用故事讲述计量的精髓-正午的炮声

     在某个遥远的国度，靠近大海的地方，有个傍海村庄。当地有个军营，军营附近的山头有个炮台。每天正午，在完全相同的时间，大炮会轰鸣一声，村民便知道下午开始了。几个世纪以来，一直如此。这是很久以前的事，早于互联网出现之前，甚至早于电视机和收音机出现之前。对这个村庄而言，正午的炮声犹如日出日落，是一种再自然不过的现象。它是每天重复的规律，人们利用它区分上午和下午。正午的炮声形成并固化了村民每天的生活节奏，人们借助炮声计划一切，包括见面谈生意，或干些见不得人的勾当。

    一个十多岁的孩子特别想弄清楚，大炮为何会在正午那个时间点准时打响。一天，那孩子爬上山去问炮手，他每天是怎么弄响那尊大炮的。炮手笑着对孩子说，他是在指挥官的命令下放炮，而指挥官的职责之一包括佩戴最精准的手表，精心确保手表与准确时间同步。后来，那孩子又去找指挥官，指挥官骄傲地向孩子展示了工艺精良、走时准确的手表。怎么校准时间呢?指挥官告诉孩子，他每周前往小镇一次，每次都走同样的路线。镇上的钟表匠开的刁店坐落在那条路旁，钟表店的橱窗里有个巨大的、贵重的座钟，每次他都会站在窗前

校准时间，镇上好多人也跟他一样站在窗前校对时间。

    第二天，孩子前去拜访钟表匠，询问如何校准橱窗里的大钟。“就用这地方每个人都用的唯一可靠的方式啊，”钟表匠说，“根据正午的炮声校对。”

    滨海村庄正午放炮的故事揭示了人类依赖度量衡的惯常模式。简单来说，度量衡是一种标准或者说标记，人类借助它衡量或估算某种东西。就前边说到的村庄而言，村民们借助炮声区分上午和下午;这种度量衡一旦存在，人们会毫无来由地认为它理所当然，并认定它一直以来就如此。度量衡成了所有东西自身形态的组成部分，似乎它原本就是自然界的一部分。然而，每一种标准或标记的产生，都是人为的结果，自然界并不存在测量尺、衡量秤之类的东西。虽然无数的“天”和“年”按照规律周而复始，但并不存在方便人们校准时间的归零点。人类借助日暑和钟表之类的东西构建各种时间的概念。人们总是以为，某个地方真的存在所谓“标准的”度量衡，所以人们常常用其他地方的人设置的“标准的”度量衡来校对身边的度量衡。这就好比宇宙神话故事说的，地球由一头大象

      驮着，大象站在许多只乌龟的背上，这些乌龟里肯定有一只最关键的乌龟。因而，结果肯定会具有随意性，比方说:假设那个偏远的滨海村庄里的钟表突然间全都停摆，村民们必须在白天的中间点重新设置标识点，这个标识点必定因人而异—新标识点可能会设置在12:04, 11:47, 1:28当中的任意一点;其实，新标识点之间的差异无关紧要，其结果肯定具有两重性—随意性和可重复性，即人类可以用自然界的某种成分设置度量衡，而且那种成分可以用度量衡来设置。也就是说，人们将放炮那一刻称为正午，而人们也在正午那一刻放炮。

      利用身边唾手可得的东西随意设定需要设定的东西。有史以来，世界上所有民族一直都在随意设定度量衡。17世纪和18世纪是现代科学诞生时期，聚首法兰西的科学家们曾经尝试开发一种所有国家都能接受的、与自然界恒定特性维系在一起的、通用的度量衡体系。他们实现了前一个目标—让所有国家都接受，却未能实现另一个目标。大约半个世纪前，各国科学家组成的一个国际组织终于成功地将一种计量单位与一种自然现象维系在了一起:将长度与光维系在了一起。诸如时间之类的度量衡不久后也与自然现象维系在了一起。时至今日，唯一没有与自然现象维系在一起的基本(或称“基础”)度量衡是“质量”( mass，物理学名词)。

     巴黎郊外某实验室的一个弯隆形盖子里放置着一块金属，质量单位由它确定。利用这块金属确定终极质量单位的日子已经屈指可数。如今，新一代科学家们已经接近于迈出第二步:将所有度量衡单位维系在一起—包括质量单位—利用“自然常数”定义各种度量衡，造出一个“绝对的”度量衡体系。这样就开创了人类历史的先河，如果所有基本计量标准数值不明不白地丢失，人们可依据这个度量衡体系恢复所有计量标准，与原有标准相比，新标准将分毫不差。

来源：《度量世界》