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英制单位曾经在世界上造成怎样的混乱? 第1页

  

user avatar   song-zhu-shi-74 网友的相关建议: 
      

英制单位的所有问题归根结底源自同一点:它本就是一项被强行扶正的农业度量衡,它不具备任何的现代属性,硬要在现代社会中使用不是不可以,但这就肯定跟在现代城市的道路上骑马一样笨拙和荒诞。而如果要强行维系英制单位,这更是如同不但要骑马还要一并修马槽和马厩来支撑其运转。

我们首先要知道,旧式度量衡和公制之后的现代度量衡的本质区别究竟为何?你可能会说——十进制,的确,英制单位系统中莫名其妙的单位换算早已被不知多少人吐槽过。不过,中国的传统度量衡从上古以来就有了明确的十进制观念,所以十进制并不是本质的差别。

那么真正的差别是什么?我可以问这样一个问题:1加仑等于多少立方英尺?

你也许会在网上查到一个奇怪的数字,更进一步还会发现美国和英国的加仑是不一样的,但这些都不是重点。重点是,在古人眼里,“加仑”和“英尺”(同理包括中国古代的“升”和“尺”)并不需要有什么联系。古人只知道,“加仑”就是一种装液体的容器的名称,1加仑等于那种容器的容量,这就完了。至于“立方英尺”,古人要理解它首先得造出一个正方体的容器,然而在古代的手工业技术下,造有棱有角的立方体的难度比造圆柱旋转体高太多。中国古人在计量历史上的一大成就,就是商鞅变法时颁布的“方升”——其原理,仅仅是造了一个已知长宽高的长方体金属容器,然后规定“升”是它的体积而已。汉代后中国在圆周率计算上的成就,也大多归功于考订方形和圆形容器的体积关系的计量需求。

古代度量衡这个“体积单位不是立方长度单位”的特性,在科学里称为——缺乏单位的一致性。所谓“一致性”,指的是“单位、物理量、物理公式三者之间不能含有1以外系数”,形象地说就是:如果物理公式是F=ma,那么F的单位必须是m的单位乘以a的单位。那么,英制单位里的牛顿第二定律是F=ma吗?严格说并不是。实际上,从牛顿时代到19世纪中叶这近两百年的时间,科学和工程领域都并没有真正区分力、重量和质量,这三者用的是同一个单位,在英国人眼里就是“磅”,也就是一磅物体的重力。直到19世纪中叶,科学领域才产生了单位一致性的意识。然而,对“F=ma”来说,如果F的单位是“磅力”,m的单位是“磅”,a的单位是“英尺每平方秒”,那么F=ma是不成立的,因为等式中还差了一个重力加速度的因子。当时的英国工程师甚至为此重新创造了一个质量单位“斯拉格”(slug),规定它的单位是“磅除以英尺每平方秒”,就是为了满足单位一致的要求。

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不过,一致性是科学领域的要求,但在工程领域,第一次工业革命以来的机械工程师其实并不在乎这一点。工程领域长久以来高度依赖“经验公式”,特点就是不在乎公式背后的科学原理,只要求能它在现实生产中重现,所以用什么单位其实完全无所谓。而第一次工业革命源于英国,这使得基于英国传统度量衡的工程经验公式,在其殖民地体系下的工程界大规模铺开。

这之中的一个最经典的例子,莫过于1983年发生的加拿大航空143号客机“吉姆利滑行”(Gimli Glider)事件。这个事件的过程很简单:一架波音767飞机飞行了第一段航程后需要在机场加油,但驾驶舱的油量显示坏了。机长觉得在纸上算一下加多少油也不影响起飞,于是仍决定继续飞下一段。这里要说明一点:飞机的起落对于载重非常敏感,所以飞行员倾向于用重量而非体积来计算油量。不过,地勤人员用的油量计却只能测出邮箱内剩余油量的体积,这使得他们需要把体积和重量换算一遍。

