上海徐汇仪器校准机构-校正计量

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一次难忘的考试经历，真是对人的潜能的挑战。

1980年，计量检定员任职资格考试在全国展开。这是国家量值传递系统正规化的重要一环。同年8月，四川省标准计量管理局组织了考核。我参加了“一、二等活塞式压力计标准”考核并获得通过。同年11月，宜宾地区标准计量管理局组织了热工计量检定员考核。时任泸州市标准计量管理局局长的李沛祥为了确保该项目有合格的检定员，让从事压力检定的我与热工的两位同志一同前往。
检定员考核内容分为理论考试与实际操作两部分。理论考试的内容包括计量基础知识和相关知识。当时要考核的热工计量器具包括热电偶、毫伏计和电子电位差计3种；知识主要是电学知识，而压力计量是以流体力学为主，两者可谓风马牛不相及!虽说所需的知识并不深奥，或许中学的电学知识再加些电工原理即可应付。但现炒现卖绝非易事，尤其是一个已经离开中学课堂近20年的人!
考核一共12天，其中培训6天，理论考试一天，实际操作考试单个进行，需时较多。
培训开始了……知识比预想的难度大得多，由省局统一命题，培训教师是宜宾地区计量所热工室王主任。她心中也没有底，但她毕竟已经在省里通过了考核，所以都能讲到点子上。我因为有中学参加无线电活动小组的经历和在空军地勤航校读过电工学的课程，虽然丢了很久，经千呼万唤还是苏醒了不少。但要害不在听得懂，而是要记得住!顺理成章，熬夜势在必行。
那十几天是迄今为止我用脑时间长、用脑密度大的日子。简言之，除了吃饭，即使上卫生间都手不释卷。每天都熬到深夜三四点甚至五点多，只睡三四个小时。开始时，两位同事陪我熬。区别在于我处于高度亢奋状态毫无睡意，而他们是竭力与瞌睡虫抗衡显得万般无奈。白天要正常上课，弄不好得不偿失。我知道他们担心如果考不好怕人说是“态度”上有问题。在我的力劝下，他们才不再与我“齐头并进”。
对大多数参考者来说，理论考试是真正的难关。当时从事基层计量检定工作的人员(包括企业的)文化基础普遍较差，与今天进入该岗位的人相比真是天壤之别。而实际操作考试对于他们则是驾轻就熟，因为这是他们的日常工作。当然，是否严格按检定规程作业还大有讲究，这正是考核的根本目的。如果说理论考试是难关，那实际操作更是难上加难。因为3种计量器具中，电子电位差计与我素昧平生!要对它的性能指标熟练地按检定规程(考试是不能带规程文本的)鉴别——你说有多难？!
在此还得特别感谢我的两位同事，他们想方设法通过关系找到了一台电子电位差计。在两位同事的悉心指导下，我连夜操作了两个多小时。事实证明，这是为关键的明智之举。任何成功如果希望于侥幸，其几率实在微乎其微。人们常说，机会总是眷顾有准备的人，信然!实际操作考试采取抽签方式，3种计量器具随机确定一种。真是怪哉，我偏偏就抽到电子电位差计!因为有了那夜的热身，我按考试要求一边叙述规程条款，一边缓慢地动作，居然准确无误地完成了全部检定项目!据说，慢，倒给人以稳健老练的感觉。95分!地区所的人大惑不解，这家伙不是搞压力的吗？怎么从这儿冒了出来？
考试一结束，紧绷的神经陡然放松，体能与精神几乎崩溃……头痛欲裂!那种痛法，平生一次!的念头只想睡觉……
人都渴望有成就感，都希望被别人看得起，尤其是新到一个单位，特别想证明自己。或许，这些就是行动的动力吧。
泸州市标准计量局那时属宜宾地区局管辖，但却建立了相同的热工标准，而且我市的热工计量器具多于宜宾市。如果我局的标准器因为没有考核合格的检定员而被撤销，所有的热工计量器具都应按就地就近的原则送宜宾检定。这对检定项目本来就不多的泸州局来说极难接受。这也是我倍感压力的原因。我理论考试达到83分，理所当然获得热工检定员资格。我们原来的担心并非空穴来风，宜宾地区局说，我是压力组的，热工组仍然没有检定员!幸好国人对付此类事件都是轻车熟路，相当的有办法。局里立马发文，任命我兼任热工组组长，并报宜宾地区局备案。
本文刊发于《中国计量》杂志2012年第9期

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实验室地址
东莞总部：广东省东莞市道滘镇厚德上梁洲工业区四横路7号
江苏世通：江苏省苏州市昆山开发区昆嘉路379号
重庆世通：重庆市北碚区万宝大道184号3楼
走进计量大院　　
1962年，我从武汉大学化学系毕业后与同校的谢声洛及仇乃荣赴国家计量局报到。到北京站后直奔中关村，到处打听也没有人知道从事计量科研的部门(有人甚至要我们去找粮食部门——计算粮食)。第二天通过国家科委才得知在小黄庄。记得人事处张凤山同我们谈话时说:“有两项工作要干，一个是pH值，另一个是制造用作基准的标准电池，你们看谁干哪一个？”我俩大眼瞪小眼，心想这两种仪器都很不起眼，还要我们两个大学毕业生干什么？张见我们都不作声，就“乱点鸳鸯谱”了，指着我说:“那你做标准电池，谢声洛搞pH值吧!”就这样，让我与标准电池结下了40多年的不解之缘!

