《计量单位进化史》:看计量单位进化史,思考我们到底输在了哪里

您所在的位置:网站首页 度量计量 《计量单位进化史》:看计量单位进化史,思考我们到底输在了哪里

《计量单位进化史》:看计量单位进化史,思考我们到底输在了哪里

#《计量单位进化史》:看计量单位进化史,思考我们到底输在了哪里| 来源: 网络整理| 查看: 265

神舟十四号载人航天飞船在6月5日早上10点44分成功发射,并与同日下午5点42分与空间站组合体完成自主快速交会对接。

如果一切顺利,此次神舟十四号载人飞船上的三名宇航员,将在为期6个月的太空生活中,见证我国空间站的全面建成。现有的国际空间站预计在2024年退役,届时我国的空间站将成为在太空中唯一服役的空间站。

从1956年10月8日我国的第一个火箭研究机构成立以来,我们的航天事业已经走过了66年。在这66年中,我们凭借自己的努力,突破了西方国家的科技封锁,在航天科技上稳步向前。

但这也引起了我们的反思。中国在古时候一直是科技领先的超级大国,但从什么时候开始,我们竟落后于西方呢?我们到底为什么会落后于西方呢?在这本《计量单位进化史:从度量身体到度量宇宙》中,我窥见了一丝端倪。

作者宋宁世是清华大学化工系的学生,并在美国亚利桑那大学的环境工程专业中获得博士学位。他涉猎广泛,对于科学和人文领域有着浓厚的兴趣。也是兴趣使然,让他完成了这本基于“单位与计量”的著作。

接下来就让我们一起来看看,单位到底对我们有着怎样的影响。

一、中国是最早进行单位统一的国家

如果你想要研究中国古代的历史,那么秦始皇嬴政绝对是一位无法绕开的角色。

历史上对秦始皇有着两级分化的评价,有很多像焚书坑儒、炼丹求长生、残暴灭六国这样带来负面评价的故事,也有修建长城、完成中国大一统这样的正面评价。

但真正奠定古代中国科技霸主地位的,正是秦始皇统一度量衡。

在公元前356年前后的商鞅变法中,秦国就开始慢慢统一度量衡;公元前221年,秦统一六国之后,更是将当时极度混乱的度量衡系统进行了统一。

《计量单位进化史》中提到,不同于埃及使用每一任法老的部分身体长度作为度量标准,秦在统一中国之后制造、颁发大量的度量衡标准器,并颁布一系列法案来惩罚不遵循标准度量衡的人。

如此一来,中国变成为了最早统一度量单位的国家,且这个度量标准在一段时间之内都没有改变,且历朝历代也都有意识地统一度量衡标准。这为我们的科技发展提供了很大的便利,所以中国的科技水平在相当一段时间内都领先于周边的国家。

也是因为度量标准的确定,让许多带有度量衡的词语进入了中国人民的日常生活。

古人将脉搏最明显的位置到腕口的距离计为一寸,而十寸为一尺。这样长度单位就被确定了下来,而“尺寸”一词也就用于表示一个物体或者人的高低长短,就比如孔子身高九尺六寸。

而将普通人双臂展开的距离,也就是当时男子的平均身高,大约八尺,计为“一寻”,而两寻为“一常”。而“寻常”一词也是由此演化而来的。

二、被忽略的“已知”

1840年,英国殖民者用大炮轰开了清政府的国门,用两万军队将号称二十万的清朝军队打得体无完肤,撕下了清朝身上的最后一块遮羞布,开启了中国百年的屈辱史。

后来清朝官员们提出“师夷长技以制夷”,人们才想起来要去学习西方侵略者的技术。那时才发现,当时的人们一直以来忽略了一些事情。

但在十七十八世纪的欧洲,科学已经开始萌芽。

1666年,一只苹果掉在了一名23岁英国青年的脑袋上,指引着这位叫艾萨克·牛顿的青年一步一步建立了经典力学体系,奠定了西方科学的基础。后来的科学家一个F=ma的简单公式就将“力”是什么、和什么有关解释清楚,极大程度上方便了科学的发展。

1714年,科学家丹尼尔·华伦海特利用水银熔点比水低,沸点比水高的特点,制作出了第一支现代玻璃水银温度计,实现了对温度的精准测量;1742年,科学家安德斯·摄尔修斯提出了百分制。二者随后发展成今天的华氏度与摄氏度。

十九世纪初,“能量”这个概念开始出现在西方世界中,温度、食物、电力……这一切似乎都可以用“能量”这一词来解释。在十九世纪中叶,英国科学家詹姆斯·焦耳精确测定来“热功当量”,逐渐证明能量守恒。

中国人很早就知道水有动力可以为人所用、知道越薄的刀刃越锋利、知道雷电的威力,却一直没有办法进一步量化这些标准,也就导致了近代以来中国在科技上的落后。

三、精度,是尖端技术的关键

近年来,我国的科技水平扶摇直上,逼迫美国不得不开始重视我们,这次神舟十四号就是一个非常好的例子。

在整个飞船与空间站对接的过程中,其实需要很高的准确度。

因为空间站是绕着地球做匀速运动的,而运载火箭携带的燃料有限,所以火箭在空中运行的时间计算一定要准确,从火箭发射、升空,到加速赶上空间站实现对接,时间上的误差会被控制在秒级。

在一次又一次的航天任务中,我们的经验也不断提升,精度也不断提高。

“精确”在科学世界里是一个非常重要的词语,故名思议,就是精密且准确。如果每次操作都可以接近目标且误差很小,那就可以被称为精确。

不可否认的是,在尖端技术上,我们仍然和世界顶尖有一定差距。目前我们最大的掣肘,就是芯片。

制作芯片离不开光刻机,而目前最高端的沉浸式光刻机只有荷兰ASML、尼康和佳能三家公司有能力生产,其中荷兰ASML占市场份额的80%。

光刻机顾名思义就是用光把电路刻在芯片上。更小的制程工艺意味着在同样大小的芯片上可以容纳更多的电路,使功耗降低,器件性能得到提高。

越小的制程工艺就要使用波长越短的光来对芯片进行刻蚀,也就意味着更高精度的控制。目前世界顶尖的制程工艺已经到了5纳米。5纳米意味着在刻蚀的时候,连万分之一头发丝直径的抖动对于芯片都可能是毁灭性的。

而就目前来看,我国自研的光刻机,制程工艺还在90纳米,还有很长的一段路要走。

写在最后

《计量单位进化史》是一本非常开阔视野的科普著作,让人类从身体慢慢认识宇宙。让我们从古时的单位开始,看到人类一步一步统一各个现象的度量衡,并用集体的智慧去认识更加广阔的宇宙。

书中还记载了许多有趣的知识,比如美国这个唯一使用英制单位的奇怪国家、天文中的奇特单位、计量改革中的失误与事故等等。

计量单位似乎是一个很简单的词语,但它却指引着人类前进的道路。每一个新单位的发现,都意味着人类在科技上的一大飞跃。它很基础,但如果想要科技进步,就离不开它的奠基。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3