测量的故事

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[英] 安德鲁·鲁滨逊 著,《测量的故事》编译组 译
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出版社: 中国质检出版社
ISBN:9787502642631
版次:1
商品编码:12148640
包装:精装
开本:16开
出版时间:2017-02-01
用纸:铜版纸
页数:228

具体描述

内容简介

  自有文明以来,测量就一直是诠释社会、政府和进步的助力。当分割土地、种植庄稼、建造宫殿、贸易商品、征收个税、保存记录和庆祝节日时,都必须将长度、面积、体积、角度、重量、价值、语言和时间量化和系统化。现代社会中,测量已经扩展到收银机、通信卫星和大脑扫描仪。它通过检查、利率、选举和民意测验等手段,几乎规范着我们生活的各个方面。

  本书全部用插图概述的方式解释了测量单位和测量仪器背后的意义,并说明如何在电子、地球和星辰等物质世界以及人体和意识中使用测量。

  本书有的是迷人的历史,有的是前沿的科学,共同探索了从温度、地震和放射,到音乐、血液和社会观念等一切可以测量的对象,以及法国大革命期间米制的起源。它带领读者领略从已知世界边缘的哈勃望远镜图像,到意识深处的智力测验的故事。


作者简介

  安德鲁·鲁滨逊,著有畅销书《唤醒沉睡的文字》(The Story of Writing)和阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)、托马斯·杨(Thomas Young)和萨蒂亚吉特·雷伊(Satyajit Ray)等受欢迎的名人传记。他曾任泰晤士报高等教育增刊(The Times Higher Education Supplement)文字编辑,现在是剑桥大学沃尔森学院(Wolfson College, Cambridge)访问学者。


目录

引言 1

第一篇 测量的含义 12

第一章 米制的由来 14

古希腊人对地球的测量·经纬度·地球形状的研究·测量米·国际米制化进程

第二章 数字与数学 26

计数与会计·算筹,结绳与算盘·古代数字·数基·零和无穷大·坐标·几何学·黄金分割·分形·数学:自然科学?人文科学?

第三章 常用单位 40

重量与密度·长度与距离·面积与体积·角度·货币与价值·时间

第四章 仪器与技术 58

准确度和精密度,误差和不确定度·一根绳子有多长? ·望远镜·显微镜·温度计·气压计·地震仪·盖革计数器·光谱仪·激光器·国家计量机构

第二篇 对自然的测量 74

第五章 原子 76

原子与量子论·原子钟·放射性与同位素·元素周期表·离子与化合价·化学浓度·酸碱度·体积与压强·温度与能量·质量与千克基准·材料、应力及应变·辐射与颜色·相对论·声音·电和磁·纳米技术

第六意 地球 100

罗盘·土地勘测·卫星·气象与大气层·风暴、飓风和龙卷风·闪电·气候变化·地质年代·板块构造论·地震·海啸·火山·矿物、钻石和黄金·物种

第七章 宇宙 130

日心说·行星运行·月球·行星·太阳·恒星·彗星·黑洞·自然界中的常数·宇宙膨胀及大爆炸

第三篇 对人类的测量 150

第八章 思想 152

语言·诗节韵律及韵律分析·旗语和莫尔斯电码·文字系统·速记·纸张大小和图书开本·图书与图书馆分类法·字体排版·摄影·计算·工具、钉子及螺丝·音乐与歌唱·IQ和智力

第九章 人体 170

人类基因组·血液·医学扫描·眼睛与镜片·身体质量指数·卡路里和食品添加剂·酒精含量·空气质量与花粉量·防晒系数·医学处方·疾病潜伏期·疼痛·压力因子·纺织品与托格值

第十章 社会 188

日历·时区·邮政编码·民意调查·人口普查·ID、真相及谎言·种族·军衔·枪支口径·经济学·彩票与赌博·体育与比赛·集合名词

后记:万物之尺 206

延伸阅读 212

图片来源 214

索引 216


精彩书摘

  国际米制化进程

  从法国大革命到1960 年引入国际单位制(SI)的一个半世纪里,米是通过保存在巴黎附近塞夫勒的国际计量局的金属尺长度来规定的,其复制品已分发给各国的国家标准机构。在1889 年,用致密的铂铱合金制造了一个新的原型尺。该原型尺横截面为X形,目的是使得支撑良好时,下垂和变形最小。在两端的抛光面上有细的水平标线,适合用千分尺进行可视设置,较粗的垂直线则用于监测在0 ℃ ~20 ℃范围内的金属膨胀。标准长度始终在0 ℃下测量。

