如何統一世界？

中學時，我們應該都聽曆史老師講解過秦始皇的功績。

不過，與「掃滅六國」「開創帝制」這些聽起來令人熱血澎湃的方面相比，秦始皇的另一項功績卻往往不會被人過多談論，那就是：

車同軌、行同輪，即統一度量衡。

◎ 度量衡，原指長度（度）、容積（量）、重量（衡）的計量，後來推廣到一切物理量的計量。以厘米為單位的卷尺，以攝氏度為單位的溫度計，一個可以測量以伏特為單位的電壓、以安培為單位的電流、以歐姆為單位的電阻的萬用表，都與度量衡有關。
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由于它的實用性，由于它與每個人的生活都息息相關，人們往往會把它當成一件自然而然的事情來看待。

但事實上，統一度量衡的作用，絲毫不弱于國家統一和政治制度創新，甚至猶有過之。美國西北大學教授奧爾德（Ken Alder）曾說：

「度量衡是最平常和普通的事情之一。可實際上，我們認為理所當然的事情才最為有趣。」

正是如此。

秦始皇之後，中國在隋文帝時期和民國時期，還經曆過兩次度量衡的統一。

其中，民國時期對西方「公制」（Metric System，也被稱為「國際單位制」）的引入，為我們今天以「米」來衡量長度，以「克」來衡量質量，奠定了基礎。

然而，這卻讓人不禁想探究：

這些平日裡幾乎沒人會追問，卻無時無刻不在影響我們生活的公制度量衡單位，究竟是如何出現，并成為全球多數國家的通用單位？

而與公制對應的英制單位又是怎麼回事？為何所有國家不使用同一種計量單位？

◎ 英制單位，由1824年英國《度量衡法》定義的單位系統，主要包括英尺（長度主單位），磅（重量主單位），加侖（容積主單位），華氏度（溫度單位）等。由于各種曆史原因，英制的進制相當繁雜。圖為位于倫敦的前英國度量衡辦公室。
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公制最開始出現于18世紀末的法國大革命時期。

在此之前，全球從未有過統一的度量衡，甚至不僅國家與國家之間的計量單位不同，一些國家内部的計量單位也不同。

根據奧爾德在《萬物的尺度》（The Measure of All Things）一書中的估計，僅在大革命之前的法國，就至少有25萬個不同類型的度量衡單位被人使用。

我們可以設想一下這個場景，無論是跟其他人讨論物理、化學問題，還是去商場買菜，亦或是去其他國家旅行，都可能要使用不同的計量單位來進行換算。

麻煩顯而易見。

在法國，這種麻煩，被法國大革命徹底改變了。

衆所周知，在19世紀末的動蕩歲月當中，革命者不僅希望從君主和教會手中奪取權力、颠覆政治，還希望經由颠覆舊的傳統和習慣，來徹底改變社會。

顯然，舊有的度量衡也屬于「舊的傳統和習慣」，也處于被革命的範疇内。

因此，革命者在先從時間上下手。

為了消除宗教對時間的影響，革命者在1793年推出了「共和曆」，全面采用十進制。

共和曆規定，一年有12個月，每月30天，每月分為3周，每周10天，并廢除星期日，每年最後單獨加5天，閏年加6天。

◎ 1794-1795年的法國日曆。
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同時，全面廢除以前的節日名稱，以羅馬數字紀年，把1日的時間定為10小時，1小時為100分鐘，1分鐘為100秒。

◎ 同時顯示十進制時間（圓内）和十二進制時間（外緣）的鐘表。
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但是，由于共和曆過分強調十進制，與基于地球公轉和自轉形成的時間計算方式差異過大，完全無法滿足人們的生活需要，因而實行了一段時間後，便以失敗收場。

不過，雖然在時間上的嘗試失敗了，但在其他計量單位上的改革，如長度和質量上，卻成功了。

1790年，在國民公會的要求下，一群參與了啟蒙運動的科學和思想家成立了一個委員會，來制定标準的度量衡制度。

委員會并不希望憑空創造出來一個長度單位，而是希望這一單位能基于自然。

于是，經過長期測量與商讨後，他們建議以通過巴黎的子午線為基準，将地球赤道到北極點的距離的1000萬分之一（即地球子午線的4000萬分之一）作為标準單位，稱為「米」，得到了國民公會批準。

◎ 巴黎子午線示意圖。
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之後，基于十進制原則，較大和較小的單位，通過将基本單位「米」乘以或除以10及其幂數來創建，厘米、分米、千米等長度單位随之出現。

