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1.1 人类是从什么时候开始测量长度的?

长度,即两点之间的距离,进而可以描述一个物体的长度或两地间的远近。这是我们生活中最熟悉的物理量之一,我们随时随地可以拿出身边各种各样的尺子对一些物体的长度进行测量,并得到一个结果。例如,用米尺测得某中学生的身高为1.65 m。我们已经对生活中所使用的各种测量工具以及测量过程习以为常,并不觉得其中有什么玄机。那么让我们重新审视我们的测量,并思考以下几个问题:尺子是怎么制造出来的呢?尺子上面的刻度是如何确定的呢?到底什么是1 m呢?为什么这个长度就是1 m呢?人类是从什么时候开始测量长度的呢?让我们带着这些问题,一起走进“米”的前世今生。

关于长度的概念最早是什么时候产生的,目前还缺少可靠的考证资料,所以还不能得出结论。可以推想,长度的概念应该是在人类从猿变成人的极漫长的历史过程中逐步形成的,或者说与人类的产生是同步的。

人类在早期生活中,不断对周围的自然环境进行比较认识,比如狩猎距离的远近,追击猎物的木棒的长短,洞穴的高矮、深浅等,经过长时间的对比经验积累,慢慢产生了长度的概念,这个历史过程是漫长的,不过这还是一种不确定的、模糊的认识。

到了旧石器时代,人类开始学会制造各种各样的简单石器作为工具,而且会根据不同的用途,选择不同形状和不同大小的原料,逐步打制成大小、形状不同的工具,比如砍砸器、刮削器、雕刻器、尖状器以及石锤、石锥等。在制造这些工具时,必然需要有大小、长短的概念。原始人在使用这些工具去砍伐树木、制造棍棒时,也必然涉及对大小、长短的直觉的比较,这是不言而喻的。在旧石器时代漫长的数百万年里,人类在不断认识和改造自然的过程中,逐渐积累起了长度的概念,逐步学会了进行粗略的比较式的测量。

进入新石器时代,人类开始由被动地适应自然转变为主动地改造自然和利用自然,磨制石器、陶器、农业以及畜牧业开始出现了。在新石器时代的早中期,人类在劳动、生活和分配等活动中,慢慢开始有了数的概念,逐步学会了计数的方法,“结绳记事”和“契木计时”的传说大概就是对最早计数活动的描述。对人类的发展而言,学会计数是一个巨大的飞跃。长度的测量是用数值来表示物体的长度或两点间的距离,因此原始的长度测量正是在学会计数之后才开始的。

在这个时期,人类的石器制造水平有了很大的提升,开始出现了一些大型的工具,如石斧、石锄、石铲、石镰等,这些大型工具必须装上木柄才能使用,因此被称为复合工具。在制造这些复合工具的过程中,各个零件应如何搭配,木柄削多长,石头上的孔钻多大、钻在什么位置是必然要考虑的问题。安徽潜山薛家岗发现的多孔石刀,上面有五孔、七孔、九孔、十一孔,甚至十三孔,而孔与孔之间的间距基本相等,这不可能是粗略目测的结果,必然是经过一番长度的测定和计算的。浙江余姚发现的河姆渡遗址中,出现了很多带有卯榫的建筑构件,这些相互配套的卯眼和榫头衔接得很好,说明在制作时比较卯眼和榫头的大小方圆已经是必不可少的程序了,甚至还需要比较复杂细致的长度测量才可以做到。

图1-1 安徽潜山薛家岗出土的九孔石刀

图1-2 浙江余姚河姆渡遗址出土文物

在这一时期,农业的兴起加速了社会的发展。原始人类慢慢向河流沿岸、湖泊周围迁徙,并慢慢稳定下来,开始在固定的一片土地范围内耕种,并步入氏族社会。氏族社会的出现使有关生产活动进一步社会化,社会化的生产活动必然对测量的精确度和统一性提出了更高的要求。在农业出现之前的采猎时代,人类只能从自然界获得自然产品来维持生命,食物来源极其不稳定,过着“饥则求食,饱则弃余”的生活。农业的出现改变了这种局面,人们学会自己种植来获得食物,食物来源变得相对稳定可靠,而且还经常会有一些剩余产品。在这种情况下,一小部分人开始脱离农业生产而专门从事手工业劳动,于是农业和手工业分离了,出现了一次社会劳动的大分工。手工业的独立也促进了各种生产生活用品制作的规范化,对长度的测量提出了更精确的要求。同时,随着定居这种生活方式而来的是房屋建筑业的兴起,而房屋的建造需要大量的长度测量,要建造群居部落的一些庞大的建筑,肯定需要整个氏族成员集体通力协作才能完成,这时就需要有相对统一的长度标准,进行统一的测量,选择一根树枝或一段绳子作为测量的标准就显得尤为必要。但是,在那个时候这种临时的标准往往只用在一时或一事,长短不定,用完即丢,长度测量的标准还没有固定下来。这种临时确定长度标准的情况,如今在我国一些少数民族地区仍然存在,例如云南一些少数民族盖干栏式房屋,在打桩时会用一根绳子来量取两边等长。正是由于越来越多的这种大规模的社会化的活动,促使长度测量得以发展,渐渐脱离了原始的形态。

私有制的产生,建筑业的兴起,手工业生产的专业化,社会性的生产和分配的经常化,都要求不同的人在不同时间对不同对象进行测量时得到相对一致的结果,这时包括长度测量在内的度量衡制度就应运而生了。长度工具可能产生于人们利用人体、自然物或人造物对生产生活用具的对比测量和建造房屋、宫殿的过程中。 bk/7wBzoXCXA4Cl/rux7z+KUsK7mthxhtzQpg19d2mcSpzBOHuArOayq7Sncv/gx

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