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作者[英]克里斯托弗·约瑟夫 著,阳曦 译,未读 出品
出版社天津科学技术出版社
ISBN9787574226142
出版时间2025-01
装帧精装
开本16开
定价88元
货号hsy9787574226142
上书时间2026-08-15
以这样或那样的形式进行测量,是人类最古老、最不可或缺的活动之一。甚至早在文明的曙光出现之前,比较式的测量——“他们的部落比我们的大”—— 对个人或群体的生存就至关重要。一个狩猎 -采集社群的成员需要“多”“少”“足够”这样的概念(有足够时间在天黑前到家;食物足够确保没人挨饿)。随着规模越来越大的永久性聚居点的出现,这样的估测有时候就不够用了。越来越精细的语言允许人们做出越来越复杂的比较,对某个人来说足够的东西,对另一个人则未必。
有历史记录的最早的测量单位是埃及的“腕尺”(cubit),它颁布于公元前3000年左右,等同于一条前臂和一只手的长度,外加法老手掌的宽度。当然,这并不是固定的长度。我的前臂长度和你的不一样,考虑到咱俩都没见过法老,我们也无法言之凿凿,说他的手掌到底有多宽。比起手宽、步长或者你能想到的其他任何估测方法,这算不上很大的进步。
不过,到了公元前2500年,腕尺复杂而且相当不精确的定义已得到了极大简化:1 腕尺等于一把“皇家主腕尺”原器的长度,这根黑色大理石棍长约52厘米。有了这个简单的模型,人们得以测量距离、面积和体积——若以一定体积的特定物质(如黄金或水)作为比较标准,人们甚至能用腕尺测量重量。
精确的测量给人类生活的方方面面带来了革命性的变化,从手工业到建筑,再到贸易和交通,其中最重要的是,它让科学有了实现的可能。如果没有精确的测量(以及同样精确的记录),真正有用的科学、工程学和技术就无从实现。如果没有精确的测量,你甚至无法把这本书捧在手中;现代印刷机就是巨大的精密机械。
这门科学最早的应用之一是测量天空、改良历法和计时。关于天文记录的历史证据可以追溯到几千年前,不光是在古代美索不达米亚、埃及等有文字记载的文明中,欧洲西北部的史前观星者也竖起了巨石阵这样精度惊人的纪念碑。
直到今天,我们仍能通过各种方式感受到这些古人,尤其是那些伟大的罗马工程师留下的影响。很多传统单位的名称都来自罗马人,他们的语言也渗透在了科学术语中。“盎司”(ounce)和“英寸”(inch)都源自罗马词语“uncia”,意思是“十二分之一”。但对“uncia”的应用并不局限于计算重量和距离。几乎所有东西都能合理地分成12份,现实中(总有一些时候)人们也的确是这样做的。对一个罗马人来说,用“uncia”来描述一块蛋糕或一片地产(甚至一门多人合伙的生意)非常合理。
罗马衰落后的几百年里,惯用的单位系统基本没有变化;说到底,几乎没什么新东西需要测量了。尽管如此,欧洲的封建君主对测量感兴趣的原因和其他所有政府一样:如果你不知道一个人拥有什么或者生产什么,那你该怎么向他征税呢?
不过,随着文艺复兴时期艺术和科学领域的发展,人们对测量的兴趣得以重新激发。但传统的单位仍在继续使用。有时候相邻的镇子使用单位的区别,甚至比这些单位本身在相邻世纪中的变化还大。不过,测量单位的准确性和可靠性仍在稳步提升。钟表取代了标有小时刻度的蜡烛。虽然这个镇子里的钟显示的时间可能和20英里外另一个镇子里的不一样,但相同的钟每走一个小时消耗的时间至少是一样的。
后来法国大革命爆发,接下来,公制系统的引入掀起了一场伟大的变革。虽然这套系统起初甚至在法国都不大流行,但它和十进制的阿拉伯数字配合得很好,而当时后者已经势不可当地横扫整个欧洲,取代了罗马数字。十进制数字让各种计算都变得更加直接,同时极大地简化了数学思考。但贸易和测量是两回事:10只羊是10只羊,1磅却还是12盎司。不同度量衡之间的换算依然十分复杂:如果1品脱的某样东西重1磅,那么1加仑同种物品的重量肯定不是1石。公制系统用一套相对单位系统取代了这一切,数字的量级完全靠前缀来区分。
这套系统最基础的标准单位是米,其他所有单位都是从它推导出来的。“米”被定义为一条经过巴黎的从赤道到北极的子午线(这条曲线沿着理论上的地平线稳定延伸,而不是沿着崎岖不平的地球表面)长度的千万分之一。为了尽可能准确地计算这段距离,人们耗费巨资进行了大规模调查,并铸造了一根铂铱合金棍子——就
像法老的主腕尺一样——将它永久记录下来。精心制作的复制品被分发到欧洲各地(最终传遍世界),以确保每个人使用的是同样的“米”。
测量无处不在。它构成了科学的基础,塑造着我们日常生活的方方面面。
本书揭示的远不止我们日常所见的测量,它犹如一座富饶的矿藏,潜藏着数百种令人大开眼界的测量知识——从日常烹饪中一撮盐的量度(1/8茶匙),到浩瀚宇宙的秒差距(约3.26光年或31万亿千米),展现了测量世界的深度和广度。
无论是食物的重量、摄影的角度、金融的数值,还是磁性的强度和原子物理的微观世界,本书都提供了深入浅出的解释。每一个测量单位都承载着人类对世界的探索和认知,“测量”的世界,远比我们想象的要丰富多彩!
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