  这种金属尺的缺点很明显。在20 世纪的上半叶,科学家们想尽各种办法,寻找用光波波长重新定义米长度的技术,即可以在任何实验室利用适当设备进行测量的恒定标准。1960 年,用氪的谱线重新定义了米。随后在1983 年,现行基于光速的米定义被采纳:如今1 m 等于光在真空中(1/299792 458)s 所行进的距离。下表列出了米的可测量准确度的改进过程:

  时间 定义米的基准 准确度

  1791年 地球子午线四分之一的千万分之一 ±0.06 mm

  1889年 原型尺 ± 0.002 mm

  1960年 氪的波长 ±0.000007 mm

  1983年 光速 ±0.000 000 7 mm

  至今 同上,用改进后的激光器 ±0.000 000 02 mm

  米制在全球的普及见第9页。继法国之后采用米制的国家都是受法国规则直接影响的邻国。令人惊讶的是,在1815 年拿破仑倒台之后,低地国家(Low Countries) 仍在继续使用米制。在1840年之前法国新旧计量体系的妥协时期,卢森堡、荷兰和比利时仍然遵循米制。

  西班牙在19世纪50和60年代推行了米制。随后,作为各自政治统一的一部分,德国和意大利也采用了米制。不久后,葡萄牙、挪威、瑞典、奥匈帝国和芬兰等国纷纷加入这一阵营。到1900年,远超一半的欧洲国家推行了米制。殖民帝国扮演着他们预期的角色。在20世纪下半叶之前,西班牙的米制化意味着其在南美洲剩余殖民地计量体系的改变(至少是官方的),法国的米制化则支配着阿尔及利亚和突尼斯。而英国迟迟未采用米制,使得澳大利亚、加拿大和印度的米制化延迟到了20世纪后半叶。

  1918 年,蒙古国改用米制,是第一个改用米制的亚洲国家。随后, 20世纪20年代,阿富汗与柬埔寨也改用米制。在日本,米制遭到强烈反对,直到20 世纪50 年代才完成米制的转变。而中国的米制化则要等到1959年,也就是新中国成立之后第10年。至于在前苏联,十月革命之后的1924年就推行了米制,是政治剧变推动了米制化。

  英国政府在1965年正式承认了米制,然后在1979年恢复了英尺,并废除了米制化委员会。自1974 年以来,英国的学校一直教授着米制,同时包装上除了用英制外,也逐渐引入了米制,但是却没有打算改变道路标志,而且新闻报道也随意混用英制与米制单位。要英国接受米制可能还需等待十年一一大约自1965年算起,像法国从1791年—1840年需要半个世纪的时间一样!

  至于美国,则没有丝毫政治意愿推行米制。甚至在科学领域,旧的计量单位有时与米制一起使用。比如1999年发生的一件令人哭笑不得的事,由于一个设计团队使用了传统的单位,而另一团队则使用米制单位,导致美国国家航空航天局向火星发射的探测器在太空中失联。在美国民众中,盖洛普(Gallup)民意测验表明,从1971年—1991年,人们对米制的认识从38个百分点增长至80个百分点,但是赞成采用米制的却从50个百分点降至26个百分点。

  ……

前言/序言

  译者序

  测量具有悠久的历史,是人类文明繁荣的必要条件。人类对数和量的认识,可以追溯到原始社会。原始的测量几乎和人类本身一样古老。现今发现的最早泥板文献来自美索不达米亚,刻于公元前4000年末,记录了劳动力等级制度和国家机构发放给劳动者的口粮数量。我国古代早期,民间确定测量单位量值的方法则是“布手知尺,布指知寸”。所有测量都力图用数字和统计来简化和表达世界。

  随着人类进步,测量范围不断扩大,测量精度也逐步提高,出现了专用的测量单位和器具。随着朝代更迭,制度变迁,这些测量单位和器具既传承又变化。

  当今世界测量已经与人们的生活方式紧密相连,测量无处不在,例如时钟、电表、温度计、衣服尺码、食品保质期、酒精含量、体育比赛成绩、银行账户、互联网协议、无线电频率、问卷调查、人口普查以及其他形式的测量。发达国家的政府通过精密测量和税收对现代城市进行管理。英国科学家开尔文勋爵说:“实现测量并能用数量表述,才算真知;不能测量又不能用数量表述,说明学识浅薄、知之不够。"