到国家计量局时正值我国经济困难时期，条件很艰苦，但是在党的领导下，领导和群众同甘共苦、心情舒畅、干劲很足。有一次，实验室主任罗振之给我一张半个巴掌大的油印小票，让我去人民大会堂听周恩来关于国内外形势的报告，使我有幸亲眼目睹周的风采，不用稿子讲了一下午，令我终生难忘!想不到30多年后的2001年我又迈进人民大会堂，参加国家科技奖励大会，不仅坐在前排，还走上台从党和人手中接过国家技术发明奖奖状。以下通过我制造标准电池获国家技术发明二等奖来看我国计量科技艰难发展的奋斗历程。

＋进入标准电池的研制领域　
我到电磁处(现为中国计量科学研究院电学量子所，编者注)后，接过何锡蘅同志从苏联学习带回的有关标准电池记录的笔记本，并请北京师范大学化学系王琏教授作顾问。当时学术氛围十分民主，领导放手让你干，并强调“理论联系实际”，我从书本及生产实际两方面着手开始研制工作。在武汉大学学习时，我的导师是中国科学院院士查全性教授(因文革后一次会议上个向邓小平同志提出要尽快恢复高考而全国)。有一次我们师生同时参加一个学术会议时，我开玩笑说:“查先生，您教我的‘电极过程动力学’我只用了点皮毛，可您教我的科研方法及如何查资料、如何入手，我可正发扬光大呢!”他笑着说:“那就够了，这才是重要的。”我从《美国化学文摘》(C.A.)入手，从韦斯顿(Weston)1892年发明标准电池开始查阅，1年、5年、10年，主题、作者等索引开始查阅，一直查阅到20世纪60年代世界上近70年来已发表的300多篇有关论文，再一一做简介、摘要并整理成册，还以文章作者、主题、文种、年代等作索引分类汇编。由于我在大学时学俄语，而今大部分资料是英文的，日文、德文及法文资料也不少，我只好硬着头皮自学外语，除英文外，连日、德文也拿着字典慢慢地可看明白文章的大致内容，对重要的工艺过程、操作方法一定要弄清楚，就采用一边请情报室同志口译，我一边笔录的方式。凭这本文摘(以后又不断补充直到退休)我较好地掌握了国外标准电池的发展和新情况。领导还派我(还有樊文敏及搞电阻的崔广英、杨家桂等同志)去上海电工仪器厂实习，学会了除电池封口外的全部制造工艺。此时我既有了理论基础，又有了实践经验，并掌握了国外90%以上的文献资料，遇到什么问题，查查国外是怎样克服的？如没有现成的方法，也有启示作用，真正做到了知己知彼。大干一场的条件也已具备了。

不巧的是“文革”开始了，我因家庭问题受到严重冲击，但只要有机会，我仍去图书馆补充索引。记得曾向当时的电磁处领导申德洙提出过:美国正在研究采用约瑟夫森效应保存电压单位的信息，并建议电磁处组织力量研究。“文革”期间，标准电池制造工作时断时续，时任电磁处处长张启超让我参加有关标准电池制造的讨论会，在会上我提出要增加用电解法制造的电池，因当时制造厂为了批量生产低档标准电池，采用化学沉淀法。张启超处长小结时决定两种方法都各制造一批，现今采用电解法制备的标准电池已占优势就证明当时的决定是正确的。以我当时在“文革”中的处境，居然不仅让我参加会议还采纳我的建议，可见当时计量院学术氛围十分民主，没有“学霸”，大家都在努力工作，谁有道理就听谁的!

＋集体协作攻难关　
十年“文革”后，我从河南确山五七干校回到计量院工作，此时人已步入中年，很有紧迫感，举目看看国外的发展，下决心奋起直追。情报室袁先富研究员建议我在收集了那么多国外资料的基础上写个综述，于是我写了几万字的综述，总结了当时已收集到的所有国外资料中的精华内容，并详细摘录一万余字刊登在1978年期的《国外计量》杂志上，文中后提出的电压单位保存方式的五个发展方向直到20多年后我退休时仍有现实意义。此时，我还通过《化学通报》看到扬州师范学院诸询治教授发表的一篇有关标准电池的很好的论文。经多方打听找到诸教授，我到现场一看，深感扬州师院比制造厂更适合研制基准电池。当时大学的教学任务并不重，扬州师院领导也很支持，并让诸教授的两位学生(已留校的穆绍林等)参与此项工作。1976年唐山地震时，我们住抗震棚也未间断电池制造工作，全部电池均采用我一直坚持的电解法制备的方法制造。据当时国家计量局物资处的张晓惠同志讲，扬州师院生产的标准电池产值与全局下属所有计量实验工厂的总产值相当了。与此同时，上海电工仪器厂、上海计量局附属工厂、天水长城电工仪器厂等电池制造厂也与我们协作以研制更好的标准电池。于是，我们组织全国标准电池生产厂及计量部门下属厂共计八个单位开展标准电池电动势-温度系数测试工作，昼夜不停历时半年多，测得数以万计的数据，采用算盘及手摇计算机处理，所得到的结果比同期进行此类工作并被认为是世界上好的美国国家标准局(NBS)和西德联邦物理技术研究院(PTB)的还要好，所写的论文在我国高学术刊物《中国科学》上发表，并获1978年全国科技大会奖，这大大地增强了我们的信心。

