刘年凯博士后在《中国计量》发表“清华大学科学博物馆藏19世纪英国袖珍金币秤”

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刘年凯博士后在《中国计量》2022年第1期发表“清华大学科学博物馆藏19世纪英国袖珍金币秤”。

刘年凯博士后在《中国计量》发表“清华大学科学博物馆藏19世纪英国袖珍金币秤”-Picture1

 

黎庶昌(1837—1896)在1876—1880年以参赞身份出使英、法等国,其五年欧洲之行的见闻集结成《西洋杂志》一书。在六十七“英国钱币”一节,黎庶昌如此记载道:

“英国钱币,金钱三品:大金钱每个以磅称,名为色伍仑,值通行银钱名施令者二十。次金钱名哈夫色伍仑,哈夫,半也,指十施令。小金钱每个值五施令。又有所谓格尼者,每个值二十一施令,今已不铸,只以一磅一施令计算。”

这里,色伍仑即Sovereign,哈夫色伍仑指half Sovereign,格尼为Guinea,三者皆为当时英国流通的金币。施令即shilling,为银币。根据黎庶昌的叙述,色伍仑为一英磅,等于二十施令,哈夫色伍仑为十施令,格尼本来等于二十一施令,但当时已不再铸造,所以等于一磅(即二十施令)加一施令。

有趣的是,当时为了方便称量金币,流行一种专门的金币秤,清华大学科学博物馆(筹)即藏有一件英国19世纪初期的袖珍金币秤。本文以这台金币秤为研究对象,介绍其基本情况和工作原理,同时也整理了牛津大学科学史博物馆、伦敦科学博物馆等收藏的这种金币秤的资料,结合英国货币史,探讨其背后的经济史和计量史意义。

 

一、19世纪英国袖珍金币秤介绍

清华大学科学博物馆收藏的袖珍金币秤折叠珍藏在一个红木木盒之内,木盒长13.5cm、宽2.3cm、展开全长26.8cm。金币秤为黄铜材质,其主体与木盒固定,展开的侧视图和俯视图如图1、图2所示。当木盒打开时,金币秤由三部分组成:横梁、H型支架以及悬挂秤盘。H型支架底部与木盒连接,横梁中间与H型支架右上点连接。在横梁的左侧有一块可以左右翻转的翻板,右侧有一块嵌套在横梁上的滑块,可以在右侧滑动,图3则显示了横梁右侧上刻的刻度。翻板和滑块起到了砝码的作用。悬挂的秤盘可以折叠,亦可放平,以放置金币。

刘年凯博士后在《中国计量》发表“清华大学科学博物馆藏19世纪英国袖珍金币秤”-Picture2

图1 金币秤侧视图

图2 金币秤俯视图(拍摄的角度为侧拍)

图3 横梁右侧的细节

 

打开木盒,可以看到其底部和翻盖的内部粘贴了一张长条形纸,上面印有文字。底部文字分左右两侧,右侧为:

Stephen Houghton & son

Makers, Ormskirk,

Successores to the late A. Wilkinson.

 

从纸条文字可知,该金币秤的制造厂商是斯蒂芬·霍顿父子公司(Stephen Houghton & Son),这是英国19世纪上半叶一家制造天平的公司,斯蒂芬·霍顿于1839年去世后,他的儿子詹姆斯·霍顿可能沿用该名称至1853年。他们是已去世的安东尼·威尔金森的继承人—— 威尔金森自称是这种天平的发明人,他从 1776 年到 1785 年曾在英国奥姆斯柯克(Ormskirk)附近的柯克比(Kirkby)工作。

 

底部左侧的文字为:

The turn at the end for a Guinea; to the centre for half a Guinea with the slide at Cypher; the Sovereign same as Guinea with slide at S—; half Sovereign same as half Guinea with slide at half S.

