计量检测

计量史上的第一

发布时间:2011-05-02 点击次数:

中国古代第一位建立度量衡标准的人——治水的大禹

左准绳,右规矩。

禹疏濬水道,引水入海,首先要考察水势,寻找水的源头和上下游流经地域,这一切都离不开测量。规矩准绳就是最古老的测量工具。《史记•夏本纪》云:禹“左准绳,右规矩。”“载四时以开九州,通九道,陂九泽,度九山。”都是说一切均以勘测为主,用准定平直,“绳”测长短,“规”画圆,“矩”画方。“矩”还可以用来定山川之高下,大地之远近,那么一根矩尺是怎样来测量大地的呢?《周髀算经》开篇中假设了周公跟商高的一段问答。周公问商高,大意是说:天没有台阶,人不可能登上去,地这么广大,不可能一点点去测量,那么测量的结果是怎样得出来呢?商高说:“平矩以正绳,偃矩以望高,覆矩以测深,卧矩以知远……夫矩之于数,其裁制万物唯所为耳。”“偃”是仰卧,指股在下,勾直立以测高,“覆”是指倒立,将矩倒立就可以测深了。“卧”是平放,指测水平方向宽远的方法。只要探索出直角三角形的性质,就可以摸索出对一些不可直接测量物进行测量的办法了。所以商高说:运用“矩”通过测算就可以把握万物数量的关系,这样就可以无所不为了。故赵君卿在《周髀算经注》中说:“禹治洪水,决疏江河,望山川之形,定高下之势,除滔天之灾,使东注海,无浸溺之患,此勾股之繇生也。”据他推断,运用矩尺的勾股原理测量距离、水平和高程,早在大禹治水时已经萌生了。《尚书•益稷》说:“(禹)予乘四载,随山刊木。”《史记•夏本记》也说:“(禹)行山表木,定高山大川。”“刊”和“表”在此都有刻划的意思,都是说治水过程中,在各个测量点竖立起刻划了一定数度的标杆,这种在高山河流处设置各种高程标志,有如今天大地测量技术中采用的标杆方法。

身为度,称以出

测量离不开数和量,因此必须有记数和计量的办法。治水这样大规模的测量必定要有统一的计量标准,这个标准是怎样建立的呢?《史记》给出了答案:“(禹)身为度,称以出。”这句话可以理解为以禹的身长和体重定出长度、重量的单位。有了单位和标准,并把它复制到木棍、矩尺和准绳上,测量长度时就可以直接读数和计算了。治水工程即使在不同地区也就可以复现和传递这个量了。

王嘉在他所撰志怪小说《拾遗记》中说:禹因得到神的帮助而获得丈量工具,他在开凿龙门而进入一个深数十里的岩洞时,“幽暗不可复行”,出来一头如豕(猪)的怪兽,口衔明珠在前面引路,至一开豁明亮处,只见九河神女华胥之子,蛇身人面的伏羲端坐在前。伏羲交给禹一支长一尺二寸的玉简,使量度天地。禹即用此简评定水土。大禹治水的传说尽管带有许多神话色彩,但它总还是一种历史事实的反映。无论是伏羲的玉简,还是《史记》所说的禹身为度,都说明了治水是离不开度量衡的。

《淮南子•地形训》中还有一则记载:“禹乃使太章、步自东极至于西极,二亿三万三千五百里七十五步,使竖亥步自北极至于南极,二亿三万三千五百七十五步。”大规模地治理水患,必须从东到西,从南到北作初步地勘察。太章、竖亥,善行人。禹派遣二人去四方勘测,“步”便成为测量大地最原始的单位。《考工记》说:“野度以步。”这种以步为丈量土地的单位甚至延续了几千年。怎样才算一步呢?《孔丛子》说“跬,一举足也,倍跬为步。”即一条腿跨出的距离称“跬”,再把另一条腿胯出的距离称“步”。这些都说明了大禹治水是用各种测量方法最后达到治水的目的。

禹治理了水患,人民得到安居,他在部落联盟中的威望也日益增高。舜死后,禹成了继承人,并建立了夏王朝。从此治水时建立起来的度量衡便成为夏朝法定的制度了。

 

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