  测量技术的发展与经济、社会发展需求相适应。大规模机械生产的发展,对零部件提出了互换性要求。贸易活动的日益扩大提出了建立统一的测量标准的要求。一旦这些标准建立起来,不同人在不同时间、地点进行的测量过程就有了统一的依据,测量结果可以相互比较。也就是说,测量过程可以溯源到统一的标准。这种可以溯源到统一标准的测量就称为计量,而统一的标准就是计量标准。关于测量及其应用的科学称为计量学。虽然计量学在公众心目中,甚至在学术界都没有太高的名气,但计量学的研究却为世界性的测量体系的建立提供了技术基础。我国政府在过去几十年来,一直对计量工作给予充分的重视。1999年,中国计量科学研究院代表中国政府正式签署了《国家计量基(标)准互认和国家计量院签发的校准与测量证书互认》协议。目前我国已有1266项国际互认的计量标准,排名亚洲第一,世界第四。一批前沿的科研成果达到国际先进水平,一批自主科研成果服务我国经济和社会发展需求,但仍存在重技术,轻"文化"现象。世界各国的计量都对世界文化的发展和传承有着深远的影响。《测量的故事》这本书给我们阐述了广泛的测量,小到"原子"和"思想",大到"宇宙"和"社会"。通过一系列测量的故事,向读者展示了测量的世界、计量的历史,深入浅出、感同身受。

  本书适合所有对测量以及计量文化感兴趣的人员阅读。

  中国质检出版社为本书从策划到出版提供了有力帮助和支持,国家质检总局计量司及北京市科协对本书的出版提供了经费支持,在此表示衷心的感谢。本书主要由中国计量科学研究院的同志完成翻译并审读,由于专业知识和时间的限制,书中肯定会有不妥之处,恳请各位读者对本书提出批评和建议,以便于我们不断修订、完善。

  《测量的故事》编译组

  2016年6月

  北京


好的,这里有一份关于另一本虚构图书的详细简介,内容不会涉及《测量的故事》中的任何主题: --- 《失落的星图:欧罗巴的迷航》 作者: 阿丽亚娜·凡尔纳 出版时间: 2024年秋 页数: 780页(精装典藏版) 定价: ¥98.00 核心概述 《失落的星图:欧罗巴的迷航》是一部宏大叙事、融合了硬科幻、政治惊悚与古文明探秘的史诗级小说。故事设定在人类完成对太阳系殖民后的第三个千年,地球已成为一个受严格管制的历史遗迹。叙事围绕着“欧罗巴”——一个被认为早已被冰封的木卫二——展开,那里潜藏着一个比人类文明更古老、技术更先进的文明遗迹。 小说的主线情节聚焦于一次代号为“普罗米修斯-VII”的深空勘探任务。这支由顶尖宇航员、语言学家和异星考古学家组成的团队,被派遣前往欧罗巴,调查一系列来自该卫星的神秘低频信号。他们携带的,是一份来自二百年前“大航海时代”的残缺星图,这份星图被认为是唯一能引导他们穿越木星磁场风暴区的关键。 然而,任务开始不久,团队就发现他们不仅要面对极端的环境压力和技术故障,更重要的是,他们必须应对一个日益分裂的内部政治局面,以及来自地球联合政府(UEG)的秘密指令——该指令要求他们销毁任何可能威胁到现有星际秩序的发现。 故事情节深度剖析 第一部分:冰封之下的呼唤 故事始于轨道空间站“赫菲斯托斯”,这里是人类探索太阳系最前沿的前哨基地。主角是艾琳·索恩,一位因多年前一次事故被降职的资深地质物理学家。她对欧罗巴深信不疑,认为那里的冰层下隐藏着生命的证据,而不仅仅是科学报告所描述的无机盐沉积。 当“普罗米修斯-VII”深入木星引力井时,他们接收到的信号开始显现出规律性——那不是自然产生的噪音,而是一种复杂的数学语言。船上的语言学家卡西乌斯·里德在破解过程中发现,这些信息源自一个被称为“起源族”的文明,他们似乎在数百万年前就掌握了跃迁技术,并曾在太阳系内留下了印记。 随着探测器击穿欧罗巴的外层冰壳,他们发现了一个巨大的、被液态水海洋环绕的地下城市。这个城市没有被腐蚀的痕迹,似乎是被瞬间遗弃的。城市中央矗立着一座巨大的、由非晶态金属构成的“档案馆”。 第二部分:政治阴影与信任危机 当艾琳的团队开始接触这些外星技术时,来自地球的干扰日益增大。UEG的代表,冷酷无情的指挥官塞拉斯·克劳斯,突然以“安全监督”的名义登上勘探船。克劳斯带来了一份加密指令,要求团队立即撤离,并在返回途中销毁所有原始数据。 小说在此处深入探讨了权力与知识的冲突。艾琳和她的核心团队意识到,UEG恐惧的不是外星威胁,而是技术失衡。如果“起源族”的知识流入大众,将彻底颠覆地球现有的能源和政治垄断结构。 内部的信任危机爆发。艾琳必须在遵守军令与保护历史真相之间做出选择。卡西乌斯在档案馆中找到了一段关于“起源族”如何避免“大寂静”(一种宇宙级别的文明筛选事件)的记载,这份记载暗示了存在一条逃离已知宇宙的“后门”。 第三部分:穿梭迷航与终极抉择 为了保护数据,艾琳决定冒险使用一个发现的“起源族”导航信标。这个信标激活了一个隐藏在欧罗巴卫星轨道上的微型跃迁门。 跃迁门将飞船传送到一个完全未知的区域——一片被称为“虚空边缘”的星域,那里充斥着反物质风暴和空间结构扭曲。在穿越这个迷宫般的新空间时,他们不仅要对抗环境,还要面对UEG派遣的追击舰队,这些舰队被赋予了“就地格杀”的命令。 高潮部分发生在虚空边缘的一个废弃空间站内。艾琳终于完全破译了档案馆的核心信息:“起源族”并非逃离,而是“升级”。他们预见到宇宙的熵增是不可逆的,因此他们将自己的意识上传到了一个更高维度的结构中,并留下了一份“蓝图”,供后来者参考。 最终,艾琳和她的团队面临终极抉择:是带着蓝图返回地球,引发一场注定血腥的权力斗争,还是将自己也投入到这场“升级”之中,放弃物理形态,进入未知的维度? 小说主题与风格 主题深度: 本书探讨了人类文明的傲慢、技术垄断的危险性、以及对知识的永恒追求。它质疑了“进步”的真正定义——是掌握更强的力量,还是超越物质的限制? 风格与基调: 节奏紧张,氛围压抑而充满史诗感。结合了冷峻的军事科幻细节(如轨道力学、深空通讯延迟)与令人屏息的考古发现。叙事视角在艾琳的个人挣扎、卡西乌斯的学术激情以及克劳斯冷酷的政治算计之间不断切换,使情节充满了多层次的张力。 世界构建: 作者构建了一个细节丰富的未来世界:月球殖民地的阶级固化、火星共和国的独立倾向、以及对“旧地球”的集体缅怀与厌弃。欧罗巴的冰下世界被描绘得既美丽又致命,液态海洋中的微生物生态系统是全书最引人入胜的生物学想象之一。 《失落的星图:欧罗巴的迷航》不仅仅是一部太空冒险,它是一封写给未来人类的警示函,探讨了当文明触及宇宙最深层的秘密时,我们应该如何定义“生存”与“意义”。