 

文字里提到的Guinea、Sovereign、Half Sovereign在本文开篇均有提及。Guinea被黎庶昌记作格尼,现在一般译为基尼(或几尼、畿尼),这种金币于1663年开始在英国铸造,每一枚含有1/4盎司的黄金。它得名于非洲西部的几内亚,因为被用来铸造这种货币的黄金主要来自此地。刚开始,基尼等于一磅,即20先令,自1717年开始,基尼的价值确立为21先令——即黎庶昌所记载的“又有所谓格尼者,每个值二十一施令”。Sovereign和Half Sovereign分别对应于黎庶昌所说的色伍仑和哈夫色伍仑,现在可译作沙弗林和半沙弗林。这种金币自1817年开始铸造,由此也可将该秤的年代确定为1817年之后。

这段文字,其实描述了四种情境:一是当翻板(turn)在端点, 滑块(slide)位于零点(Cypher),称量的是基尼;二是当翻板在中间,滑块位于零点,称得的是半基尼;三是当翻板在端点,滑块位于S—处时,称得的是一个沙弗林;四是当翻板在中间,滑块位于1/2S处时,称得的是半沙弗林。

在木盒盖内侧,左右两侧也写有文字,右侧文字为:

Current wts. of Gold Coins

Guinea……5dwt   9gr

Half Guinea….2   16

7 shillings piece 1   18

Sovereign…5     3 1/2

Half Sovereign… 2   12 1/2

 

Half Guinea为半基尼,7 shillings piece指7先令——这是英国从1797年开始流通的一种货币。而dwt和gr均为质量单位,dwt意指便士质量(penny weight),也可译作本尼威特,其中d是denarius——一种古罗马货币的缩写,wt则为weight的缩写。而gr则是grain(格令)的缩写,为一粒理想的谷类种子的质量,等于64.79891毫克,约为0.065克。1个dwt等于24个格令。

由此可知,这段文字记录的是不同金币的重量,如一基尼的质量为5dwt9gr,或者可换算成129格令(约8.38克),半个基尼的质量是2dwt16gr,为64格令,基本等于一基尼的一半。而沙弗林的质量为5dwt3 gr,约为8.03克。

 

在木盒盖内侧的左边文字为:

These balances are as accurate as the best of scales, more eeditious, portable and not so liable to be out of o□□er; they may be tried with sealed weights at any time for the satisfaction of those who refuse to take money by them. Before you shut the box put the slide to the cypher and turn up the scale.

 

文中方框表示因磨损而看不清楚的字母,但根据前后文语意可推测这两个单词分别为expeditious和order,因此这段文字可译作:

这些天平与最好的天平一样精确,更快速,便于携带,不易发生故障。它们可以随时用检验过的砝码进行试验,以满足那些拒绝拿他们钱的人。在关上盒子之前,要把滑块置于零点,将秤盘翻起。

 

二、其他博物馆的同类收藏

这种样式的袖珍金币秤被全球多家博物馆收藏,如哈佛大学历史科学仪器收藏馆、牛津大学科学史博物馆、伦敦科学博物馆和澳大利亚应用工艺与科学博物馆等等。其中,伦敦科学博物馆收藏的这类金币秤至少有12件,牛津大学科学史博物馆至少有2件。根据这些博物馆的线上数据整理了表1,包含了来自4家博物馆的16件袖珍金币秤的藏品编号和描述。

这些金币秤均置于袖珍木盒内,打开木盒就可以把秤支起,用以称量金币。根据这些博物馆的线上数据,这种类型的金币秤的制造最早见于1774年前后,时间一直持续到约1820年,生产商所在的国家有英国和法国,其中,英国生产商有利物浦附近的A. Wilkinson of Ormskirk,Stephen Houghton & Son,也有位于伦敦的De Grave & Son,还有伯明翰的W. &T. Avery,法国的生产商为François-Antoine Jecker。

