蜀水闻涛

蜀道难上青天,水波浪及塘沿。闻声心潮澎湃,涛起阵阵思念。
蜀水闻涛

04/13/2011

倘佯在公制和美制的爱恨之间 [转]

个人珍藏, 网络摘记, by 很黑很非洲.

来源:Electronics Cooling Magazine Vol.14, No.2
翻译:bylelele@263.net
原文:On The Hate/Love Relationship Between The U.S. And SI
作者:Clemens J.M. Lasance

  去年,我曾谈到了信仰:用于解决实际生活问题的宗教信仰。文中,我忘记了这种方式的最大好处:由于其没有实际物理意义,因此对所有人来说都是一样的,无论是美国人还是外国人< 安啦,现在看文章的大家也是外国人>。可是很不幸,这对于所有的物理单位来说都没有用,而这篇文章的主题就是标准化的争斗。

  没有标准化曾经在历史上造成许多问题。例如,1886 年美国联邦对铁轨的标准进行了量化;在此之前,宾夕法尼亚州的伊利市,作为多条铁路的交汇点,存在着三种铁轨标准,当更换联邦标准铁轨之后,平时为铁路更换不同规格铁轨的数百名工人将面临着失业。这件事造成了血腥的骚乱,参加骚乱的妇女将所有新铺设的联邦规格铁轨毁坏掉。

  1904 年的巴尔的摩大火使得对美联邦统一标准的期盼更为迫切。华盛顿的救援(后来不得不从纽约调来救援)是最及时的,但由于两地消防水管的标准不同使得华盛顿的救援人员到达之后仅能望火兴叹,而 1910 年时,年锅炉爆炸事故竟高达1400起;这最终促成了安全标准的最终建立。

  不仅如此,在火星登陆时也出现转换美制到公制出错,而加拿大航空公司的波音 767 加油时更是混淆了单位,这些听起来都是些很恐怖的事。

  单位的故事读起来总是十分有趣的。肘尺,在古代曾经十分常用的,大约为一个成年男子的前臂长(由埃及的图画文字考证而知),或者是肘部到中指的距离。而今天肘尺< 晕,原文是中指,编辑扯到哪里了。今天的翻译应该是腕尺>则表示了完全不同的含义,有些人称之为社会发展。两肘尺大约为一码。当度量贵金属的时候,阿拉伯人用 “karob” 做单位,相当于一棵小菜豆的重量,而今天 “karob” 则有一个大家很熟悉的别称,克拉。

  罗马帝国将标准的使用扩展到广大的疆域,当罗马帝国消失 1200 年之后,英国国王爱华德又将标准化的工作推前了一大步,他下令将一根铁棍的长度作为一个标准量器,长度大约为一码。到了 1793 年,法国引入了新的以米和十进制为基础的米制单位制,但是在 1812 年,由于保守派的行动< 这个 conservationist actions 确实很难翻译 >,拿破仑被迫宣布放弃米制单位制。最终,法国在 1837 年回归了米制单位制,而英国则是在 1824 通过立法确定了标准的单位码。

  而远在大洋彼岸的美国又是怎样呢?1830 年左右,标准米和标准码的量具副本都被带到美国。不过,不幸的是美国选择了英制单位制,而更不幸的是,选择的是不完全的英制单位制。例如美制的加仑和英制的加仑有少许差别。

  值得注意的是,在更早的时候,美联邦在 1792 年制定了法律,为货币选择十进制的体系。Thomas Jefferson 则建议将米制体系扩展到更大的范围使用。1795 年,法国试图说服美国接受他们的观点,来使用米制单位制,但屡次都不成功。1866 年议会通过了法案,允许使用米制单位制,这总算向前迈进了小小的一步,1875 年美国等 17 个国家签署了米制的条约,设立国际计量局来管理国际单位制 (SI).

