提到計量單位，最典型的案例莫過于“怎樣稱一頭大象的重量？”

結果相信大家都不陌生：曹沖先找了艘大船，把大象趕到船上，在水面達到的位置做個記号。再讓船裝載石頭，稱一下這些石頭的重量，大象的重量就能夠知道。

可能這個例子大家覺得曹沖很聰明，知道利用浮力來稱大象的重量。但這在宋甯世的眼中這并不是一個簡單的故事，他想到的是“一大堆奇怪的單位從何而來。”由此，他對“單位與測量”産生了濃厚的興趣，并結合自己的專業知識做了大量的業餘研究。

這本被稱為《計量單位進化史——從度量身體到度量宇宙》（以下簡稱《度量單位進化史》）），剖析了計量單位的“前世今生”以及與我們生活緊密相連的米、克、秒背後的故事。

作者宋甯世是清華大學化工系本科，美國亞利桑那大學環境工程專業博士。他是信息收集的愛好者，從2014年開始就在知乎平台上發表涉及各個知識性領域的科普文章，可見他的博學多聞。某日他偶然冒出想把收集到的所有與“單位”相關的信息資料編成一本書的念頭，于是，這本書便出現在了我們的眼前。

首先，我們來看看度量單位的由來。

作者設定的年代是人類大規模社會性群居、打造石質工具并已經可以運用語言進行交流的時期。因為那個時期的人類仍然以狩獵和采集為生，還沒有發展成熟的農業。而“數”的概念也是在這個時期形成的。

例如，現在已知最早的人類計數實踐是在南非的萊邦博山脈發現了“萊邦博骨”，這個骨頭上面有29個清晰的缺口，明顯具有某種目的的計數功能。

那時，人們捕獲多少獵物如何計算呢？最好的參考就是我們的十根手指。“三根手指”代表“三隻羊”，“十根手指”代表“十隻羊”，十根手指數完了又從第一根手指來一遍.........随着捕獲的獵物越來越多，逐漸形成了“百”、“千”、“萬”.......這樣的計數符号。

回到上面說的大象的重量，曹沖把大象未知的體重轉化為石頭重量的過程叫做“測量”，把測量轉化為統計固定石頭的重量，這微不足道的舉動，在作者眼裡可是“人類測量思想的精髓”。在測量石頭的過程中，我們用到的是“一桶石頭”有多重，然後将這“一桶石頭”，這樣不可數的石頭的重量就成為了“一桶石頭的重量”。而基準物“一桶石頭”就成為了真正意義上的“單位”。而這裡的“石”恰恰也是古代的一個單位，同時代表了容積和重量。

而，用一個容器裝石頭，把石頭裝滿容器後再倒出來，數倒了多少次；或者制作更多的容器，把石頭分别倒進不同的容器裡，保證所有容器裝的石頭都是一樣重量的。如此，我們就産生了“複制”和“循環”的思想，開始進入了對自然界事物的“量”進行人為控制的階段，并用刻痕、結繩、文字這些抽象的符号記錄複制或者循環的次數。這種控制的理念，代表了單位和測量的開始。

接下來，我們來認識一下身體度量。

書中有這樣一段文字“世界古代文明裡産生的基礎長度單位，大都是人身體中的某段距離：古埃及和古美索不達米亞的“cubit”，意思就是手肘長；古代中國的“寸”，來自人的手腕。人的指尖、手掌、腳掌、拳頭、肩膀……凡是你能想到的人體中可找到突出标記的部位，大都在古文明裡充當過基本的長度單位。”

這些長度單位一直沿用到了我們今天，讀到這裡我不得不感歎老祖宗的智慧，和文化傳承的偉大。更訝異的是，我們可以把身體的各個部位的長度開發得淋漓盡緻。

以中國為例，我們來看幾個與身體相關的成語。比如“咫尺之間”。在商周時代，“咫”指人手掌的長度，一咫等于八寸，而一尺是十寸，這就是它的來曆。

“寸”是怎麼來的呢？書中介紹，寸畫的是人的右手，但在手腕處畫了個記号，說明這裡是“寸”的位置。很顯然，古人所說的這個“寸”指的是腕口，也是我們脈搏的位置。

還有“三寸不爛之舌”的來曆，竟然是舌頭的長度為三寸，對應着戰國時期至漢代的寸（約2.31厘米）。

更特别的是我們的單位可是在一直的“膨脹”。商周時，成年男子還是“丈夫”（因為成年男子的身高約為1丈，大概1.6米），到了西周時是“八尺男兒”，戰國時期又變成了“七尺之軀”，你看，是不是很有意思？

其實，書上還有怎樣通過步伐來測量長距離；官吏制度下陶淵明的“不為五鬥米折腰”、白居易的“吏祿三百石”到底是多少薪水；我們所熟知的“榻榻米”其實是日本以長方形為基準的面積單位；西方文明中的計量單位.........這些由于篇幅原因，就等着大家在書中尋找答案吧。

由于用身體度量實際上是“自己定義自己”，其實并不精确。要讓單位更加精确就需要制作“标準器”，而這也是我們度量宇宙的開端。

在2018年的國際計量大會上，正式宣布停止 “國際千克原器” 的使用。

國際千克原器是人類最大的心結，因為在科技高度發達的今天，我們仍然需要用一個實物來度量全宇宙的質量。随着它的停止使用，說明人類要對先賢們數百年來建立的一套屬于全宇宙的終級計量發起挑戰。

近代的科學與單位緊緊相連，計量單位設計者們的終極目标與科學背後的理念有個共通點―追求自然界的永恒真理。

作者在書中反複強調“精确”并不是近代科學與技術發展的唯一追求，不同時代、不同領域的人，都有不同的精确度要求。

在20世紀，“精确到某位”“精确到某量級”“不确定區間”的概念不斷湧現。現代人之所以能将古人無能為力的時間算得精确，是因為從發現“擺鐘”開始，人類測量時間的原理變成了“數數”。比如書中舉例說“在一段預先設定的時間如1秒内一個穩定地往複運動循環的次數”，物理學中稱為“頻率”。要知道，相比其他測量方式，我們并不需要用“肉眼”，這一過程交給了比人眼更可靠的計算機。

在19世紀，科學家就發現我們身邊存在着極為可靠的周期運動——電磁波。這樣時間基準不再是以地球繞太陽公轉和地球自轉為标準，而是來自宇宙中最基本的原子和能級，這才是屬于全宇宙的通用标準。

在2019年的5月20日，科學家普朗克驚奇地發現，将光速、引力常數、靜電常數、玻爾茲曼常數放到一起，得到的會是一套能在全宇宙通行的計量法則！

用作者的話說“人類用兩百多年的努力，為地球的計量制度帶來了統一。下一步，是像普朗克設想的那樣，讓人類以統一的腳步邁向宇宙嗎？”

結語：

這本書的細節處無不體現着作者的細心。書中不僅有“本書使用指南”，還幫助我們得到更好的閱讀體驗。章節前的趣味思考題也能激發我們的思考力，避免盲目地汲取書中的養分而喪失自己的判斷能力。有的章節中設置的“專欄”能暫時緩解疲勞，一個個背景故事既增加了趣味性又開拓了視野，可謂妙哉！

本書以時間為軸講述了原始社會到科學革命再到單位定義的進化史，度量單位從發明到發展再到完善與社會的發展、科學的進步息息相關。度量單位也是從人類對身體的度量到以國家的名義制定實物規範，并以國家的最高權力監督标準的實施，再到國際上有專門的機構進行國家與國家之間測量單位的統一，這無疑是社會的進步對計量單位産生的積極影響！

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