值得一提的是,不同的金币秤在形制上略有差别,如澳大利亚应用工艺与科学博物馆收藏的金币秤(编号H6875)刻度划分了12等份,而伦敦科学博物馆收藏的金币秤(编号1993-1269)则没有设置滑块和翻板,而是在木盒内放置了五个不同重量的砝码,利用砝码称量金币的重量。

刘年凯博士后在《中国计量》发表“清华大学科学博物馆藏19世纪英国袖珍金币秤”-Picture3

 

三、袖珍金币秤的经济史和计量史意义

为何这种金币秤流行于18世纪70年代至19世纪20年代?为此需要回顾一下英国18-19世纪的货币史。1717年,英国皇家铸币厂厂长牛顿确定了黄金和英镑的关系,基尼被定为价值21先令,这其实使英国走向了事实上的金本位道路。而随着金币的缺损愈发严重,1773年,英国议会通过《防止货币伪造和割损法案》,第一条即规定“任何人在接收金币时可通过查看印记、颜色、重量等来判断其是否为伪造和缺损,若如此,支付金币的人要承担相应损失”。随后在1774年,议会又通过法案,规定重量上低于5dwt8gr的基尼金币……应该被召回重铸。1816年,《银币重铸和管理王国内金币和银币法案》规定,用纯度为91.67%的标准金铸造新币“沙弗林”,质量为123.23447格令。1817年,政府公告“沙弗林为合法货币…….以前旧的基尼仍可流通,但低于一定重量标准(基尼不得低于5dwt8gr,半基尼不能低于2dwt16gr,四分之一基尼不能低于1dwt8gr)的基尼不能再用于支付”。

总地来说,1774年,英国重铸基尼和半基尼,1816-1817年,又停止铸造基尼,转而开始铸造沙弗林金币,随着货币政策的变化,民间社会也随之迅速响应——袖珍金币秤就是一个典型的物证。民众之所以使用袖珍金币秤,是因为可以快速方便地鉴别出合乎规定的金币。不同时期制造的金币秤,带有那个时期的独特特征,比如,在18世纪70年代制造的金币秤,只能称量基尼和半基尼,而随着日后金币种类的增多,工匠也设计出了更多的称量选项——在一款金币秤上集成越来越多的称量选项,体现了当时工匠制造天平技艺的提高,毕竟在1760- 1770年欧洲实验室天平的制造技术刚刚获得突破性的进步,精密天平还只处于最初始状态。从这个角度看,袖珍金币秤不仅是经济史的遗存,也是计量史乃至广义的科学史的见证。

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传承科学家精神 | 朱邦芬院士畅谈“杨振宁先生、黄昆先生的学术思想及对学生成长的启示”

