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計量是現代科學的基礎之一,判斷輕重、大小,遠近,是我們日常生活中的必備基本技能,度量教育也是數學啟蒙中的一環。今天我們聊一下幾種計量體系以及小朋友的度量衡教育。
公制、市制、英制,是我們現在最常聽說的三種計量體系:
公制是中國目前通用的計量體系,比如公斤(千克)、米、公升等等;
市制是中國以前使用的計量體系,比如市斤、市尺、市升等等;
英制是起源於英國的一種計量體系,比如磅、英尺、加侖等等。
而在正式開始看今天的文章之前,請大家先回答一個問題:以下6個國家中,有3個目前主要使用英制體系,你覺得是哪三個呢?(別百度哦)
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答案是:美國、緬甸和賴比瑞亞。事實上,這是全球目前僅剩的3個主要使用英制的國家了。
▲三個仍使用英制的國家
我們曾經在網上看過一些有趣的言論,認為中國放棄市制單位,改用公制是缺乏民族自信,是被西方文化入侵,你看美國人就堅持使用英制,我們也應該大力弘揚使用市斤市尺之類的鬼話。
這種論斷有幾個的錯誤:
1,老美堅持使用英制,不是因為什麼民族自信,而是因為一方面他們是世界第一,有本事要求別人遷就。更主要的一點就是他們太懶。
2,世界上已經沒有本來意義的市制和英制了,現在的市制和英制只是公制的「附屬衍生品」。
3,市制和公制,並非東vs西,或者中國人vs洋人的文化區別。而是傳統計量vs科學計量的時代差異。
為了能讓大家簡單清楚的明白這個問題,我們先來講講英制、市制是什麼?
我們先來看看美國英制(Imperial System)和公制(Metric System)之間的最大差異:公制單位之間,都是十進位的關係,而英制單位之間的換算簡直令人髮指:
1英尺=12英寸,1碼=3英尺,1英裡=1760碼;
1磅=16盎司,1英石=14磅,1英擔=8英石,一英噸=20英擔;
1品脫=20液體盎司,1夸脫=2品脫,1加侖=4夸脫。
▲公制、英制長度單位
所以美國人寧可用這麼可怕的換算法,也懶得更換成公制,惰性和慣性可能是全宇宙最偉大的東西了。
不僅僅是英制,我們的傳統市制很多也不是十進位,最簡單的就是半斤八兩的典故。
那為什麼會有這麼複雜的換算關係呢?這要從傳統度量單位的起源說起。
人類最基本的測量工具是什麼?就是我們自己的身體。
在傳統時代,並沒有科學基礎知識,也無法進行準確的計量單位的定義。人類基本是使用人體來作為計量單位的。
英尺foot從名字上就可以看到這就是一隻腳的長度,英寸是來自拇指的寬度,而英裡是走2000步的距離。碼的來歷眾說紛紜,但也都認為是從身體來的。
市制也是一樣,而且漢字比英文貼心,我們看看字怎麼寫就知道單位的來歷 —— 「寸」是畫了一隻手,一橫指向寸口(腕後橈動脈),也就是號脈的位置:手腕到寸口就是一寸。而「尺」則在人的小臂畫了個重點,也就是從肘到腕的尺骨長度。
▲← 甲骨文的「寸」;→金文的「尺」
因為古代單位都是單獨定義的,所以之間的比例關係,並不恰好都是10。中國人命好,尺和寸差不多正好是10倍的關係。但英國人就沒那麼命好了 —— 1腳長差不多是12個拇指寬。
其實在古代,各個國家都有自己的計量單位,甚至在歐洲亂戰的年代,每個小諸侯國都有自己定義的單位,不同單位之間的換算極其複雜混亂。統一度量衡的壓力一直很大。
▲公制出現前,歐洲的各地長度單位
而隨著近代,尤其是工業革命之後各國交往的加強,以及科學研究的發展,對於一個更科學,更準確的統一計量體系的要求就越發強烈了。終於在法國大革命之後,在塔列朗的主導下,法國開始採用基於自然科學來定義計量單位的公制。公制以10進位為基礎,用地球的尺寸而非人體來制定長度,並設定了質量,時間,電流,溫度,發光強度和物質的量等基本單位。
因此市制和英制屬於傳統計量單位,公制是隨著近代逐漸完善而來的科學計量單位。這是兩個不同年代的概念。
在公制出現之前,世界上使用最廣泛的計量單位就是英制,在日不落帝國的廣闊殖民地疆土通行。不過因為公制的科學性和穩定性,逐漸被世界各國接受,逐漸獨立的各英國殖民地也開始使用公制,最終不列顛王國也認命,為了能進一步融入歐盟,開始從英制向公制的轉變,目前英國學校中已經只使用公制了。
事實上,即便是現在的英制和市制,也已經都和公制「並軌」,其實已經不是傳統時代的英制和市制了。比如1市斤就被定義為500克,1英寸就被定義為2.54釐米。只不過是一種公制的衍生品而已,不再是獨立的計量體系。
美國從一百多年前就開始嘗試轉向公制,進入現代之後,英制的問題,尤其是和世界通行的公制換算不方便的問題,一直困擾美國。類似因為一點換算錯誤,就把幾億美元的探測器砸在火星上這樣的問題也出現過不少。其實基本上所有美國人都在吐槽自己的英制體系有多難用,但真的涉及到轉變的時候,又會因為各種利益、政治問題被束之高閣。基本上變成了和夏時制一樣,年年都被罵,年年都照樣用的老問題了。
不過在涉及到一些大家比較實際,又必須把數算清楚否則會出人命的行業,公制的使用就很普遍,比如美國科研、販毒和部分子彈口徑就都習慣用公制。
▲除了倫敦國王十字站,似乎只有在美國,才能看到2又3/4這種這種路牌了
最後,說回到我們本職工作的話題,怎麼教小朋友度量衡。我們前面聊了半天公制的優勢和科學性。估計一些同學會認為,接下來,應該說說如何給小朋友講解和學習公制單位了。
嗯,猜錯了。這篇文章其實說不需要那麼早就硬性的教孩子學公制單位。
對於小朋友來說,度量衡啟蒙的核心,並不在於系統的學習各種單位之間的關係,也並不是如何準確的使用測量工具和記錄數據。而在於掌握什麼是長度、重量、時間、體積,以及如何通過測量,來了解對應的長短、輕重、快慢、大小這些概念。
正如我們前面說的,比起傳統度量體系,現代的公制更科學。但相對來說,公制也更抽象,對公制的理解需要建立在一定的科學基礎知識上,比如地球的尺寸,比如水的冰點沸點密度等等。對於並不了解這些概念的孩子來說,公制單位並沒有什麼認知和使用上的優勢。
當然,學習英制和市制也一樣,市尺和英寸這些概念,現在也已經是抽象的單位了。但我們可以學習一下古人的測量方式,用生活中常接觸的,最直觀的概念作為度量單位。
比如可以看看黃瓜和哈密瓜分別等於幾個手掌的寬度,或者讓小朋友測量一下,臥室從窗戶走到門需要幾步,再測量一下從客廳的門到窗戶需要幾步,想想為什麼有的多,有的少呢?
這些將自己的身體作為工具進行測量的「傳統」方式,其實可以更有效地幫小朋友理解度量的方法和意義。
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