我們如何丈量世界？：從生活的單位看見科學的趣味

- 引言
- 第一章：高度、長度與深度：頭髮的寬度、英寸與英尺、尺寸差異釀成悲劇、拇指法則……
- 第二章：距離：第一個測量地球周長的人、英里與海里、有關地圖的誤會、星星之間的距離……
- 第三章：面積與體積：海德與百戶、土地繼承者、品脫與加侖、酒杯與酒桶……
- 第四章：重量、排水量與密度：靈魂的重量、身高體重指數、重力與重量、哈比……
- 第五章：日期和日曆：愚人節的由來、消失的日子、黃道帶、今年是哪一年……
- 第六章：時鐘與時間：高度影響時間、水鐘與沙漏、生理時鐘、當地時間與標準時間……
- 第七章：溫度：蟋蟀與溫度、溫度計的起源、被閃電擊中七次的人、彭巴效應……
- 第八章：聲與光：宇宙大爆炸、比光還要快、都卜勒聲光秀、把房子震倒的音量……
- 第九章：各種其他單位：聖誕老人物理學、女人和大象哪個更危險、黃金比例、不致死的死刑……
 
 

引言

　　近至周遭環境、遠至廣濶宇宙，都充滿了各種可見或不可見的物質，而度量衡就是我們測量和理解這些物質的工具。不論你是要烘焙蛋糕還是駕駛波音747橫越大西洋，都需要精準掌握相關的時間、溫度以至材料用量等概念。生活，離不開度量衡。

　　早在遊牧時期，人們已經開始測量事物。測量土地促成了幾何學的出現；幾何學的英文geometry就是由希臘文的「ge」（土地）和「metria」（測量）組成。販賣穀物、以物易物，同樣需要測量貨物的重量。人體許多部位本身就是非常方便的量尺，例如以前人們用手掌寬度測量馬匹高度，「手掌」（hand）這個單位仍然沿用至今，不過已經標準化為4英寸。此外，拇指、腳板、從指尖至手肘的長度，以及雙手展開的長度，都可以作為測量工具。古代人應該曾經用石頭代表一定數量的穀物重量，所以現在才有「英石」這個英制單位。不過石頭有大有小，大小不一會影響測量，因此就有統一重量和容量單位的必要。隨著商業發展，人們開始僱用員工，為了確保雇員準時上班、按照約定的時數工作，測量時間也開始變得重要。

　　一如語言，各地本來都有自己的一套度量衡標準，但終究會逐漸趨向全國統一，因為人們需要對貨物大小和價格的認知一致，才能進行交易。本書大都使用公制和英制為標準，部分讀者可能會對此有意見，但這兩個度量衡制度的確是現行國際通用的標準。有些古老的異國單位可能連其國民也認不得，此書也自然不會討論。從前馬來語的重量單位「斤」（kati）算是一個例外，茶葉罐的英文tea caddy就是由此得名，但這些例子實在不多。

　　又有些單位，例如「伏特」、「安培」、「歐姆」，定義相當複雜，但其單位名稱的由來並無特殊故事，本書也不予討論。其他類似的單位如「帕斯卡」、「爾格」、「達因」和「標準大氣壓」，都是科學與工程領域的單位，平常生活中不易用到，因此本書也不處理。

　　很多標準單位的起源十分有趣。拳擊擂台之所以為正方形，因為最初是以四條馬車鞭相圍而成，其長寬等於馬鞭長度。網球場的形狀和面積源自古代莊園的庭院大小，其特別的計分制度則與庭院時鐘的形狀有關。至於傳統時鐘的形狀為什麼是圓形、旋轉方向如何決定，這些都與日晷有關；如果時鐘當初是在南半球發明，順時針的方向就會反過來。

　　歐洲鞋子尺碼的數字其實是大麥粒的數量；1英里是古代羅馬軍團士兵走1000步的長度；元素表的排列方式源自接龍遊戲；華氏溫標的0度原本是以1708年至1709年的但澤（Danzig，今位於波蘭的格但斯克）冬天的冰塊溫度決定，而華氏100度則是華倫海特（華氏溫標的創始人）妻子的腋下溫度。

　　我們早就習慣了各種單位，1碼就是1碼，1公里就1公里，有什麼好研究的？不過，一如生活中其他看似無聊的事物，當你願意探究其根本，將會發現更多意想不到的驚喜。