5月12日,中国科学院院士,清华大学高等研究院教授、物理系教授朱邦芬院士做客“传承科学家精神”第三讲,作题为“杨振宁先生、黄昆先生的学术思想及对学生成长的启示”的报告。清华大学离退休工作处副处长、关心下一代工作委员会副秘书长袁丽丽,学生科学传播协会会长李志刚以及百余名学子参与活动。此外,北京城市学院的师生代表也到场聆听。   报告伊始,朱邦芬院士用朴素的语言介绍了他与黄昆先生、杨振宁先生相识的故事。为了让到场同学们都能够清晰了解杨振宁先生、黄昆先生的生平,朱院士介绍了杨振宁先生在专业领域内的13个方面成就,以及杨先生归根清华后为清华大学、为中国做出的5个方面巨大贡献。而对于黄昆先生的成就,朱院士用“两个高峰”来形容黄先生在科学研究中的成就,以“两件大事”(开创我国固体物理和半导体物理学科;长期在第一线从事物理教学,为一代又一代物理学人才的培养打下了坚实的基础)来描述黄先生对我国发展的重要贡献。 接下来,朱邦芬院士指出:杨振宁先生、黄昆先生能够取得如此优秀的成就离不开一个好的学校环境,“把学校的环境建设好,好苗子就比较容易冒出来”。朱院士结合杨先生与黄先生的学习经历,与同学们分享了好的学校环境具体有哪些表现。 PART/ 01 01      最重要的方面是“优秀学生荟萃”且相互之间充满讨论、辩论以及“追问”。杨先生、黄先生在西南联大就读时,经常相互交流、讨论辩论,他们曾就量子力学中“测量”的准确意义辩论到深夜,熄灯后仍点亮蜡烛,查看海森堡的著作来继续他们的辩论。朱院士认为:一流大学聚集了同龄人中一群最优异的年轻人,要让他们的创造力相互鼓励,产生和淬炼使他们终身受益的智慧、理想、学风和人格。02      其次,“良好的学习风气和学术氛围”也是不可忽视的一个表现。朱院士提到,西南联大的良好学风让杨先生和黄先生都受益匪浅。杨振宁先生说让自己“感动不已”;而黄昆先生则表明,那种对科学不懈追求的精神“渗透到每天的生活中去”。03      第三方面是“良师指导下的个性化教学以至一对一的培养模式”。朱院士强调:“学生从导师那里获得的东西中,最重要的是‘思维风格’,而不是知识或技能。”比如黄昆先生并没有同其导师Mott发表论文,但其导师Mott仍对黄先生学术风格的形成起了决定性的作用。04      最后一个体现则是“学生拥有自主学习知识和创造知识的空间”。一如黄昆先生所说:“学习知识不是越多越好、越深越好,而是应当与自己驾驭的知识能力相匹配。”学生自主学习的能力是了解科研前沿、完成科研工作不可或缺的技能。针对这一点,朱院士特别语重心长地寄语在场同学:“在你们这个最具创造性的年纪,需要有仰望星空的时间,去天马行空。整天做题、准备考试,对你们的发展和创造不是很有帮助的”。在谈论了杨先生、黄先生学习知识的情况后,朱邦芬院士又进一步讲授了两位先生对于创造知识(科研工作)的思想。 PART/ 02 这之中最重要的一点,是如何选择未来的研究领域、研究课题。杨振宁先生建议学生们:应当选择与物理现象或物理基本结构有直接、简单关系的方向,或是选择有良好推广前景的方向。而作为本科生如何实践杨先生的建议,朱院士提示在场的同学们:“不能急功近利,不要把发文章作为目标。本科生研究的作用是训练渗透式的学习方法,更重要的是去了解不同的领域,去寻找有前途并且自己喜欢的领域。”       选择了合适的研究方向之后,还须明确如何开展研究。朱邦芬院士介绍了杨振宁先生对研究生的“十戒”,其最为核心的思想可以用四个字来概括——宁拙毋巧。此外,朱院士还分享了黄昆先生“三个善于”的思想——善于发现和提出问题、善于提出模型或方法去解决问题、善于作出最重要、最有意义的结论。杨振宁先生的“十戒”思想与黄昆先生的“三个善于”思想,都是从事科研工作需要的宝贵财富。爱因斯坦曾说:“大多数人说,是才智造就了伟大的科学家。他们错了;是人格。”杨振宁先生与黄昆先生的成就来源于他们天才般的学习与科研能力,更离不开他们人格中的使命感与责任感。 PART/ 03       通过朱邦芬院士的讲解,同学们了解到:杨振宁先生曾亲身感受过亡国的危机感,这使得他与我们这代人有许多不同的看法,但他对中国的热爱以及他挥之不去的中美之间的情结是绝对不可以被忽视的。朱院士用“率真”一词概括了杨振宁先生的品格。他能够直言自己的贡献,也毫不避讳地写下了“对于我的放弃故国,他(杨振宁先生的父亲)在心底里的一角始终没有宽恕过我”。在评价黄昆先生时,朱邦芬院士套用了爱因斯坦评价居里夫人的话语称:意志纯洁、公正不阿的判断、珍惜国家科研经费、学风纯正、始终坚持在第一线做研究、极端认真、谦虚、律己极严、任何时候的社会公仆意识,“所有这一切都难得地集中在一个人身上”。 PART/ 04 对于当今的科研工作内卷化现象:朱院士认为,需要将我们的评价体系从“数数”转变为由熟悉的人(如教授、导师等)写信推荐和同行根据成果评价,而其前提是学术诚信体系的完善。但在评价体系没有改变的情况下,我们作为个体要保持自己做人的底线。有同学想在自己感兴趣的领域研究重大问题,但这可能几年之内没有成果,“publish or perish”,在回答时朱院士建议,一方面围绕自己喜欢的方向持续攻关,另一方面也可以做一些相对简易的研究“应对”考核,双管齐下。个人选择与国家需要的平衡问题:选择发展方向的时候,最重要的是自己的兴趣,其次是自己的能力是否适合,待遇等因素当然也需要考虑。但是,作为清华的学生,还应当有自己的使命感:能做第一流科研的人并不多,清华的学生更应当对人类、对世界科学技术发展作出自己的贡献。   活动结束后,朱邦芬院士寄语道:清华学子应该在自己有兴趣,有能力的领域,做一流的工作,这是我们对国家的责任与使命。   讲座简介——“传承科学家精神”系列讲座是为弘扬和传承科学家精神,助力青年成长,搭建的师生共建交流的新平台。本次活动由清华大学党委宣传部、共青团清华大学委员会、清华大学关心下一代工作委员会、离退休工作处、科学博物馆、科学史系主办,学生科学传播协会、工物系团委、机械系团委、电子系学生科协、电机系学生科协、未央书院学生科协和新雅书院学生科协协办。本次活动也得到了清华大学物理系以及清华大学学生社团发展支持计划的大力支持。 【供稿:THU学生科学传播社 】
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我馆举行北京东西分析仪器有限公司历史科学仪器捐赠仪式