当时,波音公司已经要求767客机的维护人员使用公制计算油量。飞行员根据距离计算出整段航程需要加油22300千克,地勤人员测出邮箱内剩余油量为7682 升。然而,地勤人员在查手册时看走了眼,把公制“升”与英制“磅”的换算系数1 升=1.77 磅,当成了1 升=1.77 千克,导致原本应该加入的20088升燃油,最终仅加入了4917升。而后,仅有一半燃料的飞机,居然就这么起飞了!这自然导致飞机在加拿大无际的荒野中耗尽了燃料,所幸当值机长沉稳应对,在丧失动力的情况下靠滑行迫降到了一个名为吉姆利的前空军基地,最终全机人员平安,飞机也未受损失,一直服役至2008年。

然而,我们若复盘这次事故,却会感到十分诧异——地勤人员整整少加了占原定要求四分之三的燃油,这么大的差距,当值人员里,从飞机上的机长和副机长到地面上的地勤团队,居然没有一个人察觉到其中的异常?对于我们这些习惯了公制的人而言,这次事件甚至显得莫名其妙:公制的基本设定就是1升水=1千克水,而油比水轻是大众熟知的生活常识,所以1升油必定要小于1千克。那么,无论是地勤处发现1升油的重量是一个远大于1的数字,还是机舱里听到地勤报告的远远小于应加量的体积后,都不可能让飞机这么轻易地飞起来

解释只能是:无论机长还是地面人员,他们在长期使用基于英制的工程习惯单位的过程中根本没有形成一些最基础的物理观念,而只能机械地依赖他们自己也不知所以然的工程手册。对当时这些人而言,他们在过去也许长期在使用加仑和磅,但他们根本不知道加仑和磅之间是如何建立关系的,也根本没有对“液体密度”这个物理量的认识,即便单位换成了升和千克,他们也依然毫无相互间的数量级观念。但对于习惯了现代科学体系的人而言,水的密度是1千克/升,水中上浮的物质密度比水小,这都是条件反射般的常识,“吉姆利滑行”这样的事件从一开始就没有发生的前提。

所以,英制单位在历史上所带来的混乱,说到底是始于英国第一次工业革命的传统工程领域为了维系早期的经验而必然付出的代价。实际上,在以电力为核心的第二次工业革命发生时,科学与工程领域已经达成了统一使用公制的共识,所以电磁学单位里才不再存在任何的“英制”。即便在现在的美国,所谓“使用英制”也只是在做完计算后,把最后的结果换算一下,照顾终端的受众而已。因为除了建筑业这类涉及物理规律较为单一的领域,英制在大多数工业领域(机械、电子、化工)的设计层面根本就没有科学意义上的可拓展性,很多时候美国的英制也不过是对终端产品规格的粗略命名罢了。

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最后继续宣传一个:本文所讲话题,也收录于我的新书《计量单位进化史》中。这本书有我多年收集整理的,关于单位与人类计量史的诸多趣味话题和冷知识,也是市面上少有的完全以“单位”为话题话题的科普书籍了。对这个话题感兴趣的话,可以点击下面的链接购买。感谢您的支持!

其他参考阅读:

有哪些有趣的单词的演变或起源的故事? ---英制单位的起源

g 应是 9.8 N/kg,还是 9.8 m/s²? ---单位一致性①

为什么物质的量会作为国际单位制的 7 个基本物理量之一存在? ---单位一致性②


user avatar   jiang-xiao-mao-a 网友的相关建议: 
      

那会当跟焦员的时候,最头疼的就是镜头焦点上的英制刻度。


例如这种的,焦点员的工作就是根据拍摄目标的移动,把焦点环拧到相应的位置上,让拍摄目标在画面里处于清晰的状况。焦点员目测距离,目标离你五米你就拧在五米的刻度,离你两米你就拧在两米的刻度。目标由镜头的五米处走到离镜头两米处,你就跟着目标的移动速度,从五米拧到两米。

