中国历代度量衡单位量值表及说明

2006.10中国计量 Email:chinametrology@263.net 46 管理篇MANAGEMENTSECTION 计量史话 中国古代度量衡萌芽于原始社会末期,产生于商 周,兴盛于春秋战国时期。秦始皇统一度量衡后,刘邦 兴汉伊始,即令张苍“定度量衡程式”,完全承秦制建 立起汉的度量衡制。到西汉末年,律历学家刘歆在秦 制的基础上制订出完整的度量衡单位体系,还创造出 用积黍与黄钟律管互相考校,定度量衡三个单位量标 准的方法,并详细论述了关于律管音频与长度成函数 关系的理论及据此的各种标准器。他的论著被 《汉·律历志》完整地记载下来,对后世产生了广泛 的影响。 所谓度量衡单位体系,包括基本单位(或主单位) 及其倍数、分数单位的名称和器具、进位关系,基本单 位的定义等,形成一个相对固定的构架。但由于多种 原因,度量衡基本单位的量值却经常处于变化之中, 还衍生出多种多样的度量衡单位。这就使史学工作者 在面对古籍中的那些含义不一的度量衡单位和由它 们组成的度量衡数据时,产生了极大的困扰。几乎所 有的史学工作者,都希望把中国历代的度量衡单位量 值贯通起来,使历史上记录的度量衡数据能用现代计量学 的概念解读出来,即有一张“中国历代度量衡单位量值 表”。 从20世纪70年代末,计量工作者和文物专家们开始 合作研究度量衡史,注重有关单位量值资料的收集整理, 在考订历代度量衡单位量值方面,取得了初步成果。现将 中国历代度量衡单位量值表(表 1)和先秦时期度量衡单 位量值表(表2)列出。 中国历代度量衡单位量值表说明 研究历代度量衡单位量值,通常采用直接法和间接 法。直接法就是对该时期的度量衡器测量考校。间接法是 对有记长、记容、记重的文物进行测量,再根据史书记载的 考校数据换算或按原来设定的条件(定义)复现。由于时代 久远、记载不详、实物样本的复杂性等因素,研究时往往要 用两种方法互相校验,使计算力求科学合理。表1中15个 时代的单位量值可分秦至东汉、三国至南北朝、隋代至民 国三段来讨论。 秦汉是古代度量 衡单位制最为完备的时期。标准器有公元前344年造的商 鞅铜方升和公元前 221年秦始皇统一度量衡时颁发的一 批秦量、秦权。经过精细检测和,得出秦 1尺合 23.1 厘米,1升合200毫升,1斤合250克。这是我国公元前三 四世纪公布的无可争议的度量衡标准单位量值。西汉沿用 了 200多年。公元 9年,又一件划时代的度量衡标准 器———新莽铜嘉量面世,这是经学家刘歆按照“810立方 分为1龠(2龠1合),容黍1200颗,黍重12铢”的关系式, 并规定器重二钧(60斤)设计的融龠、合、升、斗、斛五个独 立的量器于一体的青铜器。经实测得出:1尺合23.1厘米, 1升合200毫升,1斤合224克。这三个单位量数值,后世 称为度量衡古制 (小制)。对刘歆所设条件进行检验,810 立方分(10毫升)的容器中容不了 1200颗中等颗粒的黍, 只能容900多颗。因而改用黍的容重测算。根据1979年 《粮油标准》,黍的容重:一级品≥720克/1000毫升,二级 品≥700克/1000毫升,三级品≥680克/1000毫升。以二 级品7克/10毫升代入,20毫升黍重14克(相当于 1两), 得1斤重224克。过去认为新莽铜嘉量本身重量折算的每 中国历代度量衡单位量值表及说明 □邱隆 本期栏目主持人:葛楚鑫 表1 中国历代度量衡单位量值表 中国计量 2006.10 Email:chinametrology@263.net 47 MANAGEMENTSECTION管理篇 计量史话 斤224克,就是新莽时期的衡重单位量值。