2024年5月15日下午,北京东西分析仪器有限公司历史科学仪器捐赠仪式在清华大学蒙民伟人文楼举行。九三学社清华大学委员会副主委、清华大学分析中心教授邢志,北京东西分析仪器有限公司副总经理张杰,北京东西分析仪器有限公司市场总监吴岩,北京东西分析仪器有限公司技术总监顾好粮,清华大学科学博物馆馆长、科学史系主任吴国盛出席活动并发表讲话。捐赠仪式由清华大学科学博物馆馆长助理、科学史系助理教授刘年凯主持。 邢志首先介绍了我国质谱仪的历史发展,表示近二十年来国家高度重视质谱仪的国产替代化,已在研发方面取得一些重要进展。其中,东西分析仪器公司研发的3100型气-质联用仪实现了国产质谱仪器从“无”到“有”的突破,在我国高端分析仪器发展史上具有重要意义。 张杰回顾了3100型气-质联用仪的研发过程。她提到,1997年,东西分析仪器公司创始人之一李选培先生就初步设想自主研发质谱仪。之后李先生起草了3100型气-质联用仪的设计任务书,为该项目的正式启动奠定了基础。2002年,东西分析仪器公司正式组建研发团队,开始该仪器的设计与研发工作,最终在2006年生产出国内首台商业化质谱仪——3100型气-质联用仪。张杰表示,整个研发过程耗费了众多研发人员的心血和汗水,凝聚了中国几代人在质谱领域的努力和梦想。 吴岩介绍了东西分析仪器公司的发展历程。该公司成立于1988年,至今已逐步形成了包括色谱、光谱、质谱、在线快速检测仪器以及专业仪器等在内的基本产品系列。公司于2013年收购合并了GBC Scientific Equipment Pty Ltd,目前在中国、澳大利亚和马来西亚设有现代化的生产基地,在全球多个国家设有办事服务机构。此外,吴岩详细介绍了3100型气-质联用仪的研发历程,包括起源、设计、研发和生产等方面的具体情况。他着重介绍了研发团队的构成以及来自社会的支持,强调了团队合作在仪器研发过程中的重要作用。 随后,东西分析仪器公司的技术总监顾好粮分享了当年的研发经历与感悟。他坦言,最初对质谱仪的国产化持有怀疑态度,但进入东西分析仪器公司后,他发现3100型气-质联用仪的每一个细节背后都是自主研发的成果。从硬件开发到应用,再到仪器和四极杆的组装,每一步都离不开付本亮、刘更涛和杜江辉等工程师的攻坚克难,以及背后顾问团队的专业指导。这种坚韧与执着是3100型气-质联用仪成功生产的关键所在。 吴国盛对大家的到来表示欢迎,并对东西分析仪器公司的捐赠表示感谢。他介绍到,历史科学仪器的收藏展览在国内往往被忽视,清华大学科学博物馆作为中国第一家收藏型、研究性的综合类科学博物馆,其建设可以弥补这一空白。在后续发展中,科学博物馆将立足清华,面向中国,收藏、研究我国科学和工业发展所获得的突破和成果,在推进科学仪器史等科技史学科发展的同时,为国家科学博物馆的建设打好前站。最后,吴国盛再次对东西分析仪器公司的捐赠表达感谢,并希望后续能够开展更多合作,将这份事业共同推进下去。 随后,吴国盛和张杰共同揭幕3100型气-质联用仪。吴国盛向张杰颁发捐赠证书,在场嘉宾合影留念,并围绕这台3100型气-质联用仪展开了热烈讨论。 参加本次捐赠仪式的还有参与3100型气-质联用仪研发的刘更涛、付本亮、杜辉江三位工程师,仪器信息网编辑部运营经理于潇雨,清华大学学博物馆事业发展部主管范爱红老师,清华大学科学博物馆馆长助理、科学史系助理教授王哲然老师,清华大学科学博物馆办公室主任孟洁老师等。   (赵蓓蓓 供稿)
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喜报:清华大学科学博物馆荣获2023年全国科普日优秀活动奖 

