伴随人类文明的进程,我们建立了面积、体积、重量的基本概念,然后为满足生产生活、经济往来的需要就有了度量衡器。中国很早就创造出尺、斗、秤等精巧计量工具,统一了计量单位,体现了古代中国人的聪明才智。
古代人类在生产、生活实践中建立了物体大小的概念,主要是对于长短、容积、轻重的认识。从世界范围看,不同区域的人类虽然很早分别建立了计量的概念,但计量单位并不统一,这就给当时的商品交换、税赋征收等造成了麻烦。最先意识到这个问题、真正在较大区域范围内统一计量单位和度量衡制度的,就是中国、中国的秦代。
我们知道,中华大地在农耕时代就已具备了较高的生产力水平,很早就有了为农业和手工业生产服务的长度、面积、体积、重量的概念,并制造出相应的计量工具、度量衡器。考古显示,最迟到商周时期,中国的度量衡器及其管理制度就已经建立。秦代建立统一的中华大帝国时,更是建立了统一的度量衡制度,这是对人类文明的重大贡献。
对古代人来说,首先,是要解决度量衡器的标准化、精确性、稳定性问题,从而制造出统一的度量衡器。这个过程与数学、物理、天文以及冶炼等多门科学息息相关,体现了很高的科技水平,是古代科技的集大成者。中国古代,不论是官方还是民间,对度量衡器的制造都高度重视。古代中国人较早就认识到铜的稳定性,即“不为燥湿寒暑变其节,不为风雨暴露改其型”,即将铜作为官制标准、统一度量衡器的主要材料。
考古显示,战国时期秦国的“商鞅铜方升”、东汉时期的“铜尺”,它们都是重要的“官制”度量衡器。还有战国时期楚国的“木衡铜环权”,工艺非常精密,作为筹码(秤砣)的铜权是大小9枚一套,最小的环状权仅重0.6克(应是当时1“铢”的重量)。再从文字记载看,《墨子》中已提到不等臂秤杆的力学原理;王莽时期(公元元年左右)度量衡制度中就应用了勾股定理,并已将圆周率精确到了3.15这个数值。
其次,中国较早实现了对于长度、面积、体积、重量计量单位的统一工作。这一点非常有利于古代的社会生产生活和经济往来活动。
1、长度。中国古代将测量长度的工具称“尺子”,因此基本的长度单位就叫“尺”,并一直沿用到现代。考古显示,中国最早的尺子是河南安阳殷墟出土的“商代象牙尺”,长15.8厘米,刻有十寸、每寸有十分,证明在距今大约年前,中国就有长度计量工具了。
历史上“尺”作为基本长度计量单位,规律是随社会生产力的发展逐步变长(体积、重量计量单位也是如此)。商代1尺是15.8厘米;据文献推算,周代1尺是19.9厘米;秦代统一度量衡再到汉代,1尺大约是23至24厘米(出土东汉时期的完整铜尺长23.2厘米);隋代再次统一度量衡时,1尺已是29.6厘米;到明清时期,则分为营造尺32厘米、裁衣尺35厘米、量地尺34厘米三种,已与现代“市尺”长度相差不大了。
中国古代的长度计量系统,尺居中,依次是“分、寸、尺、丈、引”,都是十进制,另外还有步、里的概念。步,就是一个人迈腿两次的跨度,周代8尺为1步、秦代6尺为1步、唐代5尺为1步,其实每步的长度基本不变,都是大约1.5米(成年人走两步的跨度)。里,隋代之前是步为1里、之后是步为1里,都折合尺(约米),基本与现代“市里”相近。更早还以15引即尺为1里、折合约米。
由长度还引申出在农耕社会最重要的“农田面积”概念(古代称“亩广”)。先秦的“井田制”时是平方步为1亩,表示的是以1步为宽、步为长合围出的长条形地块面积。秦商鞅变法废井田后以平方步为1亩,也称“大亩”、当时与“小亩”并行。汉代则统一使用平方步的大亩,亩为1顷。如按上面说的1.5米左右为1步推算,秦汉以后1亩面积折合约平方米,略小于现代的“市亩”。