刚进国家计量局时曾听老同志介绍世界上好的计量天平不是发达国家大公司制造的，而是奥地利一家世袭的家庭作坊生产的，当时我深受鼓舞，决心把标准电池做到世界水平!此时通过多年大量测试考察近千只新制造的标准电池，发现其电动势值一直普遍升高，这是有违电化学原理的。我怀疑作为其测试标准的、从苏联进口的国家基准电池组的数值正在逐年下降，应作整体淘汰并更换补充新电池。但是，由于新电池需经过几年考核才能区分出优劣，于是，我总结出新的筛选方法，新电池经人为老化后，短期(3个月)即可判定其优劣，这大大地缩短了实验周期，新电池的生产改进速度大大加快，各制造厂都制造了一大批优良标准电池，进入我国标准电池生产的繁荣期。全国都使用国产标准电池作为电压标准，日后出口及送国际计量局(BIPM)及PTB等的基准电池也都是我从此期间生产的标准电池中经长期考察、测试后择优挑选出来的。

＋错失出口良机　
我国的优良标准电池生产后立即被外商盯上了。加拿大高联公司以几美元一只的从我国购置一大批“赤膊”电池，当时我们还非常高兴，认为国产标准电池出口赚外汇了。后据当时的水电部电气科学研究院的张叔涵研究员讲，他去高联公司参观过，该公司是个三无企业(无固定人员、无设备、无场地)。他们事先印刷十分精美的铜版纸广告、说明书寄有关部门，订单回来后根据数量从我国购买核心部分(几美元一只的“赤膊”标准电池)，然后找人设计控温电池线路，其外形十分漂亮(用拉帘式硬木做)，便于放在飞机座位下，内装4、6、10及12只标准电池，零部件外加工，再租场地组装成形，按订货单发货后人员解散。经组装后每台均卖几千甚至于几万美元，据说他们赚了几百万美元。然而他们没时间也不会筛选标准电池，不分优劣地卖给一些国家计量院。我去过的几个国家，看到他们都购买了多台高联公司的控温电池。也有买到不好的，其中像新加坡有一组控温电池中的一只电池不行了，我到新加坡比对标准电池时同他们一起打开该控温箱，一看才知是我国生产的标准电池。
在我们身上发洋财的不止高联公司一家，英国Tinsley公司也发财了。有次朝鲜来我院送检控温标准电池(4只装)，我一看外形就说:“是中国出产的，这种低档标准电池在中国只能作二等标准(省级计量部门都不能用)，一千多元人民币就可买到，我国比这好的电池多得很”。朝方则说:“铭牌明明是英文写的Tinsley公司制造的，怎么会是中国的呢？而且花了两万美金从英国进口的，是我本人亲自去香港提货的。”我笑着拿出一台北京计量仪器厂送检的中文铭牌电池对他讲:“您看看!除铭牌是中文的外，连每个螺钉都一模一样。”此英文铭牌在制造厂时我亲眼看工人做的，英文说明书还经我审校过(英文翻译不懂计量)。当时我真有一种被人卖了还帮别人数钱的感觉。这家公司只将这组控温电池从我国内地提到香港地区(都没有进入英国国界)就赚了十多万元人民币。

类似实例还真不少。在国际电学咨询会议上，因瑞典保存电压单位的基准电池不行了，其一位代表问:“何处可买到好的标准电池？”国际计量局局长指着我国代表说:“China”，于是我国参会代表在会议上作了介绍。他回国一个多月后看到我才想起此事，连忙告诉我地址，我赶快写信给瑞典代表，其回信称:“很高兴知道优良标准电池来源于中国，但我们已从东德买到基准电池，谢谢!”原来在会议上，东德代表团因当时东、西德合并，东德基准电池不需要了，一散会马上找到瑞典代表成交了，我们拖了近2个月而错失了良机。
更可惜的事是:BIPM从事电压单位研究的D.Reymann先生多次测量我们的标准电池后评价很高，1982年9月8日给我来信问:“几个国家电学实验室的同行们对这些标准电池取得的结果非常感兴趣，并希望能为他们的实验室购买这些标准电池。如果可能的话请通知我在什么条件下可以供给标准电池”。结果由于我国体制方面的原因，亦未办成而错失良机。

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203所晶体器件研究室研制的遥测高频晶体元器件、电源低频晶体元器件以及卫星信标高精密晶体元器件，为1970年4月24日将我国颗人造地球卫星“东方红一号”送入太空作出了重要贡献。在航天日到来之际，张龙贵同志代表203所老一辈航天人满怀深情地回忆了当年的艰苦历程和成功的喜悦。



1970年4月24日，我国成功发射颗人造卫星东方红一号。我们在远离北京的军垦农场的学员们和全国人民一样，当卫星划破长空，听到熟悉、清脆《东方红》乐曲时，都情不自禁的欢腾起来！大家互相拥抱，高兴极了，当时不少学友都来问我：“星上有你们室的晶体吧？”我激动的大叫起来：“有，有呀！”

