英制单位曾经在世界上造成怎样的混乱？

英制单位，以其历史悠久、起源分散、非十进制等特点，在历史上确实在全球范围内造成了不少混乱。这些混乱主要体现在以下几个方面，我们可以从不同维度来详细探讨：

一、标准不统一与定义模糊带来的混乱：

标准来源多样化，个体差异巨大：英制单位并非一个经过严谨科学设计的系统，而是随着时间和地域演变而来。许多单位的起源非常接地气，例如：
长度：英尺（foot）最初可能基于罗马人的脚长，但不同地区、不同时期，脚的实际尺寸并不一致。英寸（inch）据说源于大拇指的宽度，同样存在个体差异。码（yard）曾与人从鼻子到伸出手的指尖的距离有关。
重量：磅（pound）的定义也曾有过多种版本，包括特鲁磅（troy pound）和常衡磅（avoirdupois pound），两者用于不同的领域（贵金属与普通商品），而且它们的换算关系并不是简单的整数倍，容易混淆。石头（stone）的重量更是因地域而异，从6磅到14磅都有。
容积：加仑（gallon）是另一个混乱的源头。英加仑（imperial gallon）和美制加仑（US gallon）虽然都叫加仑，但它们的体积是不同的。更糟糕的是，历史上还存在过啤酒加仑、葡萄酒加仑等不同用途的加仑。
缺乏清晰的物理基准：与公制单位以物理常数（如光速、原子跃迁频率）为基准不同，英制单位的许多定义曾依赖于易变或模糊的物体，如国王的脚长、特定时期的特定商品重量等。这导致了标准的漂移和不稳定性。
换算系数复杂且非十进制：英制单位的换算系数常常不是10的倍数，而是奇特的数字，例如：
1英尺 = 12英寸
1码 = 3英尺
1英里 = 1760码
1磅 = 16盎司 (常衡)
1加仑 = 4夸脱
1夸脱 = 2品脱
1品脱 = 20液盎司 (英制) 或 16液盎司 (美制)
这种非十进制的换算使得计算过程繁琐，容易出错，尤其是在跨单位转换时。想象一下，将一个以英里为单位的距离转换为英寸，需要进行多次乘除法，每一步都可能引入误差。

二、在科学、工程和商业领域造成的实际问题：

航天事故的惨痛教训：最著名的例子是1999年美国国家航空航天局（NASA）的“火星气候探测者号”（Mars Climate Orbiter）探测器失事事件。由于地面的一个工程团队使用了英制单位（磅秒）来计算推进力，而NASA的软件系统则期望使用公制单位（牛顿秒），导致了计算错误，最终探测器进入了火星大气层并被烧毁。这起事故直接导致了数亿美元的损失和项目失败， starkly illustrated the dangers of unit incompatibility.
工程设计与制造的兼容性问题：在跨国合作项目或产品出口时，单位不统一成为巨大的障碍。例如，一个美国公司设计的机器零件，如果尺寸是以英寸为单位，而欧洲合作伙伴的生产设备是以毫米为单位，那么在制造和组装过程中就需要进行繁琐的转换和精确的适配，否则可能导致零件无法安装或设备性能下降。历史上，一些国家在采用公制单位的过程中，还保留了一些英制单位的标准，例如螺纹规格等，这使得在某些领域仍然需要处理单位的混合使用。
国际贸易与经济活动的复杂化：商家在进行国际贸易时，必须确保商品规格、包装尺寸、运费计算等都使用对方能够理解和接受的单位。一个以磅为单位计价的商品，在出口到一个使用公斤的国家时，需要进行单位转换，这增加了交易成本和出错的可能性。尤其是在一些早期阶段，缺乏统一的国际计量标准，各国自行其是的计量方式，使得贸易往来更加复杂。
数据记录与科学研究的混淆：在科学研究中，精确性至关重要。如果历史数据使用了不同的单位系统，研究人员在分析时就需要花费大量精力进行单位统一和转换，这不仅耗时耗力，还可能因为疏忽而引入错误，影响研究结果的可靠性。

三、推广与接受公制单位的阻力与残留的混乱：

历史惯性与文化认同：英制单位深深植根于许多国家的历史、文化和日常生活中。人们习惯了用英尺测量身高，用磅称体重，用英里计算路程。改变这种根深蒂固的习惯需要时间和教育投入，并且往往会遇到来自社会各界的阻力。
经济成本：要从英制单位完全过渡到公制单位，需要更换大量的测量工具、生产设备、标注标识，以及更新大量的工程图纸、技术文档和教育材料。对于一些国家或行业来说，这笔经济成本是巨大的，也是他们难以承受的。
部分领域的保留：尽管许多国家已经广泛采用公制单位，但在一些特定领域，英制单位仍然被保留或并行使用。例如：
美国：仍然是世界上少数几个主要国家中尚未完全采用公制单位的国家。虽然科学、医学和许多工业领域普遍使用公制，但在日常生活中，英制单位依然占据主导地位。
英国：虽然官方支持公制，但许多传统英制单位，如英里、品脱、石头、英尺和英寸仍然在使用，尤其是在交通标志、啤酒销售和个人体重测量等方面。
其他一些国家和地区：即使在官方计量系统中采用了公制，但某些特定行业或地区可能因为历史原因或与英美国家的贸易往来，仍然保留部分英制单位的使用。例如，一些建筑行业可能仍然会参考英制尺寸的图纸。
教育和培训的挑战：在过渡过程中，需要对专业人士和公众进行公制单位的教育和培训，确保他们能够熟练掌握和使用新的计量系统。这需要投入大量的教育资源和制定周密的计划。

总结来说，英制单位曾经造成的混乱是多方面的，从其本身的定义和换算缺陷，到在实际应用中引发的科学事故、工程难题、贸易障碍，再到推广公制单位过程中遇到的历史、经济和文化阻力。这些混乱不仅增加了工作难度和成本，还可能导致严重的后果。虽然世界各国在推进计量单位的统一化和标准化方面已经取得了长足的进步，但英制单位的残留影响以及历史遗留的混淆，在某些地区和领域仍然是客观存在的现实。这场由单位不统一引发的混乱，也深刻地说明了国际统一计量标准的重要性。

网友意见

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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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

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）

除非兔子干翻美国，否则英制单位还将横行世界。

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