高 彰
(重慶市計量質量檢測研究院 重慶 401123)
人類的身體曾是最初的計量用具,人們早期的測量常常借用人體來測量一個量,如“布手知尺”“邁步定畝”“手捧成升”等,由此出現了許多現在仍經常使用的耳熟能詳的詞語,如“咫尺”“尋常”“跬步”等。
先從“尺”字說起。尺是計量長度的器具,又是長度單位名稱。遠古時期沒有精確的測量工具,人們便拿身體的某一部分當尺使用。《說文解字》在解釋“尺”字時說:“周制:寸、尺、咫、尋、常、仞諸度量,皆以人之體為法”。“以人之體為法”就是以人體的某一部分作為計量標準。
關于“尺”這一長度單位,《大戴禮記》有“布手知尺”的說法。古人丈量物體多用手,又直觀又方便:以張開大拇指和中指兩端間的距離為“拃”(zhǎ),一拃就是一尺。這種以手量物、以拃計量的習慣,民間至今仍然保留著。
比尺小的長度單位是“寸”。寸有兩種解釋,一種是“布指知寸”,見于《大戴禮記》,這是用手指的寬度來表示長度,一寸就相當于一指寬。另一種是《說文解字》說的“人手卻一寸,動脈謂之寸口”,這是說從手腕到醫生切脈處(動脈搏動處)為一寸。
關于“咫”,后代多以八寸為咫。《說文解字》說:“中婦人手長八寸謂之咫,周尺也。”并以“咫尺”形容距離很近,我們熟悉的成語有“近在咫尺,遠在天涯”。
關于“尋”和“常”。《說文解字》中說:“度人之兩臂為尋,八尺也。”《小爾雅》則說:“尋,舒兩肱也,倍尋謂之常。”尋是八尺,常是一丈六尺。尋和常都是常見的長度,因而后來“尋常”引申出“平常”的意義。
又《小爾雅》記:“一手之盛謂之溢,兩手謂之掬,掬,一升也。”兩手之盛與古一升容量約略相當。
另外,古人常用人行走的步數來計算道路的里程。《小爾雅》記:“跬,一舉足矣。倍跬為步。”怎樣才算一步呢?“跬步”作為長度單位,起源于走的動作:一條腿跨出的距離,稱“跬”;再把另一條腿跨出的距離稱“步”。唐太宗李世民規定,以他的雙步,也就是左右腳各一步作為長度單位,叫做“步”,并規定一步為五尺,三百步為一里。今日所稱的“步”,則為一舉足,其實相當于古代的半步。
相傳我國古代大禹治水時,曾用自己的身體長度作為長度標準。像治水這樣大規模的測量必定要有統一的計量標準,這個標準是怎樣建立的呢?《史記》給出了答案:“(禹)身為度,稱以出。”這句話可以理解為,以大禹的身長和體重定出長度、重量的單位,有了單位和標準,并把它復制到木棍、矩尺、準繩上,測量長度時,就可以直接讀數和計算了。治水工程即使在不同的地區,也可以復現和傳遞這個量了[1]。
大禹派人去四方勘測,步就成為測量大地最原始的單位,這種以步為丈量土地的單位,延續了幾千年,直到19世紀60-70年代,在印度工作的英國測量員托馬斯·蒙哥馬利(Thomas Montgomerie)還部署了有史以來地域最廣和標準最嚴的利用身體進行測量的活動之一:繪制中國西藏、亞洲中部以及其他地區的地圖。當時這一地區的許多國家拒絕西方人入境,且對偷越國境者處以極刑。為了繞開這道坎,托馬斯 ·蒙哥馬利雇傭了一對喜馬拉雅兄弟——納因·辛格(Nain Singh)和瑪尼·辛格(Mani Singh),他花費兩年時間教給兄弟二人測量技術,訓練他們將步幅嚴格控制在33英寸;或者說,每英里邁出2000步(走路過程不考慮地形地貌)。辛格兄弟喬裝成印度喇嘛,利用偽裝成轉經輪的計數器記錄距離。傳統的轉經輪有108顆珠子,兩人每邁出100步便從轉經輪卸掉一顆珠子。利用此法,兄弟二人成功地測量了中國西藏很大一部分地區,包括拉薩。貢獻尤其大的是納因·辛格。這番測量獲取的信息幫助托馬斯·蒙哥馬利繪制了中國西藏和亞洲中部地圖,這一地圖發揮了許多作用,當然也包括四十年后幫助英國人殘酷地入侵西藏[2]。
話說回來,在我國歷史上,各個朝代的尺長都不相同,但大多都離不開與人體的關系。事實上,我們身上有很多尺子:步伐、身高、臂長、雙臂長、手指等。具體來看,正常成年人平均食指指節寬1cm,手掌寬10cm,腳掌長25-27cm。這些都可以作為測量的標準。我們平時也可以記住自己身體各個部位的長度,這樣就可以方便地計算出一些需要的大致尺寸了。
由于成年人的身體各部位不會有太大的區別,在建造原始半地穴式房屋或分配谷物時,用這些方法進行測量,其精度盡管粗疏,但只要在使用它的一定范圍內具有通用性也就達到目的了。
隨著人類生產技術的提高,到了公元18世紀,人們開始感受到這種用人身體作為長度標準缺點很多。由于人的高矮不同,形成長度單位的長短不同,非常混亂。如果沒有一個統一的標準,測量時出現較大誤差而反映出來的矛盾便日益突出,當它成為影響準確測量的障礙時,就需要建立相對準確并具有權威性的標準了,這便是現代計量的起源。