同時，容量和質量的測量根據長度單位進行推導，如容量單位「升」被定義為一立方分米的體積，質量單位「克」被定義為一立方厘米水的質量。

自此，度量衡系統已基本成型。

「米」基于客觀的自然長度而設立。各個單位相互之間得以聯系，并為使用者提供了極大的便利，他們不需要再進行除以16（将盎司轉換為磅）或除以12（将英寸轉換為英尺）這樣并不統一的計算。

然而，盡管科學家們精心設計了新的度量衡單位，可在公布之後，卻沒有人願意主動使用它。

因為舊的單位雖然複雜而繁瑣，但大多與某一地區的宗教、習俗和經濟習慣密切相關，很難一下子改換。

如果采用新的單位，意味着一切都得推倒重來，成本太高。

當時的巴黎政府對民衆的不配合異常惱怒，專門派遣警察和監督人員到市場上，強制執行新的制度。

可民衆對此态度鮮明。他們陽奉陰違，表面上遵循政府要求，私下裡依然使用舊有的單位換算。

到了1812年，拿破侖見公制的普及情況不好，宣布放棄公制。

不過，拿破侖的放棄并不意味着公制的瓦解。

實際上，任何制度的改良都會觸犯舊有習慣，必須要經曆陣痛期，但有價值的制度最終會證明自身的價值，以及改革的必要性。

19世紀，法國的工業革命如火如荼，商品種類越來越多，不同的單位使用起來越來越不便。

而由于軍事需要，地圖繪制需要更加精确而統一，不能出現換算上的問題。

同時，1855年，法國将舉行世界博覽會，各國将在博覽會上比較工業和技術水平。這意味着，除非有統一的計量标準，否則比較起來非常麻煩。

◎ 1855年，巴黎世博會開幕式。
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因而，19世紀中期，法國重新恢複了公制，并要求學校全面教授公制。

到了19世紀後期，公制終于得到了全面普及，奧爾德寫道：

「經過大約100年時間，幾乎所有法國人都開始使用它。」

當然，此時公制不隻在法國，而且已在全球開枝散葉。

人們都逐漸意識到計量單位統一的好處，普遍認為法國人的這套公制體系很合适。

這很好理解。如果将其想象成一種語言，計量單位統一就意味着大家的語言相同。

如果世界上每個人都說英語或漢語，那麼貿易、社交、旅行的難度顯然會大大降低，無論國家、公司還是個人，都可以減少交流中的阻礙，降低學習成本。

因此，1875年，一項被稱為《米制公約》的國際協議出現了。

協議為長度和質量等單位制定了明确的标準，以公制為基礎來衡量其他一切非公制單位，并建立了常設機制來管理和促進公制的進一步完善。

◎ 位于法國聖克盧的公館，自1875年以來一直是公制單位管理機構的所在地。
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包括美國、法國、德國等17個國家當年就簽署了這一協議。

到1900年，以歐洲各國為核心的總計35個國家，都接受了公制體系。

對這些國家中的絕大多數而言，公制此時已成為它們的标準制度，無論是日常交流、商業貿易還是學術研究，都以公制為準。

但是，對很多非西方國家來講，度量衡制度的改革此時才剛剛開始。

其中，最有代表性的就是中國。

對于中國接受公制的過程，丘光明、方偉學者都有過總結，我們在此進行一個概述。

從道光至光緒的晚清幾十年前，中國受西方列強侵略，通商口岸被迫開放，從貿易到制度，一同受到巨大沖擊。

英制、公制等度量衡制度也一并輸入，令清朝本就混亂的度量衡體系變得更加混亂。

所以，光緒三十四年（1908年），面對國内度量衡的極度混亂，朝廷拟定了《劃一度量衡圖說總表及推行章程》。

這一章程總共40條，主旨是在沿用清朝舊制（即營造庫平制）的基礎上，鑄造鉑銥合金原器和鎳鋼合金副原器，與公制進行對比，作為衡量長度和重量的标準，确定一營造尺長32厘米，一庫平斤重37.305克。

不過，随着清廷幾年後退出曆史舞台，這一章程最終隻存在于書面上，沒有真的落實。

民國時期，北洋政府于1915年頒布了《權度法》，規定：

（1）權度（即尺度标準）以萬國權度公會所制訂的鉑銥公尺、公斤原器為标準。

（2）權度分為兩種：

一是傳統的營造庫平制。長度以營造尺一尺（32厘米）為單位，重量以庫平一兩（37.305克）為單位。

二是萬國權度通制。長度以一公尺（米）為單位，重量以一公斤（千克）為單位。

依照《權度法》規定，這種兩種制度将同時并用。

◎ 1915年1月7日，《政府公報》上刊登的《權度法》。
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并用的原因是，傳統的營造、庫平和米、千克之間的換算奇零不整。

