秤:纵横古今的衡器

作者: 破晓

时间刻度

约4500年前 埃及

很久以前,人们在挑担子等劳动中发现,如果支点两端重量不等,必然会向重的一端倾斜,重量相等时则会保持平衡。基于这种直观的对称思想,人们创造出了等臂天平。

它是谁发明的?长什么样子呢?

迄今发现的最古老的天平杠杆,出自埃及,距今已有4500年了,如今保存在伦敦科学博物馆。这种天平看起来像个十字架:水平的棍子正中间穿孔,两端系上绳子悬挂物体后,再用竖直的棍子将其悬挂起来。

春秋战国时期 中国南方地区

中国最早发明的也是这种等臂天平吧?

是的,中国也是世界上最早使用天平和砝码的国家之一。春秋晚期,楚国经济繁荣,王公贵族开始使用黄金作为重要货币,木衡铜环权双盘小天平应运而生。这种天平的砝码非常精细准确,而且是成套存在的。为了在小小的秤盘里多放砝码,以及放上砝码后秤盘不偏斜,所以就把砝码做成了环形。一套完整的环权共十枚,大体以倍数递增,最小可以称量一铢(0.651克)的物体。

东汉时期 中国

但这种精细的天平不适用于普通生活。劳动人民从等臂天平入手,研制出了不等臂天平,并在东汉时期将其改进成为杆秤。杆秤利用杠杆原理来进行称量,由木制或金属制的带星的秤杆、金属秤锤、提纽等组成。杆秤制作方便(缺点是准确度低于天平),很快在商业、手工业、农业、税收和民间日常生活中流行开来。在随后的近2000年时间里,杆秤都是我国重要的称量工具,直到现在都还有人在使用呢。

确实,我有次在中药店就看到杆秤了。

1670年 法国

人们在使用天平和杆秤的过程中,觉得用绳子吊个盘子是一件很麻烦的事,使用起来很不方便。于是,有人想去掉这讨厌的绳子。1670年,法国著名数学家、机械设计师吉尔·洛百瓦尔将他发明的案秤报送巴黎科学院,这是一种等臂双盘案秤。托盘天平的发明被认为是对古老的吊式天平的重大改进。至今,托盘天平仍在被广泛使用。

我们做实验的时候用到过这种天平呢。

1831年 美国

像药店门口这种可以让人站上去的秤是什么时候发明的呢?

这就要归功于美国人T·费尔班克斯了,他在1831年发明了台秤。台秤由承重装置、读数装置、基层杠杆和秤体等部分组成,读数装置包括增砣、砣挂、计量杠杆等。在使用台秤时,通过手动加、减增砣和移动游砣,使计量杠杆达到平衡,即可得出被称物质量数值。机械台秤结构简单,计量较准确,只要有一个平整坚实的秤架或地面就能放置使用。

20世纪中期 法国

随着科技的发展,20世纪中叶出现了简单的电子称重仪器。当我们把物体放在电子秤的秤盘上时,压力会施加给传感器,传感器发生变化后,会输出一个模拟信号,最后经过一系列程序处理和运算,电子显示屏上就会显示出最终的结果。经过半个多世纪的发展,现在电子秤的种类越来越多,它也成了我们生活中必不可少的重要工具。

每次跟着妈妈去买菜的时候,都会看到好多好多的电子秤呢。

终于搞清楚以前的人是怎么称东西的了。

看了这么多秤,我觉得还是有星花的杆秤看起来最漂亮。说起来,这也是我国两千年来的一种文化传承呢。

不过在生活中还是准确度高、人为误差小、数字显示直观、称量范围广的电子秤更适用。

(插画绘制/蔡成恩)