一、始皇一统
秦始皇是中国历史上第一个皇帝(三皇五帝之尊号一人俱用),创造了历史上不少第一,使中国在许多方面得到了统一。
秦朝在全国推行郡县制的同时,还统一了文字、货币、度量衡。
秦始皇统一六国前,各诸侯国的长度单、重量单位、体积单位都不统一,商鞅变法以后,全国统一了度量衡。规定1标准尺约合今0.23米,1标准升约合今0.2公升。统一斗、桶、权、衡、丈、尺等度量衡,要求秦国人必须严格执行,不得违反。从秦朝开始,历朝度量衡都全国统一,一直沿袭至今。
然则度量描摹和标识把握这个世界从什么时间开始的呢?
二、从穴居野处到有组织的仰观俯察,先民的观象授时 点亮社会文明
“時”字由“日”,“土”,“寸”三个字组成,相信上过九年义务教育的人都应该明白这三个字的意思,“日”指太阳,“土”指地球,而“寸”指度量,“時”即表示地球相对太阳之间的度量。
其实我们的篆体“時”更好地表达了这个过程。左边部分指天上的日,右上部分指脚下的地,右下部分指用手刻画太阳通过竖起的长杆照在地上的影子。
于是两个问题产生了,一是为什么要对日地进行度量。二是怎么度量?
先回答第一个问题:对日地进行度量,是为了观象授時。华夏先民率先进入农耕社会以后,人们需要知道在什么时候进行播种,什么时候进行收获,要不然错过了春播,秋天就得颗粒无收了。
那么该怎么观象授時,怎样去度量呢?
华夏先圣伏羲通过观测阳光下的树影,发现了不同的季节阳光下树影的长度及角度在不断变化,于是发明了圭表测影的方式来计算地球围绕太阳运行的规律,并发现了四个极值点,即冬至(一年里日影最长点)、夏至(一年里日影最短点)、以及两个中分点春分和秋分。
实际上左边这张示意图还不准确,因为太阳的运动不是一个平面的,而是三维动态的,正确的示意如下图所示:
通过这张图大家能发现什么?直角三角形有了,重差法有了,勾股定理也有了!还有闻名世界的八卦!
现代科学的基础就是数学,而我们的祖先至少在商代之前就已经掌握了这些数学模型和方法。
很震惊,是不是!现在大家应该明白了为什么中国人的数学天赋比较高了吧,因为这是一种祖传了几千年的能力!
根据该模型,从年始到年终,太阳沿黄道日行一度,周而复始,周行365.25天,一年刚好是365.25天。几何学中圆周为什么是360度,365.25天取整而来。
此外,华夏先贤还能通过此数学模型来计算太阳距离地球之间的长度。
在中国最古老的数学著作《周髀算经》中,就有讲述西周时期(约公元前1000年,即3000年前)的“畴人”,如何运用勾股定理进行日地距离测量的故事。这是世界上有关于勾股定理的最早文字记录,即“勾三股四弦五”,也被称为“商高定理”。大家有兴趣可以自行网上搜索。
此外,《周髀算经》中还记录了四季更替、气候变化,并且推理出南北有极,昼夜交替的原理,这些都为农业生产提供了依据。自此以后,历代数学家无不以它为参考,在它的基础上创新和发展,后来又发展出了《九章算术》、《海岛算经》等数学著作。
所以数学和历法是怎么来的?是先有需求的驱动,不大可能是凭空想出来的。进入农业文明后,为了农业生产需求,华夏先圣通过天文观测,用最原始的天文工具“圭表”及“规矩”来进行天文计算以确立历法, 从而指导民众进行农业生产,所以大家现在应该明白《伏羲女娲持规矩图》的深意了吧!
