前言
《聖經》〈創世紀〉第一章提到,上帝總共花了六天的時間,創造世界。記載中並提及,上帝在第四天,立下了計算時間度量衡單位:「神說:天上要有光體,可以分晝夜,作記號,定節令、日子、年歲。」〈創世紀〉成書時間距今約三千年前,而人類使用時間、長度、面積、體積及重量等度量衡單位的歷史,在兩河流域古文明、尼羅河沿岸之埃及古文明其他古文明發源地,比起創世紀成書要早上一千多年。而使用數字及計數單位的歷史,甚至更為悠久。
無論是主動或是被動,測量一事早已是日常生活中的家常便飯,幾乎引不起任何注意。但是,測量仍然完全左右我們的生活。例如時間,便是由日曆及時鐘來確認。當我們六歲時,必須接受國家義務教育,十八歲時就算成年。床頭櫃上的鬧鐘,能計算時間,並在某一時間點,叫我們起床。還有日常生活中的買賣,像五百克奶油、一公升牛奶、五十公斤馬鈴薯,及二點五立方公尺的柴薪。以及房子有四百二十五平方公尺的地皮,屋內室溫為二十度,家跟辦公室的距離有二十公里遠。又或者我們在外狂歡至深夜,半夜兩點回家搭計程車時,車子每跑一公里,就得付一點五五歐元(約六十元台幣)的車資。在我們一生中,數字及度量衡從不缺席,甚至是出生—新生兒身長五十二公分,體重三千四百公克—以及死亡—墳地有一點八公尺深。
希臘哲學家柏拉圖曾於西元前四百年寫道,他的老師蘇格拉底曾經說:「對象物的大小,在它離我們近時,和它離我們遠時,看起來是不一樣的。水面上它看起來是直的,放入水中看起來就是彎曲的。我們無法逃脫這些感官錯覺,只能透過測量、計算和秤重的方式,與之對抗,戰勝感官知覺對我們的掌控。於是我們對對象物大小、數量及重量,不再信賴光憑感官知覺所得出印象,而是進行計算、測量及秤重所得。這種信賴測量及計算的心態,是人類心靈中最高貴的力量之一。」
測量不僅需要像時鐘、磅秤及尺規等測量工具,還需要數字及度量衡系統。本書主題,便聚焦於數字及度量衡系統,這兩者存在人類文明中,已有幾千年的歷史。尤其是歷史上出現的度量衡系統更是五花八門,使得不同國家或是不同城市之間的度量衡單位換算,幾乎是不可能的任務。不可思議的是,這種狀況如今仍然時有所聞。法國大革命時,決定採用一個統一的、簡單的新單位系統,並提出「千秋萬世,萬族眾民」(A
tous les temps, à tous les peuples)的口號,認為此新系統應該為全世界各民族永久使用。這種想法,在兩百多年後的今日,雖已部分實現,可惜仍未完全。
一九九八年十二月十一日火星氣候探測者號(Mars Climate
Orbiter)發射升空,開始向火星前進,直到一九九九年九月二十三日為止,航行一切順利。就在快要抵達目的地時,卻突然發生意外,本來應該進入運行軌道,卻突然失事墜落於火星這顆紅色星球的大氣中。失事原因令人難以置信,原來美國國家航空暨太空總署(NASA)在丹佛(Denver)及帕薩迪納(Pasadena)工作人員,分別使用了不同的單位計算:一邊用公尺及公斤,另一邊卻使用英呎及英磅。
在這本書中,讀者會看到許多數目。如果這些數目代表著大約的數值,且無更精確的說明,便會在數字前冠上符號或是縮寫「ca.」,ca. 是拉丁文 circa 之縮寫,為大約之義(例如:ca. 3.5 公斤)。如果某個數目是預測值,或者已含測量誤差,便會列出最準確的預測值,並在標準誤差值在末兩位數的狀況下,將最後兩個數字以括號框之(例如:mp=1.672621637 (83)×10−-27
公斤)。如果最後一個數字底下加橫線,代表這個數字是以四捨五入的方式得出(例如:3.141592 ≈
3.1416)。若橫線加在末位數字上方,或是後幾位數,則代表這些數字於尾數中無限循環(例如:35.27=35.277777...),這種數字則代表精確數目。所有其他的數目,前面未冠上符號「≈」或是縮寫「ca.」,沒有數字框進括號裡,也沒有任何數字底下有橫線,便都代表精確數目。