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【数学故事】长度单位的来历

作者:admin    素材来源:原创    点击数:    更新时间:2015/6/10

 

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米、厘米、英寸……它们是怎么来的呢?阿呆怎么也想不通,于是他决定去拜访知识渊博的数学老师马老师。

马老师告诉阿呆:全球现行的长度单位主要包括公制和英制。公制的长度基本单位为米,为欧洲大陆及世界大多数国家所采用;英制的长度单位主要包括英寸、英尺、码、英里,主要为英联邦国家所采用。我国是使用公制的国家。

马老师让阿呆坐下来慢慢地听,关于长度单位的来历还有很多故事呢。


公制的来历

最初建议使用公制式的是法国人拉格朗日。1791年,具有革命思想的著名科学家拉格朗日,在法国大革命胜利后,被选为法国度量衡委员会主席。在他的推动下,法国当局规定:把经过巴黎的地球子午线(也称经线,是地球表面连接南北两极的大圆线上的半圆弧)全长的四千万分之一定义为1米。

之后,法国度量衡委员用铂铱合金制成了一根标准米尺(即米原器)存档。此棒被安置在巴黎近郊的国际度量中心,并被保存在零摄氏度之下。

随着科学技术对于长度标准的精确度越来越高,米原器开始逐渐显得不能适应科技的需要了。于是,一种更加精确且不会损坏的自然基准开始应运而生。经过几次修订,最终,1983年,国际计量局又重新定义了米的标准。即:真空中的光,在1/299792458秒内通过的行程长度为1米。这个标准被一直沿用至今。


英制的来历


英制的来历相对来说就有趣多啦。英尺foot在英文中是“脚”的意思,原来1英尺就是一个成年男子脚的长度。在整个欧洲大陆,人们差不多都是用这种长度单位。

可是人脚的长度是因人而异的,必须规定一个标准的脚长才好。这件事是德国人在16世纪完成的。方法非常简单,他们在一个礼拜天把最先从教堂里走出来的16个男子留下来,让他们站在一起,然后把这些人的左脚长度加在一起,再除以16,求得一个平均的脚长,这就是“标准合法英尺”,即1英尺的长度。

而英寸在荷兰语中是“大拇指”的意思,它的长度等于一节大拇指的长度。不过人的大拇指同样也是长短不一的,也要规定一个“标准合法英寸”才好。这个标准是14世纪由英皇爱德华二世颁布的。它的规定简单而特别,从大麦穗中间选择三粒最大的麦粒并依次排列成一行的长度就是1英寸。


中国的长度标准

在远古时期,人们喜欢使用身体来定义长度标准。在中国,情况也基本类似。

唐代时,便以唐太宗李世民的双步(左右脚各迈一步)为尺寸标准,叫做“步”,并规定三百步为一里。一“步”的五分之一为一尺。唐代的一尺约合现在的0.303米,一里约合454.2米。

史书记载,远古时期,人们便“布手知尺”“身高为丈”“迈步定亩”。古人中指中节之长被定义为一寸,直到现在,中医的针灸中还在沿用这个长度标准。

中国最早的长度标准实物是安阳殷墟出土的商尺。这支骨尺由兽骨磨成,尺长17厘米,上面标刻着等长的十个单位。由于史料的缺乏,这根骨尺的原始标准不知从何而来,但根据古人制定长度标准的经验,很有可能是哪位老祖宗的手掌长度。

到了春秋战国时期,各国诸侯纷纷定义自己领土内的长度标准。这个王的手掌,那个王的小腿,纷纷派上用场,搞得中华大地长度标准极为混乱,给国与国之间的交流造成了极大的不便。待到秦始皇统一中国时,其他王侯的身体部位才开始退出历史舞台,统一使用秦国的长度标准。