測量的故事 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

內容簡介

　　自有文明以來，測量就一直是詮釋社會、政府和進步的助力。當分割土地、種植莊稼、建造宮殿、貿易商品、徵收個稅、保存記錄和慶祝節日時，都必須將長度、麵積、體積、角度、重量、價值、語言和時間量化和係統化。現代社會中，測量已經擴展到收銀機、通信衛星和大腦掃描儀。它通過檢查、利率、選舉和民意測驗等手段，幾乎規範著我們生活的各個方麵。

　　本書全部用插圖概述的方式解釋瞭測量單位和測量儀器背後的意義，並說明如何在電子、地球和星辰等物質世界以及人體和意識中使用測量。

　　本書有的是迷人的曆史，有的是前沿的科學，共同探索瞭從溫度、地震和放射，到音樂、血液和社會觀念等一切可以測量的對象，以及法國大革命期間米製的起源。它帶領讀者領略從已知世界邊緣的哈勃望遠鏡圖像，到意識深處的智力測驗的故事。

作者簡介

　　安德魯·魯濱遜，著有暢銷書《喚醒沉睡的文字》(The Story of Writing)和阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）、托馬斯·楊(Thomas Young)和薩蒂亞吉特·雷伊(Satyajit Ray)等受歡迎的名人傳記。他曾任泰晤士報高等教育增刊（The Times Higher Education Supplement）文字編輯，現在是劍橋大學沃爾森學院（Wolfson College, Cambridge）訪問學者。

目錄

引言 1

第一篇 測量的含義 12

第一章 米製的由來 14

古希臘人對地球的測量·經緯度·地球形狀的研究·測量米·國際米製化進程

第二章 數字與數學 26

計數與會計·算籌，結繩與算盤·古代數字·數基·零和無窮大·坐標·幾何學·黃金分割·分形·數學：自然科學？人文科學？

第三章 常用單位 40

重量與密度·長度與距離·麵積與體積·角度·貨幣與價值·時間

第四章 儀器與技術 58

準確度和精密度，誤差和不確定度·一根繩子有多長？ ·望遠鏡·顯微鏡·溫度計·氣壓計·地震儀·蓋革計數器·光譜儀·激光器·國傢計量機構

第二篇 對自然的測量 74

第五章 原子 76

原子與量子論·原子鍾·放射性與同位素·元素周期錶·離子與化閤價·化學濃度·酸堿度·體積與壓強·溫度與能量·質量與韆剋基準·材料、應力及應變·輻射與顔色·相對論·聲音·電和磁·納米技術

第六意 地球 100

羅盤·土地勘測·衛星·氣象與大氣層·風暴、颶風和龍捲風·閃電·氣候變化·地質年代·闆塊構造論·地震·海嘯·火山·礦物、鑽石和黃金·物種

第七章 宇宙 130

日心說·行星運行·月球·行星·太陽·恒星·彗星·黑洞·自然界中的常數·宇宙膨脹及大爆炸

第三篇 對人類的測量 150

第八章 思想 152

語言·詩節韻律及韻律分析·旗語和莫爾斯電碼·文字係統·速記·紙張大小和圖書開本·圖書與圖書館分類法·字體排版·攝影·計算·工具、釘子及螺絲·音樂與歌唱·IQ和智力

第九章 人體 170

人類基因組·血液·醫學掃描·眼睛與鏡片·身體質量指數·卡路裏和食品添加劑·酒精含量·空氣質量與花粉量·防曬係數·醫學處方·疾病潛伏期·疼痛·壓力因子·紡織品與托格值

第十章 社會 188

日曆·時區·郵政編碼·民意調查·人口普查·ID、真相及謊言·種族·軍銜·槍支口徑·經濟學·彩票與賭博·體育與比賽·集閤名詞

後記：萬物之尺 206

延伸閱讀 212

圖片來源 214

索引 216

精彩書摘

　　國際米製化進程

　　從法國大革命到1960 年引入國際單位製（SI）的一個半世紀裏，米是通過保存在巴黎附近塞夫勒的國際計量局的金屬尺長度來規定的，其復製品已分發給各國的國傢標準機構。在1889 年，用緻密的鉑銥閤金製造瞭一個新的原型尺。該原型尺橫截麵為X形，目的是使得支撐良好時，下垂和變形最小。在兩端的拋光麵上有細的水平標綫，適閤用韆分尺進行可視設置，較粗的垂直綫則用於監測在0 ℃ ~20 ℃範圍內的金屬膨脹。標準長度始終在0 ℃下測量。

　　這種金屬尺的缺點很明顯。在20 世紀的上半葉，科學傢們想盡各種辦法，尋找用光波波長重新定義米長度的技術，即可以在任何實驗室利用適當設備進行測量的恒定標準。1960 年，用氪的譜綫重新定義瞭米。隨後在1983 年，現行基於光速的米定義被采納：如今1 m 等於光在真空中（1/299792 458）s 所行進的距離。下錶列齣瞭米的可測量準確度的改進過程：

　　時間 定義米的基準 準確度

　　1791年 地球子午綫四分之一的韆萬分之一 ±0.06 mm

　　1889年 原型尺 ± 0.002 mm

　　1960年 氪的波長 ±0.000007 mm

　　1983年 光速 ±0.000 000 7 mm

　　至今 同上，用改進後的激光器 ±0.000 000 02 mm

　　米製在全球的普及見第9頁。繼法國之後采用米製的國傢都是受法國規則直接影響的鄰國。令人驚訝的是，在1815 年拿破侖倒颱之後，低地國傢（Low Countries） 仍在繼續使用米製。在1840年之前法國新舊計量體係的妥協時期，盧森堡、荷蘭和比利時仍然遵循米製。

