「計量單位進化史」讀後與筆記 (一) 單位的起源

「計量單位進化史」讀後與筆記 (一) 單位的起源

「單位」之事大矣!

[前言] :

「單位」對每個人來說，是習以為常的觀念，用得理所當然，試想一個人以一米七之軀，住在十平方米之臥房中，早起後花五十元在超商買了一杯兩百立方公分的咖啡，開十分鐘車，到兩公里外的辦公場所上班等日常生活情境，如果拿掉「單位」，就不知所云了；就工作而言，士農工商等三百六十行，也都離不開「單位」，「單位」之事大矣!

如果細想，我們會碰到各種有趣的問題: 為什麼英制單位的換算這麼奇怪？為什麼中國古人的身高在不同朝代似乎不一樣？中國古代為什麼有兩種「億」？為什麼品質的基本單位是「千克」而不是「克」？為什麼圓周率的平方和重力加速度的值這麼接近？為什麼美國不用公制單位？為什麼中國的市制單位和公制單位這麼容易換算？為什麼要對國際單位制進行重新定義？

這一連串問題，都可從宋寧世先生所著《計量單位進化史：從度量身體到度量宇宙》得到答案。[1] 而這本書從歷史、科學、趣味知識與工具書等多個方面，對「計量單位」這一看似無比熟悉、實際上卻蘊含著無數奧秘的話題，做一個全面的介紹。書中會講述計量單位的「前世今生」，剖析與每個人的生活息息相關的米、千克、秒背後的故事，也會把上面這些問題的答案一一道來。

通過本書，你不僅能瞭解人類從度量自己的身體到度量整個宇宙的計量單位進化史，也能瞭解許多課堂上學不到的科學「冷知識」，你會對這些從小到大使用了無數次的單位產生全新的認識。

[筆記]
第一部分 從原始社會到科學革命
第1章 萌芽中的計量
1.1 單位的起源
在日常生活與學習中，常會碰到單位與計量的問題；從歷史上來看，人類在狩獵、採集生活中，逐漸形成了「數」的概念，考古學家能確定人類最早的計數證據，誓約距今四萬四千年前。在南非發現的狒狒小腿骨上的缺口，很明顯地具有某種目的計數功能。

計數的產生需要一、能區分單數與多數，二、對事物歸類，也就是原始「單位」思想。對原始人類來說，激發計數的靈感，很自然的是參照雙手的十根手指，進一步的創舉，是雙手手指用完後，以十為特殊符號，進而已「十個十」為百，「十個百」為千等，逐步拓展，原始人的單位觀念得到進一步提升。

由於有些東西如水不可數，有些如蘋果可數，因此歸類很關鍵；要認識不可數事物，可轉化為可數的事物-如桶，但如容量未知，則可用不同大小水桶，倒進倒出，如此用一個基準物重複操作，如反複盛水，用同一把尺首尾相接度量，將不可數的量，反復操作「次數」的過程，就叫作「測量」。對不可數事物，產生一種「基準」的思維。將不可數事物的大小可轉化為基準物的倍數，或者說「多少」。

在這個測量的過程中，所選的基準物體就是實質上的「單位」，並且運用「複製」與「循環」的觀念，同時利用抽象的符號 (刻痕、結繩記事到文字)來記錄「複製」與「循環」的次數。這種控制的理念，代表了單位和測量的發端。

對於原始人類，先學會把某單位量倍數計數來測量，但待測量比單位量小時，則需要用到分割的觀念，而較容易掌握得做法，是以一個較小的量作為新單位，如較「桶」小的叫「罐」，兩者可以有關係，也可以完全沒有關係

自然界的時間無疑給了人類量測的靈感，感受到時間是連續而可分割的不連續量。發現大自然的晝夜交替，恰好是一個規律、整齊、統一的基準量度，而定義「一天」，然後定義與晝夜間隔有關連的時間，同時對於測量而言，時間是一個根基性的量，可以說時間是萬物測量之始。人類最容易認識的時間是天，再由天體規律得到月和年，進而制定詳細的曆法，但嘗試測量較短時間時，往往取了新的名稱，全世界一天的劃分多不是十進制，直到現在，我們依然把比一天短的時間叫作時、分、秒等，而不是按「幾分之幾天」來理解。

[1] 宋寧世，《計量單位進化史：從度量身體到度量宇宙》，人民郵電出版社，北京 (2021)。