在整理单位量 值表时,又统计了两组10枚出土的刻铭记重新莽铜环权, 计石权1个、二钧权1个、十斤权1个、九斤权2个、六斤权 1个、三斤权2个、二斤权1个、一斤权1个。10个权加权平 均为246.4克:其中1组记重刻铭清晰,算术平均数为245.4 克。这个数值是直接从记重刻铭的权衡器上测得的,更可 靠,因此把每斤合245克定为新莽时期的衡重单位量值。 关于东汉时期的权衡单位量值,由于东汉普遍使用杆 秤,所以收集到的权衡资料中有铁秤锤 30个,铜权(锤)4 个,石质权两个,砝码很少。有一个鼻钮铜权,权身刻“官平 秤,鎚重一斤八两”,另一个“百一十斤”石质权,两者折算 平均每斤220克。与西汉、新莽相比下降了12%、10%。但与 新莽铜嘉量给出的每斤224克接近。据《后汉书·礼仪志》 记:“日冬至⋯⋯权水轻重,水一升冬重十三两”,以水的密 度可求得东汉每斤合246克(〔200×16〕÷13=246)。和新莽 的每斤245克非常接近。也就是说东汉沿用了新莽的权衡 量制。所以把每斤246克列入东汉权衡单位量值表中。并 联想到这种权衡量制专用于杆秤,杆秤在日常生活中使用 十分方便,不必再去做成套砝码了。而原来1斤合220多 克的砝码和天平,适用于古制(小制)权衡称量。 魏、晋、南北朝是度量衡单位量值急剧增长的 时期。关于此期间度量衡单位量值增长的情况,除 尺度值有李淳风的考校数据外,权、量方面的器物 基本空白,史籍中记的有,刘徽注《九章算术》时, 测得魏晋官斛比新莽铜嘉量增大 2.6%,尺长 4.8%。《曹瞒传》记:曹操军中行“小斛”的故事。《晋 书》记,西晋重臣裴頠上疏说,改度量先改太医权 衡,药物轻重,为害尤深。《魏书·高祖本纪》记,“高 祖废大斗,去长尺,改重秤”。李淳风在《隋书·律历 志》记:“梁陈依古,齐(北齐)以古升一斗五升为一 斗,古秤一斤八两为一斤;周(北周)玉秤四两,当 古秤四两半;开皇(隋),以古秤三斤为一斤;大业 中(隋),依复古秤。”。孔颖达在《左传正义》中写 道:“魏齐(北朝)斗秤于古二而为一,周(北周)隋 斗秤于古三而为一”。杜佑在《通典》中写道:“古秤 比今,三之一也;则今“钱”为古秤之七铢以上。”这 些论述都是对魏晋南北朝时期度量衡单位量值增 长情况的描述。由于缺乏实物数值,宜采用“间接 法”参考尺度的增长率和“古今”对照的比率对其 单位量值作合理的推算。 公元581年,隋文帝灭周建立了隋王朝,在 开皇年间下令以北周的度量衡大制统一了度量 衡。量值表中隋代量、衡的数值和北周、唐代是 承传关系。 唐代,收集到的41支尺中40支是大制尺,都在(29.5～ 31)厘米之间,考订为每尺 30.6厘米。唐代权衡实物基本 空白,主要利用45件记重金银器计算并参考了郭正忠、胡 戟两位专家的研究成果,定每两为 41.4~42克。《唐六典》 明确规定度量衡分大小二制,小制以新莽铜嘉量的单位量 值为准。大制与小制之比,尺度为小尺一尺二寸为大尺一 尺,容量与权衡都是三与一之比。今验算唐代单位量值与 新莽单位量值的比值。尺度为1比1.3,容量与权衡都恰好 为1比3,说明表列数值确为唐代大制。 宋代度量衡的文献资料详实,实物资料也齐备。首先 考订了常用尺(太府布帛尺、三司布帛尺),认为其长度为 31.4厘米。宋代学者为研究乐律,设计制作了许多乐尺、乐 量、乐秤。乐量都有设计尺寸,并和官颁太府寺升、斗有比 例关系。所以能计算出精确的宋标准升、斗的容积。太府升 的容积为22.68立方寸,合702.1立方厘米。权衡单位量 值,有三件出土的百斤标准砝码和33件记重银锭作参考。 元代尺度未见有一件元尺传于世,一些间接的测量数 据也对不上。