我们平时都是使用公制,也习惯用公制,可是有的镜头上的焦点刻度是英尺,你这时候你不光要目测距离,还要在脑子里换算单位,五米是多少英尺来着? 我这人脑子慢,经常容易反应不过来,就虚焦了。 后来我想了个办法,直接用大力胶把英制刻度给贴上,重新在大力焦上画上公制的刻度,就完美解决了。

不过现在绝大多数单发镜头上都是两种单位都给你标上了,上面是英尺(ft)下面是米(m)


user avatar   sywx 网友的相关建议: 
      

除非兔子干翻美国,否则英制单位还将横行世界。


user avatar   li-jin-xing 网友的相关建议: 
      

unbelievable = 无法相信


user avatar   luo-meng-yu-28 网友的相关建议: 
      

可能不算是那种传统意义上的炫富吧。

我上班第三年的时候,父母在老家买了房子,房子在他们名下,所以公积金贷款什么的也没我事,我爹当时还在忙工作(房子装好之后因为种种原因他提前退休了),我妈基本上一个人包揽了监督装修的事情,正赶上天津的天气热的跟蒸笼一样,那段时间她很辛苦,但是最后房子装的很漂亮,用我亲戚们的话说,富丽堂皇,跟宫殿似的,其实没那么夸张,但是看着很大气就是了。

然后自然而然就到了该置办家具和家电的时候了。我爹我妈在家装风格这一块的品味惊人的一致,都是点名要装新中式,而我的话肯定就是现代极简甚至工业风了。我们一家三口在家居城看上了一套很不错的实木家具,林林总总下来要了小十万,老两口咬咬牙,买了!

买家电的时候犯了难。其实我当时的意思是直接在网上订了,送上门还负责安装,不是挺好?结果老两口异口同声,说家电不看看实物、量量尺寸怎么行,肯定得去国美或者苏宁瞧瞧。左右是没事做,也便去了,正赶上店里做活动(其实一年到头都在做活动吧喂),两人也是一顿挑,洗衣机,电视,空调2悬挂1立式,还有些啥我都记不清了。

结果到了结账的时候,我爹的卡余额不足了!大概是因为买实木家具的时候有点没兜住,卡里只剩下了不到八千块钱,刚够单买一个电视的。可是大热天的,又是下午三四点钟了,谁也不高兴再去跑一趟银行。

这时候我就拿着我刚申请还没多久的信用卡站了出来,申请了临时提额,潇洒了刷了总价两万七的家电钱。回家之后我妈问我,你这样刷卡会不会搞得之后生活费太紧张?回头给你把钱打过去吧,我说不用,工作之后我也没有每个月往家里打钱,这种时候能派上用场感觉也很不错,可以说是养儿千日用儿一时了。据说后来我爹我妈经常拿这个事情跟亲戚朋友炫耀。

(圈子原因,家里一众亲戚都不算宽裕,也难怪我家那个装修能被评价为富丽堂皇)

最后要说一句,有点后悔没买索尼的电视,创维的用了这几年,现在拖影很厉害。


user avatar   richarq 网友的相关建议: 
      

我是一名基层派出所民警。

可以说当今中国警察普遍羡慕美国警察可以采取暴力手段绝对的镇压不法分子。

但是,不得不说,这次这位美国警察,太过分了,不仅是过分,而且我的理解是那已经构成了犯罪行为。那黑人已经制服了就可以正常上拷带走了,没必要一直压着脖子压那么长时间。没能置身其中不知现场那美国警察的所思所想,反正我个人挺不理解他为啥那样干的。

只能说无论什么地方,无论什么行业,只要是人的社会,都有像样的也有操蛋的吧。

_________此处为分割线 _________

以下为统一答复评论中有些人质疑的我所讲的羡慕二字。

能够出现这种质疑在我料想之中,因为中国警察也有过过分的时代,据我所知就是在七十八十九十年代,就如同地痞流氓,看谁不顺眼就能打谁对老百姓而言没王法可讲,那时候的警察说好听点可以说是威风凛凛说难听点儿是横行霸道。

