计量单位给人的感觉就像是绝对严格精准的裁判,以它本身来度量我们的世界。中国有成语锱铢必较、丝毫不差,锱与铢和丝与毫都是极小的单位,这些都表现出我们计量单位的精准要求。
可是在工艺水平低下,科学并未启蒙的古代,全世界的古人都无法以一个自然的恒定量作为标杆,那他们当时又是如何制定度量衡的?这听起来是一件神圣而又严谨的工作,可实际上以我们现代人的标准来看当时的做法可以说“随意得可怕”。
从圣人飘忽不定的身高中,可以窥见那个时期长度计量单位的混乱。这是由于当时的制定单位时所选取的标准物并不是一个恒定不变的事物。这个混乱阶段全世界的文明都经历过,我们都曾用身体的一部分作为标准物来度量世界。
不同身高的人的一拃长度分布,单位厘米。这方面精通建造巨型奇观的古埃及走在了前面,在三千多年前就已经制作了已知最早的长度标准物。埃及人也明白降低误差的重要性,特地选用了质地坚硬的花岗岩做为材料。只不过长度标准的选取就显得有些任性了,是取法老小臂拐肘处到中指末端的距离,称作腕尺。
英国人到了中世纪末期都还在没有一个准确的长度标准。他们最常用的长度单位英寸,也是整个英制单位的基础之一,最早被定义为拇指的宽度。后来,英国人也渐渐觉得这种随意的定义会导致“一百个人眼里有一百种英寸”,不利于英国的和谐统一。于是在1324年,爱德华二世下定决心将一英寸重新定义为一穗大麦上最大的三粒麦子相接的长度。
类似的事情也发生在英尺的定义上。英尺的英文写法是foot,顾名思义就是一个脚掌的长度,在19世纪以前可以是25厘米到33.5厘米之间的任意长度。那个年代的“七尺男儿”可以是175厘米的正常身高,也可以是235厘米的恐怖巨人。
德国人很不爽英国人的这种随意,他们想到一个可行的解决办法。在16世纪的时候,德国人随机找了16个从教堂里出来的男子,测量他们的脚长,把求出的平均脚长,并以此作为英尺的标准。
1790年,法国已经经历了启蒙运动的理性主义思潮,此前依靠人体部位或常见物定义的计量单位已经不能满足时代的需要了。于是法国科学院建议以地球作为标准物重新定义基本长度单位,以通过巴黎的子午线四分弧长的一千万分之一定义新的长度单位米。
看起来国际单位制的推广与普及似乎终结千百年来的单位混乱,但其实混乱才刚刚开始。1983年,加拿大航空143号班机因为燃料检测棒出了问题,但又苦于没有这种新机型的零件更换。于是机长建议先应急用手工计算燃料用量,完成航班飞行再进行维修。然而当时加拿大仍然在使用英制单位,并与公制单位混用。
作为第一批在“米制公约”上签字的国家,美国同样没有能够将国际单位制彻底推广。在英国人自己都已经抛弃了英制单位的情况下,美国却依旧我行我素地以自由包容一切。美国人的计量单位最早沿袭自英国,但独立之后他们又逐渐发展出了一套自己的独特(奇葩)计量单位系统。
美国英制公制混用的问题更是害得NASA损失惨重。NASA的火星气候探测者号斥资超过3亿美元,花了一年时间才从地球飞到火星。最后却因为控制小组的成员混淆了公制单位和英制单位,直接导致探测器坠毁,3亿美元打了水漂。