4月25日新华社向世界宣告中国东方红一号卫星的情况。卫星重173公斤，用20.009兆周的频率播送东方红乐曲。这其中频率元器件就是203所的石英晶体。

石英晶体做为稳频关键元件，卫星、火箭和地面跟踪测试系统都少不了，部领导宋健、任新民曾多次指示：“石英晶体是关键元件，成败关键”。1957年成立的203所石英晶体研制室，当时是为航天各型号提供所需石英晶体产品的单位。1960年经历了大发展，增加了不少大专院校的毕业生，我是4月初来的。当时条件很差，工艺设备和测试仪表很少，在室主任、老高景浩的指导下，石英晶体工程组下分高、中、低和标准4个组。我和同年级同学陈仲伦负责低频晶体的研制工作。大家都白手起家、自力更生、边干边学，技术人员和工人师傅都紧密配合。从1961年起我和老陈、王秀美工人师傅（1970年五一劳动节晚应邀去了天安门观礼台观看了焰火，在天安门下观礼台上聆听了卫星播出的东方红乐曲）在一起先后研制多种低频晶体。工作中，大家都任劳任怨，互相配合，加班加点习以为常，为了工作从不叫苦。1964年前工作条件很差，如在研制12.8千周和16千周晶体时，由于对其环境条件要求苛刻，对支架结构进行了多次设计和试验，特别是耐振、耐冲击动态要求高。每次试验前的准备工作很辛苦，要把测试设备从西院搬运到东院例行试验室，当时没有现在的运送工具，推车怕振坏了仪表，每次全靠我和老陈一趟又一趟双手托着走，生怕不小心磕着、碰着出了故障耽搁了试验进度。头痛还是搬运从计算处借来的又重又大又笨的1兆周计数器，相当于现在的洗衣机大小，约150斤，还没有轱辘。每次去做试验都是我和老陈用大竹杠子来回抬，要轻起轻放，生怕它出事，一路真是提心吊胆呀。无数次的高频振动，震耳欲聋没有任何防护措施，当时为了尽早完成任务，做到元件，很少考虑个人得失。工艺王师傅配合非常好，不断反反复复的制作与改进，从不厌烦，每次都精心操作质量，总是提前完成任务。俗话说：功夫不负有心人，各型号需要的几种低频晶体的研制都按时完成了任务。

今天回想起来，我们在我国航天事业发展初期做了一点点贡献，深感是一种光荣，老陈在九泉之下也一定很安息，以来，随着经济实力大大增强，我国航天事业有了突飞猛进的发展，大大增强了我国国威和军威，做为一个航天人也很自豪。现在203所石英晶体元器件室先后经过几次技术改造，通过大家的努力，不论是研制生产手段还是产品种类都有了翻天覆地的变化。为了更好的为我国航天事业服务，望各位同志加油，再加油！

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“大斗”与“小斗”之争


春秋早期地处东方的齐国，滨海而地沃，有渔盐之利。姜太公被封为齐侯后，十分重视发展经济，至齐桓公(前685～前643年)时，已成为中原早的霸主。齐桓公逝世后，随着社会经济的发展变化和统治之间的争权夺利，各种矛盾凸显。到了齐景公(前547～前490年)继位前后，社会矛盾已达尖锐化程度，姜姓齐国一天天走着下坡路，在旧势力日趋解体的过程中，新兴势力逐步发展。在这种新旧势力消长的过程中，以田氏为代表的新兴势力日益壮大。

《韩非子》中有这样一段故事:一次，齐景公与晏婴同游少海，登上观景台，齐景公环视着齐国的大好河山，不胜感慨地对晏婴说，太美了，这样伟大、壮丽的河山，不知将来属于谁了。晏婴毫不掩饰地回答:现在的姜姓齐国不久就会被田氏所取代。因为田氏家族深得民心，他们对上笼络重臣，对下私自用“大斗斛、区、釜出贷，小斗斛、区、釜收之”；“君重敛而田氏厚施”，所以民众都扶老携幼地投靠田氏了。尽管晏婴如此直言进谏，却并没有引起齐景公的重视。《左传》对这一历史事件有更详细的记述:公元前538年，晏婴出使晋国，受到上宾规格的接待，在宴会上，晋国大夫叔向趁酒酣耳热之际，向晏婴讨教，问起他对时政的看法，晏婴十分感慨地说了一段话:“此季世也，吾弗知。齐其为陈氏矣(战国时，田陈读音相近，故田氏又作陈氏)。公弃其民，而归于陈氏。齐旧四量，豆、区、釜、钟。四升为豆，各自其四以登于釜，釜十则钟。陈氏三量皆登一焉，钟乃大矣。以家量贷而以公量收之，……其爱之如父母，而归之如流水。如无获民，将焉辟之？”类似的记载还见于《史记》等重要古籍中。

如前所述，春秋早期，齐国已是一个实力强大的国家，曾被列为五霸。当时齐桓公任用管仲改革内政。管仲主张发展工商业，同时建议废除王制，实行依法治国。还特别强调统一度量衡的政治理念。然而，这一思想并未引起重视。谁曾料到这种失误竟会被田氏家族利用，成为夺权斗争的手段。