  1893 年 Mendenhall 法令规定了国际单位米和公斤将被视为基本标准。1896年 和 1901 年又再次提出法案推荐使用米制单位制,但是却没有实际的行动。国会在 1968 年要求对米制的问题进行一个为期三年的调查,并在1971年公布了“米制的美国……”的报告。在 1975 年,国会通过了公制转换法,以协调自愿过渡到公制系统。1991 年,美国法律要求完全使用米制单位制,但没有规定最后日期。自 1996 年起,国家气象报告中的地面温度也开始使用摄氏温度为单位。

  几年前,我曾经写信给国家地理杂志,希望他们考虑全世界 95% 读者的习惯,至少在书中相应的英寸和华氏的数值后添加上公制单位的数值。他们的答复是曾经试过一次,但是这样做就要被迫放弃美国的读者;而对于我认为他们也负有教育责任的观点却没有作出答复。

  现在,美国和缅甸、利比亚仍然在是否转换到米制单位制上犹豫不决。但这也许是黎明前的黑暗。如果常识没用的话,金钱就会显示它的威力。从 2009 年起,所有欧盟内销售的产品都必须使用国际单位制。我乐于使用这样一个积极的观点来结束本文,在绝大多数工程和科学研究的领域,公认使用国际单位制。以这篇随笔寄期着我的愿望。

两篇背景资料:
(注意英制和美制还是有区别的,但对于很多人来说基本上都 no sense)
公制还是英制,这是个问题(上)
公制还是英制,这是个问题(下)– 看 3 亿美元如何因为坚持英制而打了水漂

  还是几年前的事了,有一次我正在上班,幼儿园的老师打电话来说,小东升发烧 100 度。我当时立马跳了起来,100 度还不烧化了?后来转念一想,其实老师说的是华氏 (Fahrenheit) 温度,转换成摄氏 (Celsius) 大约就是 37.8 度。幼儿园规定超过 100 度就得接回家。

  到美国第一个不习惯的就是度量单位。除了钱币用美元(严格地说不是度量)外都不合理:温度用华氏 (Fahrenheit), 长度用英里 (miles), 重量用磅 (lbs), 体积用加仑 (gallon). 据我所知,全世界只有美国是少数延用英制 (imperial measurements) 的国家 (还有两个是缅甸和利比里亚), 连人家英国人都改了,美国的两个邻居加拿大和墨西哥也都用公制了,偏偏美国人继续用英制。在我的记忆里,在美国遇到的公制只有游泳池的长度是25米,那肯定是因为训练的需要。这美国人咋就这么固执呢?

  公制系统起源于 17 世纪的法国。当时是为了制止不法人员利用度量的混乱扰乱市场。它因为使用了 10 进制,所以特别好记。法国在 1800 年代早期正式采用这个系统,其他国家随即跟进。以后的几百年后,这个体系传遍全球。英国一开始还抵制了一下,1970 年代也终于改成了公制。当时的口号是:“公制:十倍之好” (Metric: 10 times better).

  公平地说,美国也“改用”公制了。1866 年,美国通过了公制法 (Metric Act). 1975 年,美国联邦政府采用公制为首选度量系统 (preferred measurement system) 。它还专门成立了一个小组 (Metric Board), 负责制式的转换。但是,美国政府没有给出一个时间表。到现在,只有少数的政府机构和一些大的国际公司部分采用了公制,我们在美国日常看到和听到的仍然是英制。

  如果说美国人民有太多的自由的话,东升觉得在这个问题上,他们是有了太多的自由。工会担心工人们适应不了这个新的系统;商人抗议说他们重新制作模具开销太大;各个州也不同意改换,因为他们不情愿修改路标和相关法律;老百姓则说没有必要做什么转换,现在的英制挺好的。有人甚至起诉政府,还有的人大肆宣传说路标上用“公里”代表了俄国人的侵略。由于美国人公制的转换完全是自愿的,所以收效甚微。到现在为止,美国人能做到的是,在产品上提供两种度量。就是这一点也只是在 46 州得以实现。在进出口贸易上美国公司甚至强迫外国公司采用英制。当然在美国主张公制的人,特别是学者和科学家,也一直在呼吁。但是他们除了能搞一个围绕 10 月 10 日的公制周 (Metric Week) 外,似乎也是无能为力。

  在这一点上,美国的教育部门做的是最少的。美国的中小学课本上仍然使用的是英制。我想他们也是有苦衷的:平时见到的都是英制,怎么教给孩子们另一个“没用”的公制呢?当然公制也必须提及。那就只有苦了孩子们,美国的孩子们必须学一个其他国家的学校不必考虑的度量系统及转换。