得知元代有按官职级别颁发不同尺寸印章的 表2 先秦时期度量衡单位量值表 2006.10中国计量 Email:chinametrology@263.net 判斗 规定。于是测量了十几方元官印,计算得出元一尺合35厘 米。元代也未见有量器流传下来。《元史·食货志》记:“其输 米者,止用宋斗斛,盖以宋一石当今七斗故也。”按宋1升 容702毫升折算,元量1升容1003毫升。 明清两代,尺度和量器都有尺寸规格,权衡自明后期 始,以黄铜一立方寸重六两八钱作为衡重一两的标准。清 末,请国际权度局制造铂铱合金库平两和营造尺原器。 关于先秦时期的度量衡的单位量值,只是把收集到的 器物的实测数记上,见表2。 20世纪对度量衡单位量值考订工作的回顾 清末,吴大澂根据文献记载和度量衡文物考古资料研 究单位量值,1915年刊行《权衡度量实验考》。1924年筹建 故宫博物院,新莽铜嘉量完整地再现复出。著名学者王国 维1926年以来发表了《莽量考》、《日本奈良正仓院藏六唐 尺摹本跋》等文章,开创了用科学方法考证度量衡器物的 先河。接着,刘复、马衡、励乃骥等对王莽嘉量作了更精确 的测量和计算,求证了莽量的尺度值合 23.1厘米,容积值 每升合 200毫升,每斤重合 224克 (据台湾故宫博物院 1978年对所藏的新莽铜嘉量测量,测得器重为 13414.34 克,折算每斤合 224克。注:1928年刘复、马衡、励乃骥等 用清库平秤称得库平两数,折合每斤重为226.6克、225.7 克)。1935年 2月,古文字学家唐兰实测了合肥龚氏收藏 的商鞅量。确证由商鞅量所代表的战国时的秦尺度,与刘 歆铜斛尺同长。至此,一致确认了我国从战国中晚期到秦 汉时期的度量衡单位标准量值。特别是把 23.1厘米为一 尺确立为我国古代长度单位量的标准值是非常重要的。因 为各个时期的尺度值,都与它建立有比率关系。20世纪30 年代初,时任全国度量衡局局长的吴承洛,主编《中国度量 衡史》(1937年出版),书中列有标志度量衡发展成果的 《历代度量衡单位标准变迁表》,长期为史学界参照使用。 但是,著者着重于文献资料的依据和推算,忽视对实物的 检测和已有考校的成果。过多地承袭了吴大澂用古玉器、 古钱测算古尺的方法,以及凭借一些传说的尺度值承传关 系而推算。因此,表中所列黄帝、虞、夏、商、周、秦、汉的尺 度值都是虚拟的。历史学家杨宽从文献记载中收集到周、 汉、三国、两晋、南北朝、隋、唐以至宋、元、明、清的 50多支 (种)尺度资料,考察它们的来历和尺度值,对已有的研究 材料和实物佐证作出评价,1938年出版了《中国历代尺度 考》(1957年出修订版)。文博专家罗福颐自20世纪30年 代开始研究度量衡器制,他收录商代、战国、新莽、东汉、三 国、南朝、唐、宋明清尺度的拓本、摹本 40多件,注明每一 件尺的尺度值,并于1941年编印了《传世古尺录》(1957 年出版《传世历代古尺图录》)。 20世纪50年代,国家开始进行大规模的文物保护管 理和考古发掘工作。许多宝贵的度量衡文物出土、被发现, 并很快被整理、考校、研究、公布出来,为考订各个时期的 度量衡单位量提供了丰富的资源。比如,在甘肃、陕西、山 东、山西、江苏、内蒙、辽宁、河北、河南等地出土了秦铁权、 陶权、铜权29个。文物专家高至喜的《湖南楚墓中出土的 天平与法马》一文,介绍了在湖南境内整理发掘了两千座 楚墓中,101座春秋末至战国中期的墓中,15座出土有楚 国称量货币的小天平、天平杆、铜盘;99座墓中有铜砝码 389个。选择完整的成套砝码称重计算,1斤合250克,1两 15.6克,1铢0.65克。考定了从春秋末到战国中期楚国的权 衡量制和单位量值。