　　西班牙在19世紀50和60年代推行瞭米製。隨後，作為各自政治統一的一部分，德國和意大利也采用瞭米製。不久後，葡萄牙、挪威、瑞典、奧匈帝國和芬蘭等國紛紛加入這一陣營。到1900年，遠超一半的歐洲國傢推行瞭米製。殖民帝國扮演著他們預期的角色。在20世紀下半葉之前，西班牙的米製化意味著其在南美洲剩餘殖民地計量體係的改變（至少是官方的），法國的米製化則支配著阿爾及利亞和突尼斯。而英國遲遲未采用米製，使得澳大利亞、加拿大和印度的米製化延遲到瞭20世紀後半葉。

　　1918 年，濛古國改用米製，是第一個改用米製的亞洲國傢。隨後， 20世紀20年代，阿富汗與柬埔寨也改用米製。在日本，米製遭到強烈反對，直到20 世紀50 年代纔完成米製的轉變。而中國的米製化則要等到1959年，也就是新中國成立之後第10年。至於在前蘇聯，十月革命之後的1924年就推行瞭米製，是政治劇變推動瞭米製化。

　　英國政府在1965年正式承認瞭米製，然後在1979年恢復瞭英尺，並廢除瞭米製化委員會。自1974 年以來，英國的學校一直教授著米製，同時包裝上除瞭用英製外，也逐漸引入瞭米製，但是卻沒有打算改變道路標誌，而且新聞報道也隨意混用英製與米製單位。要英國接受米製可能還需等待十年一一大約自1965年算起，像法國從1791年—1840年需要半個世紀的時間一樣!

　　至於美國，則沒有絲毫政治意願推行米製。甚至在科學領域，舊的計量單位有時與米製一起使用。比如1999年發生的一件令人哭笑不得的事，由於一個設計團隊使用瞭傳統的單位，而另一團隊則使用米製單位，導緻美國國傢航空航天局嚮火星發射的探測器在太空中失聯。在美國民眾中，蓋洛普（Gallup）民意測驗錶明，從1971年—1991年，人們對米製的認識從38個百分點增長至80個百分點，但是贊成采用米製的卻從50個百分點降至26個百分點。

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前言/序言

　　譯者序

　　測量具有悠久的曆史，是人類文明繁榮的必要條件。人類對數和量的認識，可以追溯到原始社會。原始的測量幾乎和人類本身一樣古老。現今發現的最早泥闆文獻來自美索不達米亞，刻於公元前4000年末，記錄瞭勞動力等級製度和國傢機構發放給勞動者的口糧數量。我國古代早期，民間確定測量單位量值的方法則是“布手知尺，布指知寸”。所有測量都力圖用數字和統計來簡化和錶達世界。

　　隨著人類進步，測量範圍不斷擴大，測量精度也逐步提高，齣現瞭專用的測量單位和器具。隨著朝代更迭，製度變遷，這些測量單位和器具既傳承又變化。

　　當今世界測量已經與人們的生活方式緊密相連，測量無處不在，例如時鍾、電錶、溫度計、衣服尺碼、食品保質期、酒精含量、體育比賽成績、銀行賬戶、互聯網協議、無綫電頻率、問捲調查、人口普查以及其他形式的測量。發達國傢的政府通過精密測量和稅收對現代城市進行管理。英國科學傢開爾文勛爵說：“實現測量並能用數量錶述，纔算真知；不能測量又不能用數量錶述，說明學識淺薄、知之不夠。"

　　測量技術的發展與經濟、社會發展需求相適應。大規模機械生産的發展，對零部件提齣瞭互換性要求。貿易活動的日益擴大提齣瞭建立統一的測量標準的要求。一旦這些標準建立起來，不同人在不同時間、地點進行的測量過程就有瞭統一的依據，測量結果可以相互比較。也就是說，測量過程可以溯源到統一的標準。這種可以溯源到統一標準的測量就稱為計量，而統一的標準就是計量標準。關於測量及其應用的科學稱為計量學。雖然計量學在公眾心目中，甚至在學術界都沒有太高的名氣，但計量學的研究卻為世界性的測量體係的建立提供瞭技術基礎。我國政府在過去幾十年來，一直對計量工作給予充分的重視。1999年，中國計量科學研究院代錶中國政府正式簽署瞭《國傢計量基（標）準互認和國傢計量院簽發的校準與測量證書互認》協議。目前我國已有1266項國際互認的計量標準，排名亞洲第一，世界第四。一批前沿的科研成果達到國際先進水平，一批自主科研成果服務我國經濟和社會發展需求，但仍存在重技術，輕"文化"現象。世界各國的計量都對世界文化的發展和傳承有著深遠的影響。《測量的故事》這本書給我們闡述瞭廣泛的測量，小到"原子"和"思想"，大到"宇宙"和"社會"。通過一係列測量的故事，嚮讀者展示瞭測量的世界、計量的曆史，深入淺齣、感同身受。

　　本書適閤所有對測量以及計量文化感興趣的人員閱讀。

　　中國質檢齣版社為本書從策劃到齣版提供瞭有力幫助和支持，國傢質檢總局計量司及北京市科協對本書的齣版提供瞭經費支持，在此錶示衷心的感謝。本書主要由中國計量科學研究院的同誌完成翻譯並審讀，由於專業知識和時間的限製，書中肯定會有不妥之處，懇請各位讀者對本書提齣批評和建議，以便於我們不斷修訂、完善。

　　《測量的故事》編譯組

　　2016年6月

　　北京