中国最古老的衡量工具

周寰寅

同学们，你们去菜市场买过菜、注意过称菜的电子秤吗？其实，电子秤可以称得上是秤这个大家族里的小小辈了。那以前的人们是怎样称重的呢？想一想五年级下册科学课本上的简单机械部分，对了，就是用杆秤！

杆秤是我国称重的基本量具，它的诞生凝聚了古代先民的智慧，反映了文明古国商贸及科学技术的发展。接下来，我们一起来了解杆秤的发展历史吧！

悠久且充满智慧的发展史

据古书记载，早在黄帝时代，我们的祖先就发明了天平，这可是秤家族的老祖宗。今天，我们还能在博物馆里见到2000多年前春秋战国时期的天平。它有一根木质或青铜质的秤杆，秤杆的中点系着提挈用的绳子，两端则各固定悬挂一个秤盘，一个秤盘放待称的物品，另一个秤盘放砝码。有意思的是，当时的砝码是一整套大小不一的青铜圆环。

天平的基本特点是秤杆放砝码的一边与放物品的一边长度相等，放的砝码只能与待称物品质量相等。因此，天平只适用于称量较轻的物品。要称量几十、几百千克的物品，就得放几十、几百千克的砝码，太麻烦了！所以，古代制秤匠师摸索出“小小秤砣压千斤”的办法，解决了这个难题。不过，那时出现的还不是像今天这样的提系杆秤，而是不等臂秤。

不等臂秤的秤杆上有尺寸刻度，挂物品的绳子和挂秤锤的绳子都可以在秤杆上滑移，不再采用成套的砝码，而采用一个质量固定的秤锤。我们在博物馆里可以见到公元前5世纪的不等臂秤的秤锤，以及公元前4世纪楚国宫廷里用的不等臂秤的秤杆。你们知道吗，中国发明不等臂秤比欧洲早3个世纪呢！不等臂秤是秤家族的第二代哟！

然而，不等臂秤不像后来的提系杆秤那样能直接读出物品的质量，而必须用公式（力臂×秤砣质量=重臂×物品的质量）算出物品的质量，使用起来不太方便。于是，在不等臂秤使用1000多年后，到了南北朝，制秤匠师又创造出提系杆秤。提系杆秤是秤家族的第三代，它结构简单，使用方便，一直受到普遍欢迎。

杆秤的原理

了解了杆秤的发展历史，我们再来熟悉一下杆秤的原理。

杆秤称重时，根据被称物的轻重，使秤锤与秤锤绳在秤杆上移动以保持平衡。根据平衡时秤锤绳所对应的秤杆上的星点，可读出被称物的质量示值，符合杠杆原理。

“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话蕴含的便是古希腊科学家阿基米德提出的杠杆原理。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩大小就必须相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。

使用杠杆时，为了省力，应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如果想省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此，使用杠杆可以省力，也可以省距离。但是，要想省力，就必须多移动距离；要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离，是不可能实现的。

使用杆秤称东西可是个技术活儿！秤杆一般都有两个秤纽（两个量程）、两条刻度线（可直接读出质量），一条刻度线在秤杆的上面，另一条刻度在侧面。两排刻度和两个秤纽用以适应不同量程。根据杠杆原理，离秤钩近的秤纽能称更重的物体，俗称“大提”，用秤杆上面的刻度进行读数；靠左边一点的秤纽量程较小，又叫“小提”，用秤杆侧面的刻度进行读数。不同于天平称重时必须准备一堆等重的砝码，杆秤只需要用一个质量固定的秤锤，通过在秤杆上调节位置，即可测量出物品的质量。

杆秤的发明传说

杆秤的发明其实还有一个有趣的传说呢！相传范蠡经商时发现人们在市场上买卖都是用眼估测，很难做到公平交易。一天，范蠡在回家的路上偶然看见一个农夫从井中汲水，方法极巧妙：在井边竖一高高的木桩，再将一横木绑在木桩顶端；横木的一头吊木桶，另一头系上石块，此上彼下，轻便省力。范蠡顿受启发，急忙回家模仿起来：他在一根细而直的木棍上钻一个小孔，并在小孔上系上麻绳；细木的一头拴上吊盘，用以装盛货物，一头系一鹅卵石作为秤锤；鹅卵石移动得离绳越远，能吊起的货物就越多。他想：一头挂多少货物，另一头鹅卵石要移动多远才能保持平衡，必须在细木上刻出标记才行，可用什么东西做标记好呢？

一天夜里，范蠡抬头看见了天上的星宿，便突发奇想，决定用南斗六星和北斗七星做标记，1颗星代表1两重，13颗星代表1斤。从此，市场上便有了统一计量的工具——秤。但是，时间一长，范蠡发现一些心术不正的商人在秤上做手脚，缺斤少两。他又改白木刻黑星为红木嵌金属星形，并在南斗六星和北斗七星之外，加上福、祿、寿三星，以16两为1斤，寓意为：缺一两少福，缺二两少禄，缺三两少寿。范蠡以此告诫商人，做生意必须光明正大不欺人。