沉寂了30年的商鞅铜方升在20世纪 60年代复出,藏于上海博物馆。这件旷世瑰宝,是我国最早 的长度和容量标准器,经上海市测试技术研究所用精密测 量仪器测量,测算结果:计算容积为202.15立方厘米,每寸 长为2.31厘米。1966年陕西咸阳塔儿坡出土战国·魏的“安 邑下官铜钟”,钟上有两次记容刻铭。第一次是魏国造器时 在腹部刻“一斛斗一益少半益”,另在颈部刻:“至此”两字; 第二次是秦国得此钟后重新标记容量值,在唇部刻“十三斗 一升”。现用水测量两次标线时的容量,按刻铭折算,魏国1 益合225毫升,秦国1升合201.5毫升。1972年和1975年, 分别在湘潭、瑞安出土了两个一百斤的北宋铜砝码:熙宁铜 砣和嘉祐铜则,收藏单位都写了鉴定文章。唐代可作为定衡 重单位量值的器物基本空白,1970年10月,西安何家村出 土窖藏金银器270件,再加上1956年西安大明宫出土的银 锭等,计有记重刻铭的金银器四五十件。1986年,文物专家 朱捷元写了《唐代金银器、银锭与衡量制的关系》,为考订 唐代衡重单位量值,提供了参考。 与此同时,许多文博考古学家、专业史学家、古文字学 家都对出土或者传世的文物(包括度量衡文物)上、古书文 献中涉及到的度量衡的问题进行了悉心研究,发表了许多 有分量的论文,其归结点都落笔到单位量值上。中国科学 院考古所两位专家:陈梦家写了《亩制与里制》、《战国度量 衡略说》;曾武秀写了《中国历代尺度概述》。古文字学家朱 德熙、裘锡圭发表了《战国时代的‘ ’和秦汉时代的 ‘半’》、《战国记容考释四篇》、《洛阳金村铜方壶之校量》等 文,经常指导我们释读古器物上的古文字。古文字学家商 承祚先生 1965年发表的《秦权使用与辨伪》一文,引起了 “秦权是砝码还是秤砣”的讨论。青铜器专家马承源先生写 的《商鞅方升和战国量制》,提供了11件战国记容量器的测 量数据。研究祖国农业遗产和农业史的专家万国鼎先生发 表了《秦汉度量衡亩考》、《唐尺考》等论文,对秦汉和唐代的 48 管理篇MANAGEMENTSECTION 计量史话 (下转第76页) 2006.10中国计量 Email:chinametrology@263.net 计 度量衡单位量值作了详细的考订,对有些度量衡著作和文 章中关于考订“单位量值”的偏颇和错误,进行了剖析,并 提示改正。经济史学家郭正忠先生,1993年出版了《中国 的权衡度量》(三至十四世纪)。该书论述了从汉魏到唐宋 的度量衡制、单位量值、器具型制及使用,度量衡行政管 理等,引证了大量的古籍文献资料,尤其是对宋代的度量 衡的单位量值,考证详尽。唐史学家胡戟发表了《唐代度 量衡与亩里》,利用各种资料详细考证了唐尺、量、 衡、亩、里的单位量值。经济史学家吴慧的《中国古代商业 史》每章最后都附有度量衡单位量值表。文物专家罗福颐 1964年汇编了《古代量器小考》,将收集到的战国、秦、西 汉、新、东汉、晋、隋代的量器和记容器 48件,进行整理, 释读铭文,测量容积,计算单位量值,研究量制的变化,并 有器物图片和铭文拓片,注明馆藏单位,列有测量数据的 比较表,使度量衡实物和文献史料的研究浑然一体,成为 用现代方法研究度量衡史的蓝本。1978年,《文物》杂志 发表了伊世同的《量天尺考》,该文介绍北京古观象台联 合调查研究小组,在南京紫金山天文台,发现了明初天文 尺 (俗称量天尺)的残存刻度,经精密检测,得一尺长 245.25毫米。据史籍记载:明量天尺,实即经宋、元承传 隋、唐小尺,前身为后(北)周铁尺(据李淳风考校,后周铁 尺“实比晋前尺一尺六分四厘”〔24.578厘米〕),在刘宋时 已作日常用尺,后传入宋、齐、梁、陈作天文律尺。