到了唐朝,华夏天文学以及数学的发展更是登封造极。
根据《新唐书》记载:唐朝国子监设立算学,分为两个专业,每个专业15人。
第一个专业,侧重于理论,主要培养数学、天文学方向的研究型人才。主修《缀术》、《缉古》两部教材。《缀术》是祖冲之的著作,学时四年;《缉古》,则是唐朝数学家王孝通的著作,学时三年。这两部书,代表最新数学成果,是难度较高的教材。
另一个专业,侧重于应用,主要为工程技术、经济、军事等领域培养专门人才。主修《九章》、《海岛》等应用性教材。比如,《五曹算经》分为田曹-即土地、兵曹-即军事、集曹-即贸易、仓曹-即仓储、金曹-即钱粮等五个部分,是解决民生经济和军事经济中的实际问题的,类似当今的微观经济学或者会计学;《海岛算经》主要应用于工程建设、地图制作和军事领域。
除了国子监,唐代的国家天文台,也拥有自己的天文历法学院。该学院下设三个专业:1、历算专业,专门学习历法编制的专业知识,学制8年。
1、天文专业,专门学习天文观测知识。
2、漏刻专业360人。这个专业,属于纯粹的职业技术教育,专门学习古代时钟技术及其运用方法。
经过汉唐,到了宋元时期,各项科技更是蓬勃发展,并随着后来的蒙古西征,传播到欧洲,其中最主要的科技成就及传播路径如下:
三、先秦关系民生国计的度量衡大观
除了数 离散物质时的数目及其记法运算,比如石头。还有更重要的连续量 计以单位,便于量度交易。
度量衡分别计量物体长短、容积、轻重。从出土文物看,在八九年前的贾湖文化已经有了高度成熟的测量技术了。贾湖骨笛,从纯粹乐器的角度说,它能吹奏出七声音阶,没有精准的测算计量,是不可能做出这样的笛子的。而更有研究者发现,贾湖骨笛是原始圭尺,是测量节气日影所刻而得,反映的是律与历天与地的关系,那就更不得了了。
有了度量衡,还有一个统一标准的问题。丘光明《中国古代度量衡》认为,这统一度量衡在大禹的时候就已经开始了,否则,难以指挥大规模的测量活动,而大禹治水,几乎跨越了整个黄河长江流域,没有统一标准,谁知道该挖多深的沟呢?而《史记·夏本纪》说,大禹“声为律,身为度,”这也可以作证。这也侧面说明,夏朝是统一国家的开始。《尚书·虞书·舜典》说: 舜“协时月正日,同律度量衡”,大禹治水的时候,是受命于舜的,说是舜统一度量衡的,也说得通。 《国语·周语下》说: “《夏书》有之曰, 关石和钧, 王府则有。”《礼记·明堂位》说:“周公···朝诸侯于明堂,制礼作乐,颁度量,而天下大服”。商代的记载没有,但有出土的骨尺牙尺,可以想象,统一的度量衡也是存在的。 西周的分封制把周的文化以及制度带到黄河长江流域,随着诸侯势力的壮大以及周王室的削弱,礼崩乐坏之下,各诸侯国的货币固然不一样,度量衡制度也开始有了差异,有些诸侯国像齐国,一国之内也有差异,齐国大夫田氏为了争取民心,采取了“大斗出、小斗进”的做法,这样,齐国的“斗”就有两种。 秦始皇统一六国后,很自然地采取了统一文字货币度量衡的措施。与之前的统一不一样的是,秦政府还做了大规模而有效的宣传,把统一文字度量衡的诏令刻在量器上,刻在衡器上,通告全国,使到统一的标准深入人心,虽然秦的统一只有短短十五年,可是这统一的度量衡标准遗址延续到两汉以后,出土的汉代方斗折算出来的“尺”的长度和“升”的容量与商鞅方升的数据是一致的,可见秦制度量衡的影响之深远。
在古人眼里,“律度量衡”是有一致的有联系的。一定口径的律管发出一定音高(比如黄钟)所需的长度是一定的(九寸),以此为据,黄钟律管的长度九十等分为一分,十分为一寸,十寸为一尺···得出长度计量标准,为了便于人们掌握这个长度标准,古人还找到了一种谷物“秬黍”,它通体浑圆而规整,一黍刚好是一分,十黍就是一寸,现在人们还可以通过实物验证,十黍长度刚好2.3厘米左右,与战国秦汉的一寸吻合,可见这参照物的可靠。黄钟律管的容积为一龠,两龠为合,十合为升,十升为斗,十斗为斛,由此得出容积计量标准;黄钟律管所容的“秬黍”,“一龠容千二百黍,重十二铢,两(两者,两黄钟律之重也)之为两。二十四铢为两(二十四铢而成两者,二十四气之象也。)。十六两为斤。三十斤为钧。四钧为石。”由此而得出重量的计量标准。就这样,“律度量衡”就有机地统一联系起来了。《尚书·虞书》记载“舜···同律度量衡”,就是说,在夏朝之前,人们已经发明了这种联系制度了。以黄钟为首的十二律管按照一定的要求插在地下,通过“吹灰候气”还可以准确提示十二月份。所有这些,体现了古人对天地万物的了解至深至细,天地人合一可不是一句随便说说的空话大话。 这些,地中海沿岸是怎么样的?
商代以前古代测量简史
秦文物中秦始皇统一度量衡的诏书“廿六年,皇帝尽并兼天下诸侯,黔首大安。立号为皇帝,乃诏丞相状绾法度量,则不壹歉疑者,皆明壹之 。”
参考资料:
1、《为什么度量衡这么重要》,长安今何在
2、《四部备要.周髀算经》
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