Konrad Herrmann/关增建:中国与西方计量发展的比较

2018-05-23 09:48 来源:《中原文化研究》 作者:Konrad Herrmann/关增建

A Comparative View on the Development of Metrology in China and the West

  作者简介:Konrad Herrmann,男,联邦德国物理技术研究院(PTB)荣休教授,曾任PTB表面硬度测试实验室首任主任,国际表面硬度测试委员会主席;关增建,男,上海交通大学特聘教授,博士生导师,中国科学技术史学会副理事长,主要从事物理学史,计量史研究。上海 200240

  原发信息:《中原文化研究》第20176期

  内容提要:中西古代计量主要集中在度量衡、时间及空间测量上。计量的发展受到社会管理方式的影响,中国很早就建立了集权的国家,大部分时间实行的是中央集权的管理方式,而在西方则发展起了城邦社会。不同的社会管理方式发展出了不同的计量,中国历史上有多次统一度量衡的举措,西方古代计量的发展则呈现多元形态。中西双方在计量单位的进位制系统、技术特征方面都有不同。计量学家的出身也不一样。在中国,计量学家多为政府官员。而在西方,计量学家则出自各个阶层,比如哲学家、修道士、大学教授等。就技术的优越性及计量的统一性而言,到明朝初期为止中国计量领先于西方。西方科学的发展,导致其计量赶上并超越了中国。明末清初,耶稣会传教士到达中国,带来了欧洲的科学包括西方的计量。中国计量由此开始与世界接轨,并最终融入世界计量的历史进程。

  Both in ancient China and the West,the metrology was mainly concentrated on weights and measures and time and space measurements.The development of metrology was influenced by the kind of social administration.In China very early a centralized state was built up.Mostly an administration with centralized state power was carried out,whereas in the West developed societies of city states.Different kinds of social administration resulted in the development of different kinds of metrology.In Chinese history often measures to unify the weights and measures were conducted,whereas the metrology development in the ancient West is characterized by diversity of forms.China and the West differed in the number systems for the measurement units and technological features.The origin of the metrologists also differed.In China,the metrologists often were government officials; whereas in the West the metrologists came from different stratum,for instances,they were philosophers,monks,university professors,etc.With regard to the technological superiority and the uniformity of metrology,the metrology of China until the period of the early Ming dynasty was ahead of the West.The scientific development in the West resulted in the fact that its metrology caught up with and overtook Chinese metrology.When in the end of the Ming and the beginning of the Qing dynasties Jesuit missionaries arrived in China,they brought with them the European science,including Western metrology.Chinese metrology since th

  关键词:计量/度量衡/时空测量/中西比较  metrology/weights and measures/time and space measurement/comparison between China and the West

  标题注释:国家社会科学基金重大项目“中国计量史”(15ZDB030)阶段性成果。

 

  计量是确保测量单位统一和测量结果准确的活动,它是人类文明的源头[1]62-66,是科学和经济贸易得以发展的基础,也是社会有序发展的技术保障。在当代社会,人们对计量的追求是实现在全球范围内计量语言的统一。而在古代社会,不同的国家和民族则发展出了不同的计量。计量的发展状况,能够体现一个国家文明和社会的发展程度,体现民族特征。比较东西方社会计量发展状况,能够以新的视角看待东西方社会的差异。但迄今为止,中国的学术界在此方面的研究尚属空白。本文不揣浅陋,以比较的视角,讨论中国及西方①计量发展的类似性及其区别,以及导致这些差别的背后原因。

  一、计量的起源

  在埃及,大约公元前4000年已经出现了以法老王为统治者的奴隶社会,整个社会建立在农业的基础上。在美索不达米亚,则可把奴隶社会追溯到公元前3000年。埃及人基于农业的需要发明了历法。为确保法老王在其去世后仍能保持永久的生命,埃及人建造了体积巨大且具有很高精准度的金字塔。计量的基础是数字,在埃及的象形文字以及美索不达米亚的楔形文字中,都有关于数字的记录。在古埃及象形文字中的数字(见图1)达到的规模,说明在社会的生活中需要这样大的数字。

  在埃及计量文物中,具有等距离分度线的尺子以及石质砝码被保存至今。金字塔里的壁画表明了等臂天平的存在,还有土地测量员用测量绳丈量田地以求其面积的活动。计时仪器滴漏很早就已经出现了。在法老王时代就已经存在的尼罗河水准仪被保存至今,见证着尼罗河水的定期泛滥使田地变得肥沃这一重要事实[2]8。金字塔建造的高精密度令人惊异,胡夫金字塔基础棱的直线度偏差只有15mm/256m,棱的直角度偏差则低至12″。

  

图1 古埃及象形文字中的数字

  (来源:Georges Ifrah:Universalgeschichte de Zahlen,Campus Verlag Frankfurt/Main,1993,P232.)

  美索不达米亚的一些计量文物也得以保存至今,其中较为古老的是公元前3000年初的铜尺。这把尺度上刻有不等距离的分度线[2]5。在时间计量方面,楔形文字文献曾记载过巴比伦的一个日历,表示当时已有简单历法。在埃及和美索不达米亚取得这些进展的同时,欧洲还处于新石器时代。巨大的日历设施,比如在英国的巨石阵,或在德国的可用以判定冬至日的戈瑟克圆环,以及具有历法功能的内布拉星盘等的出现,表明欧洲开始有了农业,因而需要确定季节。

  同时期的中国也处于新石器时代的阶段。从现在甘肃省的大地湾文化遗址出土的容器中,考古人员判断其时间约为公元前5850年至公元前2950年,其用途很可能是作为容量标准来分配粮食的[3]20。20世纪80年代,在河南省舞阳县贾湖遗址出土了一批新石器时代的骨笛,包含五孔、六孔、七孔、八孔多种形制。其中具有代表性的是一个距今近9000年的七孔骨笛,能够吹奏出七声音阶。贾湖出土的骨笛中,有不少笛子保存了当时的刻记痕迹,这些痕迹的间距并不等分,但制成的笛子却基本符合音乐规范,显然是经过了精心的计算和测量的[4]31-35。音乐是人们追求精神生活的产物,贾湖骨笛的出现使我们看到了人们早期对精神生活的追求是如何与计量联系在一起的。

  在中国,可把奴隶社会溯源到第一个朝代——夏代(公元前21—公元前16世纪)。传说在夏代之前已经出现了文化创造者。伏羲和女娲被认为是人类始祖,后人把他们描述为具有人头蛇身的生物,已经使用测量工具,比如圆规和矩。相传黄帝(传说中的中国远古时代华夏民族的共主,约公元前2717—公元前2599年)确定了度量衡和历法。著名的统治者大禹是夏王朝(约公元前2070—公元前1600年)的创立者,他通过测绘大地为洪水找到出路,征服了严重的洪灾。为了测量的需要,他以自己的身体为基础,定义了长度及重量的单位[2]6。这种以权威人士的身体部位来确定测量单位的做法,跟美索不达米亚和埃及的方法是一样的[5]27。在欧洲,后来人们也有用这种方法来确定长度单位的,比如英尺的确定。

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(责任编辑:李秀伟)
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