从对“量”的认识到“测量”

从对“量”的认识到“测量”

2014-12-08 计量资讯速递

在遥远的古代，人类的祖先是从什么时候开始掌握有关“数”和“量”的知识？又是什么时候有了度量衡？这些都是十分有趣，同时也是很难回答的问题。然而我们又不难想象，古人在恶劣的自然环境下，为了保存自身，首先要解决的是吃、穿、住的问题。那么，人类早期是如何从对数和量的认识到学会测量，这些又与吃、穿、住以及后来的度量衡有什么关系呢？

从古猿到人

劳动是古猿进化成人的决定因素，制造工具是古猿转化成人的主要标志。古猿在长期使用天然工具的过程中，促进了大脑的进化，开始对某种规律性的自然现象产生了对比，量的概念就产生了。如一些妇女结队到森林去采集野果，甘甜的果实不但可以填饱肚子，而且还可以带一些回去给她们的同伴。一段时间过去了，这里的果子越来越少，最后不得不放弃这块地方，再去寻找其他食物，于是多与少就给人们留下了深刻的印象；另一些年轻力壮的男子，外出捕捉野兽，有时猎到一只小野兔，有时又幸运地猎获一只大山羊，天长日久，用手提一提、用肩扛一扛，就分辨出轻和重来了。为狩猎的需要，常常要找一些树杈充当武器，太长既不便于携带，也不便于使用，太短又打不到猎物。经过反复实践，长短这个概念产生了。这些都是对自然界规律现象产生对比的结果，通过长期对比积累起来的经验，就逐渐有了“量”和“形”的概念，有关量的这些初步认识，对此后制造工具起到了至关重要的作用。

在从猿到人的漫长道路上，这些“正在形成中的人”，在长期、反复使用天然工具的过程中，一次次十分偶然地用一只手击落了另一只手中的石块，从而产生了比较锐利的石刃后，这一击却悄悄地敲开了从猿到人的大门，古猿以极其初级的思维开始制造工具。人类从开始制造最原始的工具时，自觉或不自觉地已对“量”有了进一步认识，并且促进了大脑的进化；如制造一件木质工具时，最简单的劳动是把长棍截成短棍；制造一件石质工具时，无非是从一块大石头上敲下一块小石头，再进一步把石头分成大大小小的不同形状；木棍也分成长长短短、粗粗细细。从而这些不同形状、不同粗细的木、石便可以制成不同用途的工具。

磨制、复合工具的制造

旧石器时代的人类，虽然已把石块分割成不同大小、不同形状的多边形、三角形和带有锋芒的尖状器、刮削器等，但他们还不能很好地控制石材去制作较为理想的、有一定形状和一定大小的工具，只是在任其一击后产生的震动而产生物理性的分裂。尽管如此，古猿在制造最简单的石、木工具时，都是在对大小、长短、轻重有所比较和初步认识之后的一种有意识的劳动，这种劳动都首先反映在对“量”的分辨和利用上。

生产工具是生产力发展水平的客观尺度。原始社会由旧石器时代向新石器时代的转化，首先表现在生产工具的明显进步上。这个时期各地出土的大批石器，一般都通体磨光，石斧变得较前轻巧，石铲的数量有所增加，大型石斧、石刀、石锛经过精磨后器形规整、轮廓清晰、刃口平整、锋利，大大提高了砍伐树木、开拓荒地的效率。此外，农业生产工具的品种也有所增加， 除石铲外，还有石犁、石锄、石耘田器、石镰和半月形石刀等收割工具(见图1)。由于生产工具种类的增多，逐步实现了工具的专门化，甚至出现了复合工具，即在石质工具上安装木质的柄，这样使用起来更加轻巧方便。复合工具的制造，从另一个角度说明古人在对量的认识上有了新的突破，在石斧、石镰上钻孔时，必须考虑所钻的孔与木柄的粗细如何保持相对的一致，才能达到复合的效果。在钻多孔时，又要比较一下孔的间距，1955年南京北阴阳营出土的七孔石刀，孔距十分均匀。尽管当时还没有任何测量工具，但比较一下孔的间距、大小，木棍的粗细、长短，石斧、石刀的轻重等。这期间原始的比较式的测量活动已能顺利开展。

