計量單位制之厘米克秒單位制

計量單位制之厘米克秒單位制

計量單位制是和量制(基本量及其導(dǎo)出量的特定組合)同步發(fā)展起來的。古老的計量單位制，首先出現(xiàn)在一些經(jīng)濟文化發(fā)達的地區(qū)，隨著那里的文明共同發(fā)展。大約公元前25世紀，埃及的計量單位制中，長度的基本單位是庫比特(cubit肘尺)，100庫比特等于1開赫特(khet)；土地面積單位斯坦塔(setat)，1斯坦塔等于開赫特的平方。當時已使用十進制。這里長度與面積這兩個量已構(gòu)成量制，長度為基本量，面積為導(dǎo)出量，而庫比特與斯坦塔則是這個給定量制中的單位，庫比特為基本單位，斯坦塔為導(dǎo)出單位。可以認為這是量制和單位制的雛形。

　　中國從公元前五六世紀出現(xiàn)了明確的長度、容量、重量單位及其量制，到公元前一世紀，先人對長度基本單位尺給予了科學(xué)的定義:黃鐘律管長九寸；累黍橫排一百粒的長度。并由尺度導(dǎo)出容量和重量單位:一升的容積為十六又五分之一立方寸；一兩(十六分之一斤)為一合(十分之一分)黍的重量；也公布過“黃金方寸而重一斤”、“水一升冬重十三兩”的重量單位標準的測量數(shù)據(jù)，而且建立了大量單位量標準。因此，中國二千多年前，在建立了度量衡三個量的量制基礎(chǔ)上，通過物理理論和數(shù)學(xué)形式構(gòu)成了邏輯的計量單位制體系。但由于長度和容量單位的分數(shù)、倍數(shù)為十進位，而“兩”的分數(shù)、倍數(shù)單位為非十進位，中國古代的度量衡制，還是非一貫計量單位制。中國古老的時間計量，發(fā)展到秦、西漢時期，用圭表測定當?shù)氐臅r刻，日晷和漏刻測定晝夜時刻，技術(shù)上成熟，使用普遍。這些計時器具也借助度量衡器進行測量。國家重視對度量衡和時間計量的管理，在典藉文獻中，兩者都列入“律歷志”加以論述。但始終未能把長度、重量和時間三個基本量選定在單位制系統(tǒng)內(nèi)，這是由于受到當時技術(shù)水平的限制。    

厘米克秒單位制

　　18世紀后半期，力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、靜電學(xué)已成為物理學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。測量的范圍也從度量衡擴展到所有的力學(xué)量、熱工量、電磁學(xué)和光學(xué)量，各種物理量都選擇合適的單位，建立起數(shù)學(xué)關(guān)系加以定義。19世紀后半期，米制已被歐洲、美洲的許多國家接受，把各種單位構(gòu)成邏輯關(guān)系形成一種單位制成為迫切要求。這時英國科學(xué)促進協(xié)會(BAAS)提出，需要一種由某幾個基本單位按系統(tǒng)建立起來的一貫單位制。在力學(xué)中選擇三個基本量:長度、時間和質(zhì)量，它們的基本單位被選為:厘米、克和平均太陽時的秒。這個單位制中，除基本單位外，還包括按“一貫單位”的要求，導(dǎo)出的這個量制中所能導(dǎo)出的導(dǎo)出量的單位。所謂“一貫單位”，即用基本單位通過數(shù)字因素為1的形式所表示的導(dǎo)出單位。例如:厘米克秒制中力的單位達因(dyn)與其基本單位間的關(guān)系為1dyn=1(g·cm/s)/s=1g·cm/s2；功的單位爾格(erg)，則1erg=1cm2·g/s2；速度的單位是厘米每秒(cm/s)。這個單位制稱為厘米克秒制(CGS)，這是近代計量學(xué)中個計量單位制。但是，事實上，有很多物理量例如光學(xué)的、電學(xué)的、熱學(xué)的，是不能從這三個基本量導(dǎo)出的，這一量制只覆蓋了物理學(xué)中的運動學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)和原子物理學(xué)，這就使得19世紀末和20世紀初的一些物理學(xué)家大傷腦筋，總想從中導(dǎo)出電學(xué)、磁學(xué)的計量單位。另外，還有些物理學(xué)家也主張增加量制中的基本量來解決。這樣，演繹出了為數(shù)不少的量制和單位制。例如，在厘米克秒制的基礎(chǔ)上，派生了米千克秒制、米噸秒制這樣一些用較大的單位作為基本單位的單位制；英制中，相應(yīng)出現(xiàn)了英尺磅秒單位制；在工程技術(shù)上，用得更多的是力而不是質(zhì)量，因此，出現(xiàn)了以長度、力和時間作為基本量的三量綱制，稱之為工程量制。在這個給定量制下，出現(xiàn)了米千克力秒單位制、英尺磅力秒單位制。這類單位制統(tǒng)稱為重力單位制。為了和重力單位制相區(qū)別，把以長度、質(zhì)量和時間作為基本量的那一些單位制，稱之為單位制。這兩類單位制中的單位，則分別稱之為重力單位和單位。   

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