營造三尺是96厘米，庫平三兩則是111.915克，和公制無法之間換算，使用起來非常不便。

如果直接用公制，一公尺過長，一公斤過重，民衆一時間又難以适應計量标準如此之大的變化。

事實上，《權度法》的并行制也隻是一種折中方案，而且由于換算不便，民衆不願接受，這一方案也沒有全國實行，最終不了了之。

南京政府當政後，随着社會進一步發展，統一度量衡成了必須。

于是，大量學者商讨後，給出了三種方案：

（1）徹底廢除營造庫平制，完全采用萬國公制為度量衡制度。

（2）完全抛開萬國公制，結合傳統和科學，重新建立一個符合國情的度量衡制度。

（3）以萬國公制為标準和最終目标，兼顧民衆的使用習慣，在過渡時期設立輔制（即以營造庫平制為基礎的市用制），簡化公制和輔制之間的換算關系。

最終，第三種方案得到了多數認可。

1928年，南京政府據此在公布了《中華民國權度和标準方案》，主要内容有兩點：

一是标準制。

确定萬國公制為中國度量衡的标準，長度以一公尺為标準尺，容量以一公升為标準升，重量以一公斤為标準斤。

二是市用制。

将之前營造庫平制與公制的換算關系簡化，長度以标準尺三分之一為市尺（33.33厘米），容量以一标準升為一升，重量以标準斤二分之一為一市斤（500克）。

如此一來，雖然輔制不完全符合營造庫平制，但二者換算時相差不大。

一市升等于一公升，一市斤等于二分之一公斤，一市尺等于三分之一公尺，形成了「一二三」的标準，也便于民衆記憶。

這一标準也一直流傳到今天。

我們今天去市場，跟店家說買一斤蘋果，店家直接稱500克的規矩，就是這時确定下來的。

自此，中國終于完成了與公制的接軌。

接軌之後五十年，1976年，中國以成員國身份正式加入《米制公約》，則标志着中國正式成為了「全球公制化」的一部分。

◎ 2022年3月，《米制公約》簽署國：成員國（紅色）、附屬成員（粉色）、前成員國（深綠）、前附屬成員（淺綠）。
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中國實行公制的過程，基本就是20世紀非西方國家的縮影，各國的過程基本大同小異：

由于社會需要，在政府和學者推動下，綜合考慮本國度量衡的傳統，進行由上而下的改革。

而到了21世紀，這種改革基本上不會再出現了。因為除了少數幾個國家還使用英制外，幾乎所有國家都已将公制作為官方的唯一度量衡單位。

但是，這少數幾個國家中，卻有一個所有人都無法忽視的重要國家：

美國。

那麼，為何美國在這個問題上要成為異類？

上文提及，美國1875年就簽署了《米制公約》。

可簽署公約後，美國并沒有像其他國家那樣，全面采用公制标準，反而大量沿用基于英制稍加改良的傳統，直到今天仍是如此。

◎ 全球以公制為主（綠色）和以英制為主（紅色）的國家。
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英制與公制的矛盾，曾給美國帶來巨大損失。

