中国古代度量衡 作者:丘光明


第四节 度量衡技术的进步

  魏晋南北朝,出现了一批杰出的科学家,如刘徽、祖冲之、裴頠,郦道元、马钧、陶弘景、贾思勰、杜预等。他们在数学、天文、历法、地理、医药、农学和机械制造等方面作出了很大贡献。他们在科技创造中,不仅大量使用度量衡技术,而且考证、改进度量衡量具和量制,促进了度量衡技术的进步。刘徽用他计算出的圆周率(3.14)测量和计算了魏斛和新莽铜斛。其后,西晋律历学家荀勖,为考校律尺,又对新莽铜斛作了实测,与刘徽测算结果相符。过了大约一百六七十年,祖冲之用他求得的更精确的圆周率,根据新莽铜嘉量铭文记载的尺寸,又作了仔细的考证,指出了刘歆在设计嘉量时计算上的粗疏,重新给出了六位小数精确的直径数据。直到北周武帝天和二年(公元567年)制造标准铜斗,其设计计算容积为“一千一百八寸五分七厘三毫九秒”;说明我国1400多年前对量器的设计已相当精确了。西晋医学家裴頠〔wei伟〕,于元康年间(公元291—299年),发现当时的权重比汉时已有增长,如沿用以往的处方去称量药物,则会危及人命,呼吁改革权量制。南朝药物学家陶弘景,在他的著作《本草经集解》中说,过去散药都用量器计量,但调药有虚实轻重,故今人不复用此,宜改用秤称量。这一时期,各个朝代都有经过考校后制定的乐律尺和天文尺。如南朝的宋氏尺,是太史令钱乐之改铸东汉张衡浑天仪用的尺,长合今24.5厘米。这一尺度为齐、梁、陈三代沿袭并用来调乐律。到了北周,继续用它调乐律和均田度地。直至开皇年间,尽管日常用尺已增长,仍用此度尺来调钟律。此后,唐朝僧一行测子午线用尺、宋朝司天监景表尺、元朝郭守敬设计登封观象台天文尺,以至明代的铜圭表尺,也都沿用此尺度;从而保证了1200年间天文测量数值的准确一致。

  这期间技术科学有较大的发展,制造了许多农机具和兵器。如曹魏时的马钧,创造了提花织机和指南车、提水车等;诸葛亮用铁作箭矢,矢长八寸,一弩连发十矢。晋人创造了记里鼓车,又有舂车木人,“行十里,成米一斛”,还有磨面车,“行十里,磨麦一斛。”祖冲之又改进了马钧的指南车,更造千里船,“日行百里”。所有这些创造和制作,都离不开度量衡技术。

  《三国志·魏书》卷二记述了曹冲称象的事迹:“时孙权曾致巨象,太祖(曹操)欲知其斤重,访之群下,咸莫能出其理。冲曰:‘置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。’太祖大悦,即施行焉。”从这则脍炙人口的故事里,可知三国时已能利用浮力原理解决大称量的技术问题了。
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