The history of Scales and standard System of Weights
天平和砝码标准体系的由来(上)

(译文 中国衡器协会 生晓辉)

    至今没有历史资料表明称重科学起源的确切时间及何时人类发明了天平与砝码的标准制。然而，我们知道，称重与计量即使不是最古老的科学，也是如同艺术一样贯穿几个世纪并持续使用的古老科学之一。
    一台小型等臂天平被发现于埃及的一座史前的古老墓穴中，年代大约在公元前5000年前，它也被公认为是迄今为止发现的最古老的天平。这台被使用了7000年的小天平由红色石灰岩雕刻而成，长度不到3.5英寸。
    除了圣经，没有什么能更好的为度量衡之于人类的重要性提供参考依据了。几乎从第一页就揭示了上帝指引人类要使用“公平的天平，公平的砝码”。在申命记中，摩西提醒上帝指挥的以色列人：“你囊中不可有一大一小两样砝码；你家中不可有一大一小两样的升斗，应当用对准公平的砝码，公平的升斗，这样你才能有一个完全的、公平的衡量。”（申命记：25:13－15）
    从最开始，原始人为了交换物品就懂得了对于标准的需求，这就像他们做了一件很自然的事情，他们采用自己的身体作为初始测量工具。他们发现自己的手臂可以进行粗略的但是可以满足长度测量的需要。在他们身体上逐渐发展出来一些计量单位比如：手指，拇指，掌宽，掌长，一虎口长，一肘长，一码（肚脐到手伸平指尖的长度），一丈长（双臂展开的长度，从头到脚的长度），一尺（脚掌长度），步伐跨度，这些方法如此的方便以至被持续使用了几个世纪；尽管这些方法显然呈多样化，但是其中一些直到今天仍被使用。

Evolution of Weights
砝码的演变
    然而，砝码并没有那么简单。人类不可能设计出这种通过身体的部分测量就能决定砝码重量的方法。人体也不可能显示出一个对于重量判断的直观数字。为了对比砝码，人类早期仅仅通过“举”的意识来判断——这种很随意的方法在商业活动中几乎是无用的。
    因此人们转向了自然界。如谷物的种子与石头这些自然物质提供了最早的测量标准用来进行称量，包括人体的称重和货物交易。古希腊和罗马人用小麦的种子作为一个单位来称重测量其他与之相当的物质，这种方法发通常用于物物交换或者贸易。举例来说，农民带着他的农产品去卖，这些农产品是以小麦的重量作为砝码标准。阿拉伯人改进了这些技术并且利用金银和宝石建立了砝码标准。阿拉伯人提高测量技术并建立了金、银及宝石的称重标准。
    其他谷物和植物的种子也被选中。在印度，芥菜种子就用来计量金子的重量，甘草的种子和角豆树的种子也曾被使用过。角豆树的英文单词的衍生出了克拉这个词汇，直到今天仍被作为衡量金和钻石价值的单位使用。
    最终，石头取代了种子作为砝码的标准。在古巴比伦的拉伽什发现了最早的标准砝码单位是迈纳，这就追溯到了公元前2400年。这个梨状的石头有4英寸高，1.5英镑重。显然，没有砝码的话，这台最早的埃及天平毫无用处，所以，古巴比伦的迈纳当时必定被作为某种衡器的标准砝码使用过，即使我们没有找到这台衡器。
    砝码的演变并不像衡器那样具有戏剧性，因为砝码只是一个比对标准的建立。对于这个标准，或大或小的单位都可能源于某个特定部分或者基本单位的多样性。甚至于最精确的现代砝码都与 几千年前的古砝码十分的相似。区别仅仅是在这些单位被定义的精确程度不同以及它们之间的准确率也不尽相同。事实上，迈纳可能在现如今最先进衡器实验室的架盘天平上仍被使用着。

Evolution of Weighing Scales
衡器的演变
    不同于砝码，天平的历史是值得我们关注的。今天的现代化计算机称重系统与古尼罗河发现的它的前辈毫无相似之处。
    历史资料表明古埃及和古巴比伦的天平都是粗慥的。古代的天平工具是一个两头和中间有孔的木横梁。一条绳索穿过中心孔来支持横梁，托盘被穿过两端的绳子吊起，就这样组成了一台天平，这个设计叫做等臂天平。靠一端盘子中的物料重量来平衡另一端的物料重量，中心扮演着支点的角色。
    从首台埃及天平到罗马时代，等臂天平是当时仅有的天平。出现在基督出生的时代罗马的杆秤成为了有史以来第一个在天平历史上的新的原理创新。
    当我们在思考古埃及、古巴比伦和古希腊的这些杰出成就时——金字塔，间带有运河、下水管道系统的大城市、拥有众多船只的舰队，先进的数学和天文学——我们很想知道为什么他们没有在称重这样重要的技术领域发现新的原理呢。然而原因很清楚：等臂天平一直是精确称量的方法。
    求知欲一直是伟大科学发现的主要动力。文明生活方式的发展需要称重计量的标准。在人类之间，若没有一些参考或者比对的形式用来进行可视的平等性交换，就不可能有大规模的商业。第一台古埃及天平已证明了目的性的标准要比单纯人类的感觉更加必要，离开了度量衡制度，商业也不可能从易货的制度上取得进步。
    称重科学依靠标准单位进行精确的对比。因为各种各样的影响，标准砝码起源和发展在历史上时快时慢，变化复杂。在我们下一个部分，我们将回顾标准砝码的影响和变革。

参考图书：
    1、《圣经》；《新美国标准》。
    2、《称重计量史》，费尔·S·泰勒，检疫员，佛罗里达部门，农业，衡器期刊，1950年1月。

（本文译自美国杂志《Weighing and Measurement》2011年第2期）