在长达 一千三百年的使用期间,承传误差约半毫米〔245.78- 245.25=0.53毫米〕,这在中外度量衡史上实属罕见。1981 年,国家计量总局、中国历史博物馆、故宫博物院联合主 编出版了《中国古代度量衡图集》,对汇集的 260件度量 衡文物,都测算了单位量值。1992年丘光明女士编著出 版了《中国历代度量衡考》按各个时期分别度量衡梳理了 单位量值,并列出《中国历代度量衡量值表》(初稿)。 (作者为本刊《计量史话》栏目编辑) 计 函数会自动调整大小以匹配连接的输入数组维数。也就 是说,如果将一维数组连接到ArrayIndex函数,那么将显 示一个索引输入,同样,如果连接二维数组,那么它将显 示2个索引输入———1行1列。将采集到的数据进行分离 后,即可将数值连接到数字控制器在前面板上进行直观 形象的显示。在这个框图中,用于实现程序自动循环采集 的函数是While函数。此函数重复执行代码片段直到满足 某种条件为止。它如同传统语言中的DoLoop循环。 2.数据存取和打印 根据实际的工艺,我们把流量和差压等信号分 单元进行存取。在保存时,笔者使用数据记录Datalog文件 形式,将采集的数据、起止时间以及采集次数等参数自动 保存到所选择的文件中。具体的实现方法是,首先在最外 层使用帧顺序结构函数来实现文件路径的数据流传递。 用它来控制节点的执行顺序,节点之间不用连线连接。将 最先执行的代码放在帧0边框内,依次类推。在保存采集 次数、时间等参数时,因为是以字符串的形式保存,所以 应用函数将数字转化为字符串。而具体的结构和循环主 要使用带寄存器的While和Case结构来完成。 数据查询是历史信号追忆的前提,如果不能从历史 文件中检索到用户想要的信号数据,记忆显示就无从谈 起。在历史数据的查询时,首先要确定读取哪一组保存 的数据,然后再选择读取某一个或几个参数,最后以这 几个值为条件进行查询。 3.图形显示 对所采集的波形进行显示与处理是LabVIEW的另 一个突出的优点。它所显示的图形形象直观并且可以附 加一些个性化的特征。例如,显示的时间和波形位置可 任意选择并配以时间和幅度光标。 用图形的形式显示测试数据与分析结果,可以看出 被测试对象的变化趋势,使虚拟仪器的前面板更加形象 直观。波形图(WaveformGraph)的主要特点是可以设置个 性化的外观,可以设置它的数据格式和准确度,可以对 图形进行任意的放大与缩小来满足实际的需要,可以选 择不同的曲线样式和颜色来区别不同的曲线,此外,利 用游标还可以准确地读出曲线上任意一点的数据。 使用LabVIEW设计的此套采集系统,通过现场测试 具有良好的运行能力。同时由于LabVIEW自身的优点, 使得本套系统具有界面形象直观、调试简单、易于学习 的特点,极大地方便了使用者。 四、结束语 LabVIEW作为一个图形化编程软件,是开发虚拟测 试系统的一种功能强大、方便快捷的编程工具。使用 LabVIEW开发环境进行仪器系统的设计、测试,可以减 少系统的开发时间,降低成本,还可以提高编程效率,并 达到良好的使用效果。实践证明,利用LabVIEW开发的 本系统较为完美地完成了对所采集信号的形象显示和 带有起止时间的自动保存,以及对历史数据的查询和报 表的打印等功能。 作者单位【山东省青岛市产品质量监督检验所】 76 技术篇 TECHNOLOGYSECTION IT与计量 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 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