用户评价

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这本书的阅读体验,就像是在一间陈列着无数珍宝的博物馆里漫步,每一件展品都讲述着一个关于“测量”的非凡故事。作者的叙事技巧十分高超,他能够将原本可能枯燥的技术细节,转化为充满画面感和故事性的内容。例如,书中关于伽利略如何利用简单的摆锤来测量心跳的片段,就让我印象深刻,小小的一个装置,却蕴含着大大的智慧。又比如,关于量子力学中测量扮演的独特角色的探讨,更是将我们带入了微观世界的奇妙境地,那里测量本身就足以改变被测量者的状态,这种哲学性的思考,让我耳目一新。作者并没有停留在对“是什么”的描述,而是深入探讨了“为什么”和“怎么做”,以及这些测量方式对人类社会产生的深远影响。从古代的土地测量促进农业发展,到现代的精密测量支撑着尖端科技,这本书清晰地勾勒出了测量如何一步步推动人类文明的进步。我尤其欣赏书中对那些“失败”的测量尝试和误区的描绘,这使得故事更加真实,也让我们看到科学发展并非一帆风顺,而是充满了试错和修正。读完后,我对“测量”这个概念有了全新的敬畏感,它不再是冷冰冰的数字,而是承载着人类智慧与历史的瑰宝。