田氏代齐这场政治斗争绝非一朝一夕，而是经过几代人的耕耘，一百多年的时间才取得成功。度量衡在这场斗争中一直起着十分重要的作用却是不可回避的事实，故事还得从头说起。田氏是春秋时期陈国厉公(公元前706～前700年)的后代，陈厉公的儿子叫陈完。相传有一次，周国的太史路过陈国，陈厉公就请他为子孙们占卜，太史看完卜兆后说，陈完的子孙有取得国家的可能，但不都是陈国而是姜姓齐国。后来陈国发生了叛乱，陈完就逃出了陈国来到了齐国，这时正是齐桓公四年。齐桓公要立他为相，陈完推辞说，我是逃难在外的人，哪能占据这样高的位置呢？齐桓公就让他当了工正(管理工商业的官吏)，并改叫田完。从此田氏便在齐国站稳了脚跟，并逐渐成为新兴势力的代表。他们采取一系列措施进行各种改革，并展开与以齐国国君为代表的旧势力的斗争。到了齐景公时代，奴隶主对平民残酷的压榨、无情的杀戮，致使受刖刑(一种酷刑，砍掉一只脚)的人多致使齐国“市”上草鞋跌价而义足涨价，哀鸿遍野，民不聊生。另一方面，田氏家族已经过多代人的惨淡经营，传到田僖(xi)子时代，家族势力更加壮大。田氏即趁民不聊生之时机，向民众施以小恵，竟无视官府的禁令，私设“家量”。当民众遇到灾荒或缴不上赋税而向他借贷时，常常用“家量”(大斗)借出，以“公量”(小斗)收回，正是以度量衡为手段，笼络了人心，同时也是与旧势力相抗衡的一种手段。田氏的这种做法引起了晏婴的高度重视，他力谏齐景公，希望们不要太，减轻民众的赋税。齐景公非但不听，还把晏婴打发到晋国，这才有晏婴与叔向的谈话，在酒过三巡后发表了上述一番言论。

田氏代齐并统一度量衡


齐景公逝后，齐国又因统治内部发生斗争，田僖子趁机当上了国相，开始执掌了齐国大权。田僖子逝，田成子立为相时，感到夺取齐国政权之时机已到，一方面效仿前辈们以大斗借贷小斗收回的手段笼络民心，把广大民众聚集到自己身边；另一方面他还大力发展经济，在田氏管辖的范围内整顿物价 ，繁荣市场。据史书记载，当时在田氏采邑内，山里出的竹木、海里产的鱼虾十分丰富，而且价格还很便宜，与国君控制的地区形成鲜明的对比，百姓欢呼着田氏“爱之如父母，归之如流水”，田氏家族的势力已足够壮大。至公元前404年，终于用武力夺取了姜姓齐国的政权，史称田齐。在长达一百多年的时间里，田氏家族始终利用以家量贷，以公量收的办法。在取得政权后，又立即以“家量”为全国统一的度量衡制度，废除了旧时齐国的“公量”，这一事实可以从出土的器物中得到证实。1857年，在齐国故地山东出土了置于“左关”地方征收赋税的三件大型量器:“子禾子铜釜”、“陈纯铜釜”、“左关铜 ”。经过实际测量，铜 容2070毫升，两件铜釜分别容20460毫升、20580毫升，正是十进位制。此外，近几十年，在齐国故地出土了一些量器，其中有6件型制相仿的铜量，其容量皆合当时的5升和10升，而在临淄出土的多件陶量中，有两件自铭为“ ”(升)，约合209毫升，约相当于“铜 ”的十分之一。“ ”很可能是一斗的容量。

综上所引史书以及实物互为佐证，可对齐国容量制度作如下分析:齐国早在春秋时期已有一套完整的容量制度:①4升=1豆、4豆=1区、4区=1釜、10釜=1钟；②齐国除了有全国通行的“公量”制外，田氏还自立了一种“家量”，家量比公量大了五分之一，由于“家量”未被禁止，常常在陈氏家族认为有必要时与“公量”并用；③齐国旧有的“公量”是豆、区、釜、钟制，皆为四进位，釜至钟为十进位；田氏代齐后，量制已采用当时在各国比较通行的升、斗、斛制，改四进为五进位，并逐步形成升、斗、釜(斛)十进位制，后废除了齐国的旧制，并与其他各诸侯国基本保持一致。所见齐国量器多为战国后期，故皆多为十进位制。

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秦统一度量衡在历史上虽然影响十分深远，但毕竟享国不久。秦始皇在统一全国后仅12年便去世，二世胡亥在位不到3年秦朝就灭亡了。公元前206年，刘邦称帝后，首要任务是迅速恢复封建秩序，继承和发展秦制，度量衡也基本上是秦制的延续。然而在西汉刘氏家族执政的200多年中，也没有对度量衡作理论上的探讨和总结。在中国度量衡史上起着重要作用的理论文书和标准器物的制作，都产生于一个特殊时期、特殊朝代——新朝。那么这一切是在什么条件下产生的呢？


西汉末年，各种社会矛盾日趋尖锐，终于步入了危机深重的末途。在母后干政、外戚擅权的历史条件下，王莽被其姑母太皇太后王政君看中，急召入宫掌管了朝政。


翻开任何一部历史文献，无一例外地把王莽形容为惯于耍弄阴谋的野心家、两面派。在尚未登基之前，他表现得极其谦恭、忍让，广泛网罗知识分子，千方百计收买人心。一旦时机成熟，登上帝位后，又立即不顾一切地横征暴敛，其府库中仅黄金就达60多万斤。在他当皇帝的短短17年中，推行了一系列复古改制政策，一部《周礼》几乎成了改制的蓝本。王莽一系列倒行逆施的政策和措施，不但给人民带来无数新的灾难，同时也进一步激化了社会矛盾。王莽从篡位到改制，可以说全面失败，度量衡的研究取得了很大的成功，影响极为深远，这值得我们思考。


