天平--- 從測重到公平交易

文/原禾香 |2022.05.25
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圖/123RF
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文/原禾香

現在我們站上電子秤就能輕鬆稱出自己的重量,這麼方便的機器主要是拜科技技術應用所賜。不過最早秤重的器具則是「天平」,它的樣子是一個槓桿,中央有支撐的桿子,兩端用等長的線各懸著盤子,盤的一端放要稱的物體,另一端放標示著重量數字的砝碼,兩端平衡時,桿子呈現水平,中間指針也歸在中央,也就是兩端的重量一樣,如此就可知道物體的重量。

兩端平衡 公平交易



最早的天平出現在古埃及,直到今天為止,從出土的文物中可以知道,最古老的天平距今已有約4500年的歷史,目前收藏在倫敦科學博物館,不過據說這種天平的準確度大概只有1%,後來才逐漸的進步;砝碼的工藝也不斷發展,從粗糙的石頭,後來變成具有各種形狀、大小,甚至有雞鴨牛羊等動物樣貌,這可能跟古埃及人當時有「以物易物」的貿易行為有關,你的牛羊有幾斤幾兩,換我的米和麥多少重,這樣讓雙方都能保證公平的交易。

浮力原理 找出重量



使用天平最主要是要知道「重量」,聰明的人類利用自然現象、物理原理來了解它。古希臘有一位睿智的科學家阿基米德,他的浮力定理讓人類知道甚麼是「重量」,簡單說就是物體放到液體裡會產生的「浮力」,而所排出來液體等於它的「重量」。在東方也有發現,東漢末年三國曹操的兒子曹沖,以七歲年紀就輕易地解開了大人想破頭也想不出的答案。原來有人送給曹操一隻大象,曹操想知道大象到底有多重,手下卻誰也都想不出秤象的方法。愛動腦筋的曹沖靈機一動,就教人把大象帶到水船上,標示出船下沉的標記,然後再將石頭搬到船上直到一樣的刻度,就可以知道大象的重量了。這也是利用如同阿基米德的浮力原理,只是當時並未這樣定義。

槓桿原理 衍生天平



阿基米德()還發明了「槓桿原理」,這對後代影響十分深遠。而槓桿可分為省力槓桿、費力槓桿和等臂槓桿,等臂槓桿就是後來被研究出來天平的製造原理,在物理的力學上,等臂槓桿的特徵,就是讓槓桿兩邊等長,正是既不省力也不費力,符合公平、平衡的特色。

天平從以為稱重用途的器具,進化到現在各種衡量的精密儀器。而從埃及古書記載天平所代表的意義是審判與公平,顯示著天平除了重量衡量的使用意義,也可以是一種精神象徵,意謂著讓人在處事時要謹慎,保持平衡與公平,因為天平要在平衡狀態,才是能稱出真正的重量。

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