图1 复合工具:石锄、石耘田器

从熟食到高温的利用

“火”在大自然中一直存在，只是人类社会发展到一定阶段才被利用。从“古猿”到“人”经过几十万甚至几百万年的进化，逐渐从惧怕火、逃避火，到保存火、燧取火，再到利用火取暖，防御、围歼大型猛兽、烧烤兽肉等(见图2)。从发现火到逐步认识它是大自然中存在的一个关于温度的“量”，进一步利用它去制造工具，更是一个漫长的进化过程。考古工作者发现，人类进入新石器时代后，出现了大量的陶器，甚至有了红铜制造的小件器物。先民们在最初用火烧烤食物中，偶然发现泥土经过高温烧制后，会变硬、成型，开始了制造陶器；即利用黏土制成不同形状、不同大小的器物后，再经过高温烧制定型，大大地方便了日常生活使用。在仰韶文化时期，制陶技术已逐步成熟，为后来的冶铸奠定了技术基础。

图2 先民们在烧烤兽肉

原始的陶窑构造十分简单，烧制的温度也不高。黑陶、红陶、灰陶烧成的温度在950℃至1050℃的范围内；而到了龙山文化，由于陶窑的改进，采用高岭土或瓷土烧成的白陶，窑温要求达到1200℃至1400℃。尽管温度测量直到近现代，在发明了温度计、建立了温标之后才成熟的一种高科技的计量科学，但这并不影响先民们在实践中，不断地对温度这个量在感性上有了认识:他们在烧制陶器、冶炼金属时，凭着经验的传授、目测火光的变化而逐渐学会了对温度高低进行控制。《考工记》中就有关于观察火候的记载:在铜和锡熔化的过程中，先后产生黄白、青白和青色之气后，这时便可以浇铸了。类似观察火候的方法，在《韩非子》中也有“视锻锡而察青黄色”之说。

骨针的制造

1933年，考古学家在北京周口店山顶洞遗址发现了一枚骨针。山顶洞人虽然也居住在昔日北京人居住过的地方，但时间已间隔了30多万年，这时人类的历史已进入到旧石器的第三期，即“新人”时期。出土的骨针长8.2cm，最粗直径为0.3cm，通体磨光，针尖也比较锐利(见图3)。山顶洞人在精心磨制出来的骨针的一端还钻了一个极小的孔，穿上兽皮或兽筋制成的“线”，便可以把小块的兽皮缝合成能抵御风寒的衣服了。从量的角度来分析，这期间的先民们不但会把大块的石头破碎成小块，长树枝截成短树枝，而且还会把小块的兽皮拼成大块，缝合成皮囊用于盛水，制成一定形状的衣着穿在身上，这种活动已蕴含着对总量和分量的朦胧理解。又经过漫长的岁月，在采集、渔猎活动中，逐渐掌握了利用树皮、草茎等纤维搓制成绳索的技术。随着经验的积累，又从结绳发展到利用有韧性的纤维，再经过搓捻，提高其强度，便可以编织更细密的织物了。新石器时期出土了大量的陶轮、骨锥等，说明衣着已进入一个新的时期。在甘肃辛店出土的彩陶上，绘有穿着衣裙在跳舞的人们。可见，这时期的衣着已不仅是用小块拼成大块后，随意地裹在身上挡风寒，还注意到了服饰的长短、式样。他们在缝制这类衣裙时，比较一下身体各个部位的“尺寸”已成为必要。

图3 先民们制作的骨针

「本文刊发于《中国计量》杂志　作者：丘光明┊了解更多计量史话内容，欢迎订阅《中国计量》杂志」