  美国的做法遇到了越来越多的抵制。欧洲共同体宣布,到 2010 年,所有的产品的标签都只能使用公制,而现在则可以同时使用公制和英制。2006 年,日本在 WTO 会议上要求美国采用共制,因为美国的做法“不仅给日常生活造成不便,而且已经成了国际贸易的一个障碍。

  如果说对于美国老百姓来说,公制还是一个无法逾越的障碍的话,那么与国际处于经常性联系的科学研究机构是不是可以率先实行公制呢?答案同样是令人失望的。美国航天局 (NASA) 应该是一个最好的例子了。这样一个与多国太空合作,为世界航天事业作出了巨大贡献的部门里科学家占了极高的比例,理应是一个完全使用公制的地方。事实上早在1991年,美国联邦政府就要求在联邦政府内建立一个有效的机制实现英制向公制的转变(见 Executive Order 12770: Metric Usage in Federal Government Programs). 作为一个政府部门,NASA 没有任何借口推延转换的时间。然而现今的状况是令人遗憾的:至今(2007 年)NASA 网站上仅用英制的网页比比皆是。

  更令人担忧的是,它在科研上竟然是公制和英制混用。其结果是造成了 1999 年的一次“火星气候探测器” (Mars Climate Orbiter) 的失败。这个卫星 1998 年 12 月 11 日发射,1999 年 9 月接近火星,但是进入火星大气层时被烧毁。这个项目的花销是 327.6 百万美元(包括卫星和降落器)。在随后的事故调查中,人们发现,原来是在制造探测器的两个部门里,一个用的是公制,另一个用的是英制。当各自测试自己的部分时都没有问题,但组装的一起就是鸡同鸭讲了。遗憾的是,他们又没有做很好的整体检验。于是 3 亿 2 千万多美元就因为美国坚持实行英制而打了水漂。

  在这次事故之后,NASA 郑重其事地专门发了一个文件 Assessment of NASA’s Use of the Metric System, 重申 “By law and policy, SI is the preferred system of measurement within NASA.” 这里,SI 指的是国际单位制 (International System of Units), 即本文中的公制。公平地说,NASA 的这篇文件对 NASA 过去的实践做了一次全面的检查,也为以后的实践指明了方向。但问题是在今后的实际执行中能否行的通。

  说 NASA 无意执行自己的方针那是冤枉了。早在第二代航天飞机的研发时,NASA 就下定了决心要在整个过程中真正地彻底地实行公制。但是一到具体实行起来困难就来了。由于美国无法要求私人企业使用什么制式,又由于 NASA 最后的制造阶段无一例外地要合同给私人企业,于是最后是公制还是英制还是得由私人企业最后说了算。

  人们有理由怀疑 NASA 是否真正汲取了教训,因为NASA必须在两种制式平行使用中选择平衡。2005 年,美国的自动会合技术试验计划飞船 (DART) 的失败可能又与制式有关。由于这次任务是军事行动,它的事故调查报告没有全部公开。我们只能从NASA发布的新闻判断: “An omitted units conversion caused an error in a simulation math model”, 也就是说,一个单位换算漏掉了,造成数学模型的模拟错误。如果真是制式的错误,NASA 应该如何解释呢?

  现在(2007 年 1 月 8 日),NASA正式宣布,在返回月球的所有项目中都会完全使用公制。虽说在自己的国土上做不到的事情却将在月球上实现多少有些让人觉得好笑,但是这毕竟是一件好事。美国人民在未来庆祝自己再次领先登月的同时将会认识到自己在度量体制问题上是最落后的国家之一:除了缅甸和利比里亚,再无其他同盟。

  面对这样一个尴尬的局面,美国人民该觉醒了。公制还是英制这个本来不应该是问题的问题什么时候能够得到回答呢?

  在加拿大,一架飞机耗尽了燃料,因为飞行员将单位升误认为加仑!那些乘客很幸运,幸好机长在作为一个滑翔机飞行员方面比他在使用单位方面优秀。在没有燃料的情况下,他驾驶飞机在一个紧急临时跑道上安全着陆。

  更近的例子,火星气候轨道探测器(NASA 太空船)在朝火星轨道运行时猝然下扑,深深地浸入大气层中,从此再无音讯。NASA 签约商告诉导航员推进器已将多大的力应用到太空船上时,他们使用的单位是磅;而 NASA 却以为该数据的单位是牛顿。

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