王莽“代汉立新”正式当上皇帝，虽然是公元9年，但在此之前20多年中，也一直为后篡位作各方面准备，网罗大批儒学名士就是其中的重要手段之一。王莽大权在握的元始年间(约公元3年)，召开了中国历史上次科学家大会。会上讨论了有关天文、历算、钟律、度量衡等一系列问题。由于度量衡部分对历代度量衡制度作了全面系统的整理，又提出了一套完整的理论，后来被《汉书》的作者班固看中，又经过删减，弃其伪劣，后编入《律历志》上篇。此后《汉书·律历志》成为度量衡的经典著作，对后世产生了深远的影响。


《汉书·律历志》度量衡部分从五个方面进行了阐述:一曰备数；二曰和声；三曰审度；四曰嘉量；五曰权衡。数即一、十、百、千、万。有了数才能推生出律历、制造器物、制定度量衡。和声是指乐律之事，而黄钟律又与度量衡互为参校。审度、嘉量、权衡三篇更进行了详细的阐述，包括以下几个方面的内容:


1.度量衡的单位名称和进位关系，长度单位是:分、寸、尺、丈、引，它们都以十进位；容量单位是:龠、合、升、斗、斛，其中除二龠为一合外，其他均为十进制；权衡单位是:铢、两、斤、钧、石，二十四铢为一两，十六两为一斤，三十斤为一钧，四钧为一石。在此之前，度量衡单位都散落在各种史籍中，《汉书·律历志》在考证了历代经书史籍的基础上，对度量衡单位制进行了系统的整理，给后代留下了可靠的资料。


2.度量衡的三个基本量都以黄钟来复现:九寸正合黄钟律管之长，并以累黍作直观验证。一旦后代度量衡器被销毁或丢失，就可以与黄钟律管、累黍相互佐证。故汉以后的历代，凡追溯古度量衡制者，无一不以黄钟律管和累黍为依据。


3.度量衡三者标准器的形制、材质、制作都进行了详细的叙述，成为研究、考证汉代度量衡器的重要依据。


4.有关管理度量衡的行政部门、高的职能长官都作了明确的规定。


刘歆等提出以黄钟为度量衡标准，绝非凭空设想。早在《尚书·虞书·舜典》中就有记载:每年的二月，虞帝、舜要到东方各地巡视。将日、月、年等历法协同起来，把乐律与度量衡统一起来(“岁二月，东巡守，至于岱宗……协时月正日，同律度量衡”)。《汉书·律历志》开篇句话就引《尚书·虞书·舜典》曰:“乃同律度量衡。”作者认为，律历度量衡都做到统一，就能使远近齐一，立信于民。夏、商、周三代都遵循这一法则，故法律制度也都完备起来了(“所以齐远近，立民信也……三代稽古，法度章焉”)。而《汉书·律历志》却明确以黄钟为度量衡标准，并以累黍为介质，互为佐证。


古代律管可简称为“律”或“管”。声是无形的，要发声就制器，律管就是用来发声的器。有器就必有形，能发出黄钟宫声的律管，它的长度、口径都是固定的，否则音的高低就会发生变化，这种变化人的耳朵一般都能感觉得到。要把有形之器定量化，就需要通过测量把发出固定音高的黄钟律管的长度和口径记录下来，这样就可以确定一个可视的客观标准了。反过来这支有固定量的律管也可以作为度量衡的标准。刘歆等人正是对律与度量衡之间的关系有着深入的理解，才把黄钟律管通过度量衡定量化了。


汉代一尺长为23.1厘米已沿袭了一千多年，黄钟律管之长也绝非刘歆等人能随意改变的，度量衡借助与其他物质进行比较，其量值才能复现并传递。用什么物质复现一尺的长度呢？在刘歆之前就有采用人的头发、马尾、粟、大麦、人体等定尺，但其准确度不高、重复性不好、可操作性也不强，有的也无法与汉尺相吻合。究竟用什么物质既能复现一尺之长，同时还能与黄钟律管的长度、容积和度量衡三者中的某一个单位量相合呢？刘歆等人除了查找古书外，还委派许多人四处寻找能达到上述条件的物质进行实验，后终于找到取代常常食用的谷物——黍。黍子是一种耐干旱的作物，它外表坚硬、不易损坏，不过它的品种很多，大小也有差异。如何能尽量选择每一粒黍正好与一分的长度相吻合更为重要。刘歆下令把各地的黍子都集中起来，又把它们分成大、中、小三等，分别排列，测量它们的长度、容积和重量。后终于得到了理想的结果，即某个品种中等大小的黍(可惜他没有提到用的是哪一个品种)，一粒相当于一分，90粒黍即合黄钟之长，100粒黍当一尺；1200粒黍又正合黄钟律管之容，与一龠相当；所容的1200粒黍之重量约略相当于12铢。终于巧妙地将律管、黍与度量衡三者联系起来。这就是《汉书·律历志》所说的:“度者……本起黄钟之长。以子谷秬黍中者，一黍之广度之，九十分黄钟之长，一为一分。”“量者……本起于黄钟之龠。……以子谷秬黍中者，千有二百实其龠。”“权者……本起于黄钟之重，一龠容一千二百黍，重十二铢，两之为两。”这简短的几十个字，对度量衡与黄钟、累黍的关系作了清楚的交代。度量衡与黄钟律互为佐证，再以累黍为介质，相互参校，即可以记载于书，形之于物了。有了器物、有了数据，后人也就可以具体操作了。


