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The history of Scales and standard System of Weights

天平和砝碼標準體系的由來

    至今沒有歷史資料表明稱重科學起源的確切時間及何時人類發(fā)明了天平與砝碼的標準制。然而，我們知道，稱重與計量即使不是zui古老的科學，也是如同藝術一樣貫穿幾個世紀并持續(xù)使用的古老科學之一。

    一臺小型等臂天平被發(fā)現(xiàn)于埃及的一座的古老墓穴中，年代大約在公元前5000年前，它也被*為是迄今為止發(fā)現(xiàn)的zui古老的天平。這臺被使用了7000年的小天平由紅色石灰?guī)r雕刻而成，長度不到3.5英寸。

    除了圣經，沒有什么能更好的為度量衡之于人類的重要性提供參考依據了。幾乎從*頁就揭示了上帝指引人類要使用“公平的天平，公平的砝碼”。在申命記中，摩西提醒上帝指揮的以色列人：“你囊中不可有一大一小兩樣砝碼；你家中不可有一大一小兩樣的升斗，應當用對準公平的砝碼，公平的升斗，這樣你才能有一個*的、公平的衡量。”（申命記：25:13－15）

    從zui開始，原始人為了交換物品就懂得了對于標準的需求，這就像他們做了一件很自然的事情，他們采用自己的身體作為初始測量工具。他們發(fā)現(xiàn)自己的手臂可以進行粗略的但是可以滿足長度測量的需要。在他們身體上逐漸發(fā)展出來一些計量單位比如：手指，拇指，掌寬，掌長，一虎口長，一肘長，一碼（肚臍到手伸平指尖的長度），一丈長（雙臂展開的長度，從頭到腳的長度），一尺（腳掌長度），步伐跨度，這些方法如此的方便以至被持續(xù)使用了幾個世紀；盡管這些方法顯然呈多樣化，但是其中一些直到今天仍被使用。

Evolution of Weights

砝碼的演變

    然而，砝碼并沒有那么簡單。人類不可能設計出這種通過身體的部分測量就能決定砝碼重量的方法。人體也不可能顯示出一個對于重量判斷的直觀數(shù)字。為了對比砝碼，人類早期僅僅通過“舉”的意識來判斷——這種很隨意的方法在商業(yè)活動中幾乎是無用的。

    因此人們轉向了自然界。如谷物的種子與石頭這些自然物質提供了zui早的測量標準用來進行稱量，包括人體的稱重和貨物交易。古希臘和羅馬人用小麥的種子作為一個單位來稱重測量其他與之相當?shù)奈镔|，這種方法發(fā)通常用于物物交換或者貿易。舉例來說，農民帶著他的農產品去賣，這些農產品是以小麥的重量作為砝碼標準。阿拉伯人改進了這些技術并且利用金銀和寶石建立了砝碼標準。阿拉伯人提高測量技術并建立了金、銀及寶石的稱重標準。

    其他谷物和植物的種子也被選中。在印度，芥菜種子就用來計量天平的重量，甘草的種子和角豆樹的種子也曾被使用過。角豆樹的英文單詞的衍生出了克拉這個詞匯，直到今天仍被作為衡量金和天平價值的單位使用。

    zui終，石頭取代了種子作為砝碼的標準。在古巴比倫的拉伽什發(fā)現(xiàn)了zui早的標準砝碼單位是邁納，這就追溯到了公元前2400年。這個梨狀的石頭有4英寸高，1.5英鎊重。顯然，沒有砝碼的話，這臺zui早的埃及天平毫無用處，所以，古巴比倫的邁納當時必定被作為某種衡器的標準砝碼使用過，即使我們沒有找到這臺衡器。

    砝碼的演變并不像衡器那樣具有戲劇性，因為砝碼只是一個比對標準的建立。對于這個標準，或大或小的單位都可能源于某個特定部分或者基本單位的多樣性。甚至于zui的現(xiàn)代砝碼都與幾千年前的古砝碼十分的相似。區(qū)別僅僅是在這些單位被定義的程度不同以及它們之間的準確率也不盡相同。事實上，邁納可能在現(xiàn)如今衡器實驗室的架盤天平上仍被使用著。

Evolution of Weighing Scales

衡器的演變

    不同于砝碼，天平的歷史是值得我們關注的。今天的現(xiàn)代化計算機稱重系統(tǒng)與古尼羅河發(fā)現(xiàn)的它的前輩毫無相似之處。

    歷史資料表明古埃及和古巴比倫的天平都是粗慥的。古代的天平工具是一個兩頭和中間有孔的木橫梁。一條繩索穿過中心孔來支持橫梁，托盤被穿過兩端的繩子吊起，就這樣組成了一臺天平，這個設計叫做等臂天平?？恳欢吮P子中的物料重量來平衡另一端的物料重量，中心扮演著支點的角色。

    從*埃及天平到羅馬時代，等臂天平是當時僅有的天平。出現(xiàn)在基督出生的時代羅馬的桿秤成為了有史以來*個在天平歷*的新的原理創(chuàng)新。

    當我們在思考古埃及、古巴比倫和古希臘的這些杰出成就時——金字塔，間帶有運河、下水管道系統(tǒng)的大城市、擁有眾多船只的艦隊，*的數(shù)學和天文學——我們很想知道為什么他們沒有在稱重這樣重要的技術領域發(fā)現(xiàn)新的原理呢。然而原因很清楚：等臂天平一直是稱量的方法。

    求知欲一直是偉大科學發(fā)現(xiàn)的主要動力。文明生活方式的發(fā)展需要稱重計量的標準。在人類之間，若沒有一些參考或者比對的形式用來進行可視的平等性交換，就不可能有大規(guī)模的商業(yè)。*臺古埃及天平已證明了目的性的標準要比單純人類的感覺更加必要，離開了度量衡制度，商業(yè)也不可能從易貨的制度上取得進步。

    稱重科學依靠標準單位進行的對比。因為各種各樣的影響，標準砝碼起源和發(fā)展在歷*時快時慢，變化復雜。在我們下一個部分，我們將回顧標準砝碼的影響和變革。

參考圖書：

    1、《圣經》；《新美國標準》。

    2、《稱重計量史》，費爾·S·泰勒，檢疫員，佛羅里達部門，農業(yè)，衡器期刊，1950年1月。

     （本文譯自美國雜志《Weighing and Measurement》2011年第2期）