1998年12月，NASA發射了一顆火星氣候探測器。可當探測器進入火星大氣層時，卻突然消失。

NASA緊急調查後，發現問題出在單位上。

承包探測器發動機的洛克希德·馬丁公司沒有将相關軟件中的英制單位轉換成公制單位，導緻推力計算時，NASA說的是單位是牛頓，洛克希德卻以為是磅。

最終，探測器沖進大氣層燒毀，超過1億美元的成本打了水漂。

然而，這樣的事故，卻并未讓美國全面放棄英制單位。

2015年，羅德島州參議員查菲（Lincoln Chafee）曾宣布要參選總統，并在演講時呼籲：

「讓我們加入世界其他國家的行列，走公制的道路。」

查菲的話并沒有得到普遍贊同。

《國家評論》的評論員傑拉格蒂（Jim Geraghty）甚至開玩笑地說，這是其競選中「最糟糕的想法」。

那麼，為什麼美國還堅持要使用英制單位？

作為《米制公約》最初的17個成員國之一，美國為何沒有成為完全的公制計量國家呢？

這主要與三方面因素有關。

第一，是美國的工業傳統。

美國工業革命時，英制是主要的計量單位。所有工廠使用的機器都以英制為基礎設計，所有工人在培訓時都接觸英制，各種各樣的工業産品都參照英制。

所以，19世紀70年代，歐洲各國（不包含英國）紛紛開始使用公制時，美國的工業制造商和工程師們率先提出抗議。

制造商生産車床的設備中，無論是螺絲還是鋼材，全都基于英制尺寸設計而成，工程師的設置圖紙也全部使用英制。

他們認為，重新裝配和培訓的成本太高，難以承擔。

同時，很多工程師更喜歡英制的原因是，它圍繞着「2」而非「10」建立。

這意味着，每英寸可以二分之一之後再一個二分之一，這樣循環下去。

這會讓各種尺寸的螺絲與其他各種機械零件産生邏輯上的對應關系。

美國工業界普遍認為，這種對應已經很成熟，不需要做出改變。

故而，從19世紀末一直到20世紀，每當國會讨論是否要全面改用公制時，與工業有關的企業和個人都會站出來進行阻撓。他們不想為此大動幹戈。

◎ 美國賓夕法尼亞州的伯利恒鋼鐵公司，曾是20世紀全球最大的鋼鐵制造商之一。但在1982年，它停止了大部分業務，并于2001年宣布破産。
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第二，與美國對獨立性的重視有關。

對此，喬治亞大學曆史學者米姆（Stephen Mihm）曾談到，美國不放棄英制，是因為「這關系到國家尊嚴」。

許多美國人都認為，美國應該保持某些特定傳統，來區分自身與其他國家，象征自身領導者而非追随者的地位。

英制就是其中之一。

如果放棄英制，采取公制，特别是以「其他國家都這樣」為理由，很多美國人會認為這是一種示弱，亦或是一種強迫，乃至是對國家主權的侵犯。

第三，與美國人的習慣有關。

衆所周知，習慣的力量非常大。就像米姆所言：

「當涉及到度量衡問題時，政府的命令很難起作用。曆史和習俗的影響太強大了。」

法國最初推行公制單位，習慣也是重要的阻礙力量。

哪怕是已經将公制作為官方計量單位的英國，人們在實際生活中也常常使用英制。

對于美國人來講，亦是如此。

自美國确定英制以來，早已過了上百年，一代代美國人在英制的環境中長大，如果沒有極強的推力，很難有主動改變的意願。

因此，美國沿用英制至今，也就不難理解。

不過，美國堅持英制，不代表美國人不使用公制。

實際上，美國在度量衡問題上，更多采用的是雙軌制，即使用一個聯合系統。

在學校當中，老師既教孩子學習英制，也教大多數國家使用的公制。

所以，美國的尺子基本兩側都有數字，一側是英寸，另一側是厘米。

而且，從趨勢上看，雖然阻礙公制改革的力量很大，但美國仍舊在一點點地移動到公制一側。

◎ 1960年，由《米制公約》簽署國組成的外交組織—度量衡大會通過了對該體系的廣泛修訂和簡化。将七個單位：米（表示長度）、千克（表示質量）、秒（表示時間）、安培（表示電流）、開爾文（表示熱力學溫度）、摩爾（表示物質的數量）、以及坎德拉（表示發光強度），确立為公制系統的基本單位。圖為1889至1960年的國際米原器棒。
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1971年，美國商務部長斯坦斯（Maurice Stans）在向國會遞交1968年《公制研究法》的研究結果時，就建議通過一個國家計劃，用十年的時間将英制變為公制。

這一建議當時并未得到通過。

但後來在1988年的《公制研究法》修正案中，公制還是被列為美國貿易中的首選度量衡系統，并要求所有聯邦機構在1992财年結束前，在各項業務和活動中，都使用公制計量系統。

并且，由于公制是絕大多數國家的唯一計量方式，因而這些國家客戶都會要求美國企業以公制單位進行生産和交付，這讓美國越來越多行業或主動，或被動地改用公制。

因此，即便在美國，公制也可能以非政府命令，而是逐漸蠶食的方式，逐漸取代英制。

若幹年後，美國很可能成為一個公制國家。

從「米」開始的公制度量衡體系，它影響了人類的曆史，連接了人們的往來，見證了全球化與貿易的繁榮，促進了科學技術的發展。

而某種意義上，在未來，它或許将真正地統一世界。

參考資料

Origin of the Metric System. USMA, 2019-10-22.

Madhvi Ramani. How France created the metric system. BBC, 2018-09-25.

Yoni Appelbaum. Who's Afraid of the Metric System?. The Atlantic, 2015-06-06.

方偉. 民國度量衡制度改革研究. 安徽大學, 2017.

丘光明. 中國度量衡史上的三次大統一. 廣西民族大學學報(自然科學版). 2016,22(03).