但我想表明的是,时过境迁,现在的中国警察无论是受舆论约束还是因为法治社会建设制度规范都已经变得逐步文明与规范起来,起码我认为从我们现在开始从公安司法院校毕业参加公务员考试考进来的新一代警察已经具备新的面目,当然不可否认的是在这个行业内目前仍然存有历史的顽疾,仍然存在着臭虫,但我已经讲过无论什么行业都有操蛋的吧,这是个人问题,不是群体问题。相比之下,拍拍良心看,现在的整个警察队伍比照曾经确实过分的年代是不是已经是天地之别,问问曾经真正挨过曾经年代老警察欺负的中老年人就知道了。

为何会说起羡慕,因为警察每天面对的人群,大多是三教九流之辈,没有武力加身,很多事情在处理上警察显得软弱无能,说白了,好人谁没事儿上派出所转悠啊都忙着自己的生活呢,警察打人这句话,我们常常听到,但是但凡有点脑袋的人都能想明白,警察会闲着没事儿干把那在家里消停待着的遵纪守法的人抓起来暴揍一顿吗?

以上言辞不免更会有人质疑,请允许我解释,武力,当然不可滥用,我所说的羡慕不是羡慕美国警察的随意滥用武力,而是在合法范围内准许在对方不听从警察指令时动用武力,现在确实有人民警察法赋予了相关权力,但实践中现在的中国警察并不能或者说不敢执行人民警察法里的所有权力。拿防疫工作举例,卡口的工作人员在让出入的人员扫码登记时,就会有不愿意配合的人,然而这些不愿意配合的人可会知道工作人员的所做所为是为了整个社区的稳定安全,因为这整个社区包括了这名不愿意配合的人啊,在这个时候是否应当对其进行武力控制来保障其他居民的安全呢。同理,警察盘查也好,调查也好,总会有那些不愿意配合的人,自我感觉良好认为自己没问题所以警察不必要对其进行盘查所以就不配合,而警察当看到对方不配合时会以什么视角审视,难道要说谢谢您的不配合吗,万一这不愿配合的人真背着案子呢,那便是对更多的人民群众的不负责任。因此,我要说,民众的素质如果真正达到了人人互相敬重路不拾遗夜不闭户的文明程度,要求警察绝对文明不要有暴力举动,一点问题没有,一味强调了警察不该暴力执法而分毫不过问被执法对象自身是否存在问题,是不是看问题的角度些微的片面了些。

请注意,我说羡慕里的那句话尾巴实际已经表明了,羡慕的是暴力手段对不法分子的镇压,可不是对遵纪守法的百姓也要肆意妄为。例如像给群众办个身份证居住证之类的业务,警察当然应该热心服务。但当面对泼皮无赖时,还要笑脸相迎,得来的只有蹬鼻子上脸,警察都不怕了,您们认为这些无赖还有谁管得了。

列位存有异议的同志们,谢谢您们的教诲。言辞中犀利的同志们,谢谢您们的敦促。

让我知道当警察,需要吾日三省吾身。

还想要质疑甚或是骂的您们,若是能让您舒服,骂两句无妨。我不算您辱骂警察。不过是,道不同不相为谋罢了吧。

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2020年6月5日22:53 出警在路上


user avatar   xie-min-hao-17 网友的相关建议: 
      

中国的平头老百姓是啥都不懂的、啥都做不了的、啥都不想做的贱民吗?

英雄的老百姓关心美国,因为它就横亘在面前。

“Because it's there.”

因为山就在那里,所以英雄的老百姓就想征服一下呐,人类的天性而已,家畜或许不能理解。


全世界所有厉害的东西,中国的平头老百姓都关心:上至国际空间站,卡西尼,奥陌陌,旅行者;下至下水道油布包,煮饭仙人,圆珠笔尖,还有猛禽,幽灵,高精狙,福特号,电磁炮,可燃冰,盾构机,大豪斯,大牛排,电瓶车,鸟语花香,老虎大象,GPS,NMD,M1p,RTX,诺贝尔,太平洋。

我想要的不多。你给不了,我就自己想办法。

不允许吗?




  

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