评分

读完《测量的故事》后,我感觉自己仿佛经历了一场横跨古今的奇妙旅程,一次对人类智慧与探索精神的深度致敬。这本书并非仅仅罗列那些枯燥的科学公式和测量仪器,而是将它们巧妙地编织进一个个引人入胜的故事里。从古代先民如何仰望星空,凭借日升月落和季节更替来丈量时间的痕迹,到工程师们如何挑战极限,设计出能触及宇宙深处的望远镜,再到物理学家们如何以分毫不差的精度测量基本粒子,每一点滴的进步,都凝聚着无数人的智慧、汗水与坚持。作者的叙述方式尤为令人称道,他擅长用通俗易懂的语言,将那些晦涩的概念化为生动的画面。我尤其喜欢其中关于“米”这个单位的起源故事,原本只是一个看似随意的决定,却在日后成为了全球通用的标准,这其中的曲折与争论,让人不禁感叹人类在统一与规范化道路上的不易。书中不乏对那些伟大的测量先驱们的描绘,他们的执着与创新,即使在今天看来,也依旧光芒四射,激励着我们不断向前。这本书让我深刻体会到,测量并非只是一个技术性的行为,它更是人类认识世界、改造世界、连接彼此的重要基石。它让我对我们习以为常的日常生活有了全新的认识,原来我们身边的每一个尺寸、每一次计时,都蕴含着如此悠久而深刻的历史。

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《测量的故事》是一本能够点燃你内心深处好奇心的书。它以一种非常独特的方式,将人类历史上那些关于“量”的探索,串联成了一部波澜壮阔的史诗。我喜欢作者那种娓娓道来的叙事风格,仿佛一位经验丰富的向导,带领我们穿越时空,去见证那些伟大的测量时刻。书中不仅有那些耳熟能详的科学家的故事,还有许多鲜为人知的幕后英雄,他们默默无闻地工作,却为我们今天所依赖的精确世界奠定了基础。我印象最深的是关于“国际单位制”的建立过程,那其中涉及到的国家间的合作与博弈,以及科学家们为了达成共识所付出的努力,都让人感叹不已。这本书让我意识到,我们之所以能够建造摩天大楼,能够进行星际旅行,能够研发出精准的医疗设备,这一切都离不开“测量”这门看似基础却又极其重要的科学。作者用生动的语言,解释了许多复杂的测量原理,比如如何精确测量距离、如何探测微观粒子,甚至如何衡量宇宙的膨胀。读完这本书,我不仅增长了知识,更重要的是,我对人类的智慧和探索精神有了更深的敬意,也对我们身处的世界有了更深刻的理解。

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从这本书的字里行间,我感受到了一种跨越时空的连接感。作者以一种极其引人入胜的方式,将“测量”这个概念赋予了生命,让它不再是冰冷的数字和公式,而是人类文明发展的重要脉络。《测量的故事》不仅仅是一本科普书,它更像是一部历史画卷,描绘了人类如何从最初对自然现象的粗略观察,一步步走向对世界更精确、更深刻的理解。我特别喜欢书中对不同文化背景下测量方式的对比,这让我看到了人类在解决同一问题时,所展现出的多样性和创造力。从中国古代的度量衡体系,到古希腊的几何学测量,再到现代物理学对基本常数的精确测定,每一个故事都充满了智慧和魅力。书中对那些改变历史的测量仪器和技术的描述,都极为详尽,让我仿佛置身于那些伟大的发明现场。我被那些为了追求极致精度而付出的无数次实验和艰辛所打动,正是这些不懈的努力,才有了我们今天所拥有的科学和技术。读完这本书,我深刻体会到,“测量”是人类认识世界、改造世界的基石,它不仅关乎科学技术,更关乎我们对自身和宇宙的理解。这是一本能够让你在阅读中不断产生“原来如此”的惊叹,并重新审视我们所处的世界的优秀作品。

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《测量的故事》给我带来的震撼,远超我最初的期待。我原以为会是一本偏向科普读物,却没想到它更像是一部宏大的史诗,将人类文明的发展与“测量”这一看似平凡的概念紧密相连。作者以一种近乎考古的严谨,却又带有文学的温度,展现了不同时代、不同文化背景下,人们如何通过各种方式去理解和量化周围的世界。那些关于度量衡演变的故事,从古代金字塔的精确角度,到航海时代导航的精度需求,再到工业革命对标准化的渴望,无不展现了人类在追求精确过程中所付出的努力与智慧。书中对那些关键性发明的介绍,比如万能尺、激光干涉仪等,都充满了细节,让我看到了科学家们是如何在一次次实验中,不断突破认知的边界。我特别被那些为了追求“更精确”而付出的巨大代价所打动,许多伟大的发现,都源于对微小差异的执着探索。这本书不仅仅是关于测量工具和方法的介绍,更是关于人类好奇心、探索精神和不懈追求真理的赞歌。它让我反思,我们今天所享受的便捷生活,有多少是建立在这些看似微不足道的“测量”基础之上的?这种深邃的洞察力,使得《测量的故事》成为一本既有知识性,又富有人文关怀的杰作,值得反复品读。

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