今天看来，这些数字虽难免有拼凑的成分，但是按照刘歆提出的条件，后人经过多次实验，证明大体还是相当的。在科学不发达的古代，刘歆能提出这样一系列完整的理论，极其不容易，必定经过寻经查典作为理论根据，还要广泛搜求各种实物与律管、度量衡器相互印证。正因为他对乐律学有很深的研究，对黄钟律与黄钟律管的发音又做过无数次的实验，严格地确定律管的长度和管径后，再去寻找各种自然物与尺、律管的长度、容积反复校验，才可能取得如此的成功。


再从另一方面探讨，黄钟、累黍还包含着非常深刻的科学含义，即构成了建立古代度量衡标准的原理:以黄钟律定度量衡标准，与现代人建立自然基准的基本思想极为相似；而选用100粒黍横向排列定一尺，又选用1200粒黍定容量和重量，完全符合今天数理统计的原理。


黄钟、累黍的理论一经提出，立即引起了学术界的关注，就被班固选入《汉书》成为《律历志》的重要篇章。汉以后历代更是引发了各种讨论:遵循者、赞誉者、怀疑者、批评者无数，却从未能全盘否定，更无人提出新的理论取代它。


历史上早验证黄钟论点的是荀勖。汉代末年，由于战乱纷扰，各种礼仪器物包括度量衡器大多已消亡，晋武帝时，令律历学家荀勖考证古乐律。荀勖凭着他丰富的乐律知识和聪慧的听力，判定当朝宫廷内的太乐八音不和。究其原因正是东汉至晋的尺度长了四分有余，尺度增长了，律管也随着加长，造成乐律失准。于是考证了各种古器并相互校验，终于制定了一支古尺，用此尺重定律管长度。后来经过证明，荀勖所定的古尺与古律都与秦汉时的尺度和黄钟宫声完全相符。可见，律与尺相互校验是可行的。


其后，李淳风在考证唐朝以前历代尺度时说:用律与度量衡相互校验，再用累黍等各种方法是可行的(“以律度量衡，并因秬黍，散为诸法，其率可通故也”。)他以“莽量尺”作为基准(列为等)，与他搜集的汉以后魏、晋直至隋，前后17个朝代，27种尺与等尺作比较，分别按尺度的长短列为十五等，后来又被收入《隋书·律历志》，成为后人研究这期间一尺之长的重要历史资料。因此，“十五等尺”在度量衡史上也占有重要的地位。


明朝对度量衡与乐律、累黍的讨论，主要见于朱载堉的《乐律全书》。他为了验证黄钟律管、累黍的关系，甚至跋山涉水寻找合适的竹管，还亲自种植各种黍加以验证。后还是不得不承认在当时的条件下，找不到另外任何物体可以取而代之。


清朝对前代尺度考订，主要是康熙、乾隆两位皇帝。康熙在考订黄钟律和累黍时，亲自验证，后提出横累100粒为古尺，竖累100粒为清营造尺。他的这一做法十分巧妙，即把古制寓意在其中，还把清朝长32厘米的营造尺，也用累黍(竖排)的方法排列了出来。


刘歆等在采用累黍定度量衡时，不仅确定以黍为中介物，而且还明确指出要取中等大小的黍横向排列。能作出此具体规定，已远远超过了前人，更给后世提供了复现条件。尽管后代也曾有人提出许多异议，如“岁有丰俭，地有硗(qiao)肥……”等，这些不利的客观条件，确实使它的复现不可能做到十分。但是在科学尚不发达的古代，度量衡器本身也只能做到相对准确，以累黍定度量衡产生的相对误差，实际上是不可避免的，也是无可厚非的。直到今天，当研究者们对黄钟律管、累黍与度量衡三者的关系做了各种实验后，证明基本上能够达到复现目的，这也正是其成功之处。刘歆等人提出的有关度量衡的一系列构想，就是在今天，仍不失其耀眼的光辉，在世界度量衡史上也是的。


《汉书·律历志》还对度量衡标准器的规格、型制、特点以及所达到的量值都作了详细的说明，这也是其重要成就之一。

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提起电能表校验工作，检定人员很自然的联想到规范严谨，公平，公正等检测字眼，稍闲之余，向同行朋友讲述一些与规范擦边而过的开心妙事，谨供从事计量检测人员缓解一些工作上的压力，活跃检测氛围：

　　一、检定合格的电能表怎么不走

　　一乡下客户急匆匆走进实验室对我说：它上午刚校验合格的电能表拿回去通电后电表不走，追问是咋回事，听客户言语之间略有责备之意，待客户心情平静下来，我细问道，您是怎样进行安装的，客户回答说：因忙于加工生意，急于赶活，找一趟电工也不容易，提前在家把表放在桌面上，接好线头通上电，发现转盘不转，因刚校验过，想必是电表内部的原因：听了这位客户的描述，我接过电表对准光线左右轻微晃动观察，转盘灵活自如，心中自然明白了是怎么一回事，接下来，我不动声色半开玩笑的给他打了个比方说：一个人，你让他躺在地上走路，这路怎么走？客户听吧，好像从他那朦胧的眼神里悟出了一些道理，回过了神。赶紧说上几句恭维的话随机接表走人，哈哈。