2、体积。中国古代测量体积的工具称“升”,因此基本的体积单位就叫“升”,并一直沿用到现代。战国时期的秦国已出现官制“商鞅铜方升”,1升容积是毫升;秦代统一度量衡后,1升仍约毫升;魏晋南北朝时期1升约毫升;隋唐时期1升约毫升;到清代1升则是毫升,已接近于现代的公制了。中国古代1升的实际体积,也遵循伴随社会生产力的发展、逐步增加的规律。
秦代统一度量衡后,升以下容积单位有“龠(yuè)、合”,是2龠为1合、10合为1升;升以上容积单位有“石(dàn,即人挑的担子)、斛(hú,是一种口小底大的方形量器)、斗”,是10升为1斗、10斗为1斛、2斛为1石,像挑粮食的担子(石)前后有两个筐(斛),一副担子就有20斗、升。自宋代以后简化为1石有10斗、升(而每升容积也相应翻倍了),斛的概念不常用了,变为1斛只有5斗、2斛为1石。
3、重量。中国古代“斤”是重量的基本计量单位,据文献推算,周代1斤是克,春秋战国时期各国1斤的重量有所不同,但都在克左右。秦代统一度量衡后,1斤也是克、至汉代变化不大(汉末曾减至1斤克)。中国古代1斤始终是16两,唐代之前是每两有24铢、每铢约0.6克。
到了隋唐时期,随着农业生产的改善和发展,1斤增加到约克。唐代还废除了铢,以10“钱”(就是一枚铜钱的重量)为1两、仍是16两为1斤,因此每钱重约4克。唐代之后每斤的重量又逐步减小,宋元时期约克、明清时期约克,还是比现代的“市斤”要重一些。此外,宋代时根据日常生产、生活的需要,在1钱重量之下又增加了十进制的“分、厘、毫、丝、忽”等单位。
一个特殊情况:中国古代农耕社会的特点决定了,对粮食类物资的计量尤为重要、也最常用,因此在计量农产品时,石不仅是体积单位,很多时候也作为重量单位,而且升、斗、石都可以代表粮食的多少和重量。先秦直至明清,都是30斤为1钧(原是金属重量单位)、4钧为1石,即每石斤。这样的体积、重量概念混用,其实也是有一定科学依据的,基本能符合单位容积内粮食的重量,即“容重值”的概念。
例如,秦汉时期的1石体积是升(每升毫升)、折合现代的约40公升;同时1石重量斤(每斤克)、折合现在的约30公斤(60市斤),这就刚好与大米、小麦等粮食作物的容重值吻合,即1公升粮食约重0.75公斤。
清代时的1石体积是升(每升毫升)、折合现代的约公升;同时1石重量斤(每斤克)、折合现代的约70公斤(市斤),也与大米、小麦等粮食作物的容重值基本吻合。当然,一斗大米、小麦、高粱等的容重值并不完全一致,在体积一致时各自重量会略有差异。
最后,说说中国古代对重量的主要量具就是“秤”。考古显示,战国时期官制“王铜衡”是利用杠杆原理称重、从天平向“提系杆秤”发展的过渡形制,它应算是中国杆秤的前身。
古代中国人则是将简单好用、轻巧便携的“木质杆秤”发展到了极致!传说木杆秤是鲁班发明的,考古显示,最晚到西汉时期就有完整形制的木质杆秤了。木质杆秤称重的范围跨度非常大,大的杆秤,可称几百市斤重量,用来称一头猪、一只羊都没问题;最小的杆秤,是北宋时期出现的“戥(děng)子”,可称1.克、仅相当于当时小半枚铜钱的重量,它们多用于称金、银、贵重药品、香料等贵重物品。
上述这些精巧的计量工具、度量衡器,极大方便了古代中国人的社会生产生活、经济往来活动,也充分体现出中国人的勤劳和智慧,让我们由衷地敬佩!