學(xué)或數(shù)學(xué)語(yǔ)言來表達(dá)這些平衡關(guān)系，三國(guó)時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉微注釋《九章算術(shù)》時(shí)以“新莽嘉量”與三國(guó)?魏時(shí)的尺度、容量作比較，得出魏尺、魏斛分別增大了4.7%和2.6%。南朝數(shù)學(xué)家祖沖之，經(jīng)反復(fù)運(yùn)算、研究后，得到了精確小數(shù)點(diǎn)后七位數(shù)的圓周率（3.1415926-3.1415927）。并用它校核了“新莽嘉量”的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)后，指出其設(shè)計(jì)者———?jiǎng)㈧У臄?shù)術(shù)“粗疏”。唐代在經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)際運(yùn)用后，把沿續(xù)了大約1600多年衡制中的“兩、銖、累、黍”非十進(jìn)制，改進(jìn)為“十錢為一兩”。后又經(jīng)過宋代進(jìn)一步完善，推出了“兩、錢、分、厘、毫”皆十進(jìn)位的質(zhì)量小單位系列。宋代的另一特點(diǎn)是，眾多的天文、音律、算術(shù)家以及達(dá)官顯宦都參與到詳考古今（宋）計(jì)量器具的行列中來。如開國(guó)之初便有劉承口精校朝廷收支銀兩的各種衡器，創(chuàng)制了精巧的小型桿秤———戥子，重新制頒了成套標(biāo)準(zhǔn)砝碼。李照研制了“樂秤”（又稱水秤），提出用1升水定1斤重的標(biāo)準(zhǔn)。司馬光與范鎮(zhèn)關(guān)于是“律生度”還是“度生律”，往返書信數(shù)萬(wàn)言，歷時(shí)三十年。北宋科學(xué)家沈括著《浮漏儀》，將漏刻的結(jié)構(gòu)及消除誤差的各種措施一一記錄下來?！端问?輿服志》中對(duì)指南車、記里鼓車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)系和機(jī)構(gòu)裝置作了詳細(xì)的敘述。

　  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，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)。 
　
【法定計(jì)量單位表】

　　長(zhǎng) 度
　　名稱 厘 分 寸 尺 丈 里
　　等數(shù) 10毫 10厘 10分 10寸 10尺 150丈

　　面 積
　　名稱 平方厘 平方分 平方寸 平方尺 平方丈 平方里
　　等數(shù) 100 平方毫 100 平方厘 100 平方分 100 平方寸 100 平方尺 22500 平方丈

　　地 積
　　名稱 厘 分 畝 頃
　　等數(shù) 10毫 10厘 10分 100畝

　　質(zhì) 量
　　名稱 毫 厘 分 錢 兩 斤 擔(dān)
　　等數(shù) 10絲 10毫 10厘 10分 10錢 10兩 100斤

　　容 量
　　名稱 勺 合 升 斗 石
　　等數(shù) 10撮 10勺 10合 10升 10斗

【計(jì)量單位比較表】

長(zhǎng)度比較表
　　1千米(公里)=2市里=0.621英里=0.540海里 1米=3市尺=3.281英尺
　　1市里=0.5千米(公里)=0.311英里=0.270海里 1市尺=0.333米=1.094英尺
　　1英里=1.609千米(公里)=3.218市里=0.869海里 1英尺=0.305米=0.914市尺
　　1海里=1.852千米(公里)=3.704市里=1.150英里
　　1英尺 = 30.48 厘米
　　1英寸 = 2.54 厘米
　　1英尺 = 12英寸
　　1碼 = 3英尺 = 0.9144米

地積比較表
　　1公頃=15市畝=2.471英畝
　　1市畝=6.667公畝=0.165英畝
　　1英畝=0.405公頃=6.070市畝

質(zhì)量比較表
　　1千克(公斤)=2市斤=2.205英磅
　　1市斤=0.5千克(公斤)=1.102英鎊
　　1英鎊=0.454千克(公斤)=0.907市斤

容量比較表
　　1升(公制)=1市升=0.220加侖(英制)
　　1加侖(英制)=4.546升=4.546市升