　　二、去掉挂钩的电能表咋还能走

　　电工在实验室开心的向我提起昨天刚发生的乐事，一用电户在众人之间闲言唠嗑，因说话不慎露出了窃电破绽，并得到了严厉的处罚，事情的原委是这样的，电工因它所管理的区域电量亏损严重，苦于找不到原因，眼下正在满无头绪的调选使用到期的电能表进行周期轮换检定，期间并没有发现有窃电现象，可就在闲聊时，一男子诡异的说，这一次的电能表校验的真神奇，去掉挂钩表也能走，话音刚落，电工随机问道你怎么知道？这位男子瞬间离开，这句是乎不大经意的话立刻引起电工的警觉，赶在时间卸下该用户的电能表再次进行检查，经过对接线盒仔细观察后发现了问题，看出了破绽，原来在接线盒内挂钩连接铜片上保留下有许多拨过的重复划伤痕迹。面对事实，这位用电户不得不承认其曾多次利用此方法实施窃电行为。讲到这，电工开心的笑着说真没想到在个别用户表计上采取一些防窃措施，还真收到了奇效，无意之间捡了一个漏，哈哈。

　　三、新防伪技术使窃电行为显现无奈

　　一用电户通过找熟人向我咨询，问能不能帮他在智能表上加两个防伪封印。面对这位老熟人我开场直白的解释说，您拿的是一只多功能全电子式智能电表，是国家电网在近几年推行的新型产品。它明显区别于以往的普通型电子表，防作弊技术为，近几年国家电网与制造商一直致力于这方面的研究。若在表内作弊就破坏封印，用此方法来对抗一些窃电行为，动过的封印不能复原，封印上的编号同其电能表出厂号相一致，在使用中，一旦人为破坏不能复制，。于是我对这位老熟人毫不掩饰的说：你这位窃电的朋友摊上事了，哈哈。

　　四、电子表正向计量不受进线方式影响

　　一用户在使用上电子表之后向我咨询，为什么电子表在改变进线方式之后计数器仍然能够正向计量？一名普通的用电户居然能够提出这样的问题，我心中甚是可笑，这就是电子表设计原理问题了，回答这个话题就是电子表具有双向计量功能，就是将进线路反接同样能够正向计数，另外电子表还不受倾斜度的影响，你就是把它颠倒360度，电子表照样能够正确计量，哈哈。

　　五、巧遇电能表的第二次伤害

　　客户从收发室取出它刚检修好的电能表，只见它右手拿表，左手持单，毫不经意的低头走路，边走边看，很自然的停留在它的自行车旁，一门心思只顾着俩眼观看校表单，把手中的表随意放在车后光溜发亮的衣架上，不巧的是电表瞬间滑落掉在地面上，表壳啐了一地，看到这种场景真是滑稽又无奈，我随后和他开玩笑说你把电表伤的不轻。由于从事电能表校验工作工龄较长，像这种类似的情况我绝不是次遇到。处理的终结果是，二次修理，免费检定，成本件另收，哈哈。

　　六、蠢事遇巧事真万幸

　　话说一不良加工户，它的加工作坊坐落在村头一条丁字路的池塘边沿上，所用电表安装在不远处池塘拐角的电线杆上。这个人平时喜欢耍个小聪明歪点子较多，用电过程中养成一个窃电的坏毛病，就是每逢电工在抄表之后的第二天，习惯性的爬杆窃电。这一次又是向往常一样爬在杆上轻车路熟的重复操作着窃电过程，老话说得好：常在河边走哪有不湿鞋的道理，就在它操作过程中，稍不留神在一瞬间手触及到了带电的线头上，这是它平生次在电线杆高处被电击了下来。好在它命不该绝，却幸运的掉进了水塘里，呛了一肚子的池塘水，幸亏路人发现的及时才捡回了一条命，话再说拐过来，事情巧就巧在电线杆位置紧靠水塘边，它当时的站姿又恰好背靠水面，池塘水又深，当时想来真是不幸中的万幸，惊恐之余它这次不仅湿了鞋还变成了落汤鸡，落下了当地村民茶余饭后的笑柄，哈哈。

　　七、常数试验还有第四种方法

　　从事电能表检定工作人员都知道，在校核计数器常数时，有恒定负载法，计读转数法，走字试验法。一次，我在参加省计量科学研究院举办的电能表检定规程宣贯培训班的会场上，老师讲到计数器的传动比例，计算公式及校核常数的三种方法，在下课休息时间，一些学员在讲台上围着老师咨询一些问题，这时我向老师建议说，校核常数还有第四种方法，即节电又环保，学员现场静听，我接着说比如：一只30转的电能表，在不需要用电的情况下，右手扶表，左手轻微拨动转盘直至30转，计数器显示一度电者即为合格，这叫着节能环保替代法，词语一出全场哄堂大笑，老师开心的说，我还是次听到你所谓的第四种试验方法，在场的学员有的开玩笑的说您太有才了，哈哈。