2023年底,中国科协办公厅下发关于对2023年全国科普日活动优秀组织单位和活动予以表扬的通知,表彰全国2023年全国科普日优秀组织单位和优秀活动。清华大学科学博物馆(筹)与清华大学学生天文协会联合主办的“YoungTalk 天文科普日活动”被评为 2023年全国科普日优秀活动。近日清华大学科学技术协会从中国科协领取到获奖证书。 2023年全国科普周期间,清华大学科学博物馆推出全新公教活动栏目“Young Talk”,为年轻人搭建一个自由、开放、轻松的科学分享与交流平台。“Young Talk”天文科普日活动由清华大学科学博物馆与清华大学学生天文协会联合主办,清华大学科学技术协会为支持单位。活动包括青年学生讲座、观影会及新展观展等多项内容,探寻天文史中的伟人之足迹,仪器之奥妙,受到校内外观众一致好评。   (撰稿:范爱红)  
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小米集团总裁卢伟冰校友一行来科博参观交流

2024年4月26日下午,回母校清华大学参加校庆活动的小米集团合伙人、集团总裁卢伟冰校友,与小米公益基金会执行秘书长刁美玲一行3人来科博参观交流。清华大学科学博物馆馆长吴国盛热情接待,馆长助理范爱红陪同接待。 吴国盛馆长向卢伟冰校友简要介绍了科博的建设背景,带领卢伟冰校友一行参观了“海外奇器——晚清士人眼中的西方科技世界”“百年器象——清华大学科学仪器历史展”以及珍品柜,并在科博建筑模型前介绍了科博未来建设规划。 卢伟冰校友对科博展览兴趣浓厚,观展过程中不时与吴国盛馆长交谈, 并在小米集团清华校友于110周年校庆捐赠的电视屏前留影。   (撰稿:范爱红   摄影:孙德利、张彤)