在茶果人眼里,中国人的数学能力已经超越了上帝。除了数学成绩,背99乘法表都足以秒杀一大堆外国朋友,更不用说灵活变化的神奇技能了。
但有一点,即使是无敌的中国人也会被打败,那就是繁琐的单位换算问题。
刚到美国的时候,很多人认为语言会是人生最大的障碍。在实际操作中,你会发现理解单位间的换算比交流要困难得多。
世界上有两种主要的单位制。一种是国际单位制(缩写为SI,也称公制),由7个基本单位等衍生单位和辅助单位组成。
中国使用这种单位制。在全球范围内,公制自然是最广泛采用的一种。
国际单位制的七个基本单位(千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉)
另一种单位制,英制单位(英制单位)起源于英国,如英寸、英尺、英里等都属于英制单位。
疯狂美国英语单元
刚到美国的外国朋友,要面对各种单位转换的问题。一寸、一寸、一码、一里有多长?一盎司一磅有多重?一加仑油可以用多久?还有华氏32度是高温预警还是寒冷预警?
都说入乡随俗,但这真的不是背一个单元的问题。
一般来说,公制单位,我们只需要记住七个基本单位和小数进位规则,就可以得到一个明确的辅助单位。例如:
1公里=103米=104分米=105厘米=106毫米=109微米=1012纳米。多么整洁漂亮,舒服极了。
可是,英制单位,却分分钟把强迫症逼得要死。因为英里、码、英尺、英寸等等。都有相应的重量和度量,这些长度单位没有进位规则。于是,1英里= 1760码= 5280英尺= 63360英寸,一种奇妙的关系出现了。
为什么公制比英制好?一目了然。来源:reddit
另外,就算你能完整的记住所有的英语单位,用起来还是会让人崩溃。
请注意以下问题:
有一个长14英尺、宽15英寸、高16英尺1/2英寸的游泳池。这个水池能装多少加仑的水?
你有三分钟时间得到答案,但你还没想出来?那就先跳过吧)
为什么英制单位这么奇怪?
先看看它是怎么诞生的。
在那个科学不开明,古人不懂得以一个自然常数为基准的年代,度量衡的意义非同一般。所谓度量衡是指用于计算其长度、体积和重量的物体的总称。
但是人为设计的度量衡并不是不变的东西,这也造成了早期计量单位的混乱。而这种混乱在19世纪之前是世界性的。
500年前,古希腊哲学家普洛·特戈拉说,“人是万物的尺度”。世界上几乎所有的人都尝试过用身体的一部分作为标准来衡量世界上的一切。
比如中国人常说的扎三声,就是大拇指和中指张开时指尖之间的长度。但是人有高有矮有胖有瘦,所以定义的长度是飘忽不定的,误差很大。帝国单位就是这种混乱环境的产物。而且英制单位的标准一直在变,从来都不准确。
举个例子,
他们最常用的长度单位英寸(inch)定义为拇指的长度。然而,在历史上的许多时候,1英寸将被定义为三颗麦粒首尾相连的长度。
Foot 写成Foot,顾名思义就是鞋底的长度。但是鞋底长度的个体差异可以接近10 cm,混淆和误差在所难免。
你的脚还是姚明的脚?
为了减少误差,世界各地的人们都试图摆脱“一千个人有一千个长度”的困境,制造出各种各样的测量仪器。
例如,古埃及人在3000多年前制作了已知最早的长度标准——腕尺。那是一把花岗岩做的尺子。又硬又不容易穿。
这么大的金字塔工程,用身体去衡量自然是不可行的。
但在选择长度标准时,他们还是任意选择了法老手肘到中指末端的长度,称为1立方。法老手掌四个手指的宽度是1帕尔姆。在中国,度量衡于公元前221年统一。
从实用的角度来看,这种度量衡制是最简单直观的。在典型的农业时代,这种单位勉强够用。然而,随着国家间贸易的日益频繁和工业时代的到来,度量衡越来越无用。
而测量的转折点发生在率先完成启蒙运动的法国。要知道,在法国大革命之前,他们也有800多个单位名称,25万种计量标准,令人闻风丧胆。
巴黎子午线穿过巴黎天文台。
法国人自己也坐不住了。因此,法国科学院建议以地球为标准,将穿过巴黎的子午线总长度的四十分之一定义为1米。取四分之一弧长,法国人还做了一个标准参照物,叫做“米源装置”。
除了长度单位,其他单位如重量和时间也获得了自己的标准参照物。例如,第二个是对应于铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁的9192631770个辐射周期的持续时间。
一次代铂大米原辅料装置
到1875年,17个成员国签署了法国公制公约。公制惯例也是国际单位制(SI)的前身。目前,已有近100个国家和地区完成了国际单位制的应用。
此外,国际单位一直在提高基本单位的精度。
比如在80年代,长度单位“米”是量子化的。未来的“米”不再是地球子午线四十分之一的长度,而是真空中1/299,792,458秒的距离,测量精度提高了一万倍。现在的卫星定位系统GPS能做到这么精确,高精度的单位制功不可没。
但是,美国今天在坚持的英制单位,其实并不是原来的英制单位。
这些单位的基准现在只能用公制单位来建立。
例如:
在美国一英寸只能等于2.54厘米,不再是一个拇指的长度或者三个麦粒首尾相连的长度。
而一只脚只能等于30.48 cm,不再是谁的脚长。
也就是说,任何领域都不存在严格意义上的帝国单位。所以这种美式英制单位,除了换算麻烦,本质上还是国际单位,就像脱裤子放屁一样。
计量单位混用除了日常换算的麻烦,还会造成重大事故。
比如著名的Kimini滑翔机事件,就发生在加拿大公制和英制混用的时候。1983年,加拿大航空公司空143航班的机长计算出需要20000公斤的燃油。但工作人员认为是2万英镑。
结果燃料不到一半的飞机在飞行中途自动熄火了。因此,飞机不得不紧急降落在附近的Kimini 空军事基地。由于飞机太高太快无法直接降落,机长不得不决定在降落前滑翔。这次滑翔也打破了民航滑翔飞行的世界纪录。
美国也从混乱的单位学到了很多。比如NASA的火星气候探索者,因为控制团队混淆了公制和英制,直接导致探测器坠毁。当时,在探测器上使用公制单位的磅力。但是,地面人员输入的重量磅数是英制单位。
所以,花费3亿美元,花了一年时间从地球飞到火星的探测器击中了水漂。