秦統一度量衡在歷史上雖然影響十分深遠，但畢竟享國不久。秦始皇在統一全國后僅12年便去世，二世胡亥在位不到3年秦朝就滅亡了。公元前206年，劉邦稱(chēng)帝后，首要任務(wù)是迅速恢復封建秩序，繼承和發(fā)展秦制，度量衡也基本上是秦制的延續。然而在西漢劉氏家族執政的200多年中，也沒(méi)有對度量衡作理論上的探討和總結。在中國度量衡史上起著(zhù)重要作用的理論文書(shū)和標準器物的制作，都產(chǎn)生于一個(gè)特殊時(shí)期、特殊朝代——新朝。那么這一切是在什么條件下產(chǎn)生的呢？

西漢末年，各種社會(huì )矛盾日趨尖銳，終于步入了危機深重的末途。在母后干政、外戚擅權的歷史條件下，王莽被其姑母太皇太后王政君看中，急召入宮掌管了朝政。

翻開(kāi)任何一部歷史文獻，無(wú)一例外地把王莽形容為慣于耍弄陰謀的野心家、兩面派。在尚未登基之前，他表現得極其謙恭、忍讓?zhuān)瑥V泛網(wǎng)羅知識分子，千方百計收買(mǎi)人心。一旦時(shí)機成熟，登上帝位后，又立即不顧一切地橫征暴斂，其府庫中僅黃金就達60多萬(wàn)斤。在他當皇帝的短短17年中，推行了一系列復古改制政策，一部《周禮》幾乎成了改制的藍本。王莽一系列倒行逆施的政策和措施，不但給人民帶來(lái)無(wú)數新的災難，同時(shí)也進(jìn)一步激化了社會(huì )矛盾。王莽從篡位到改制，可以說(shuō)全面失敗，唯有度量衡的研究取得了很大的成功，影響極為深遠，這值得我們思考。

王莽“代漢立新”正式當上皇帝，雖然是公元9年，但在此之前20多年中，也一直為最后篡位作各方面準備，網(wǎng)羅大批儒學(xué)名士就是其中的重要手段之一。王莽大權在握的元始年間(約公元3年)，召開(kāi)了中國歷史上第一次科學(xué)家大會(huì )。會(huì )上討論了有關(guān)天文、歷算、鐘律、度量衡等一系列問(wèn)題。由于度量衡部分對歷代度量衡制度作了全面系統的整理，又提出了一套完整的理論，后來(lái)被《漢書(shū)》的作者班固看中，又經(jīng)過(guò)刪減，棄其偽劣，最后編入《律歷志》上篇。此后《漢書(shū)·律歷志》成為度量衡的經(jīng)典著(zhù)作，對后世產(chǎn)生了深遠的影響。

《漢書(shū)·律歷志》度量衡部分從五個(gè)方面進(jìn)行了闡述:一曰備數；二曰和聲；三曰審度；四曰嘉量；五曰權衡。數即一、十、百、千、萬(wàn)。有了數才能推生出律歷、制造器物、制定度量衡。和聲是指樂(lè )律之事，而黃鐘律又與度量衡互為參校。審度、嘉量、權衡三篇更進(jìn)行了詳細的闡述，包括以下幾個(gè)方面的內容:

1.度量衡的單位名稱(chēng)和進(jìn)位關(guān)系，長(cháng)度單位是:分、寸、尺、丈、引，它們都以十進(jìn)位；容量單位是:龠、合、升、斗、斛，其中除二龠為一合外，其他均為十進(jìn)制；權衡單位是:銖、兩、斤、鈞、石，二十四銖為一兩，十六兩為一斤，三十斤為一鈞，四鈞為一石。在此之前，度量衡單位都散落在各種史籍中，《漢書(shū)·律歷志》在考證了歷代經(jīng)書(shū)史籍的基礎上，對度量衡單位制進(jìn)行了系統的整理，給后代留下了可靠的資料。

2.度量衡的三個(gè)基本量都以黃鐘來(lái)復現:九寸正合黃鐘律管之長(cháng)，并以累黍作直觀(guān)驗證。一旦后代度量衡器被銷(xiāo)毀或丟失，就可以與黃鐘律管、累黍相互佐證。故漢以后的歷代，凡追溯古度量衡制者，無(wú)一不以黃鐘律管和累黍為依據。

3.度量衡三者標準器的形制、材質(zhì)、制作重點(diǎn)都進(jìn)行了詳細的敘述，成為研究、考證漢代度量衡器的重要依據。

4.有關(guān)管理度量衡的行政部門(mén)、最高的職能長(cháng)官都作了明確的規定。

劉歆等提出以黃鐘為度量衡標準，絕非憑空設想。早在《尚書(shū)·虞書(shū)·舜典》中就有記載:每年的二月，虞帝、舜帝都要到東方各地巡視。將日、月、年等歷法協(xié)同起來(lái)，把樂(lè )律與度量衡統一起來(lái)(“歲二月，東巡守，至于岱宗……協(xié)時(shí)月正日，同律度量衡”)。《漢書(shū)·律歷志》開(kāi)篇第一句話(huà)就引《尚書(shū)·虞書(shū)·舜典》曰:“乃同律度量衡。”作者認為，律歷度量衡都做到統一，就能使遠近齊一，立信于民。夏、商、周三代都遵循這一法則，故法律制度也都完備起來(lái)了(“所以齊遠近，立民信也……三代稽古，法度章焉”)。而《漢書(shū)·律歷志》卻首次明確以黃鐘為度量衡標準，并以累黍為介質(zhì)，互為佐證。

古代律管可簡(jiǎn)稱(chēng)為“律”或“管”。聲是無(wú)形的，要發(fā)聲就必須制器，律管就是用來(lái)發(fā)聲的器。有器就必有形，能發(fā)出黃鐘宮聲的律管，它的長(cháng)度、口徑都是固定的，否則音的高低就會(huì )發(fā)生變化，這種變化人的耳朵一般都能感覺(jué)得到。要把有形之器定量化，就需要通過(guò)測量把發(fā)出固定音高的黃鐘律管的長(cháng)度和口徑記錄下來(lái)，這樣就可以確定一個(gè)可視的客觀(guān)標準了。反過(guò)來(lái)這支有固定量的律管也可以作為度量衡的標準。劉歆等人正是對律與度量衡之間的關(guān)系有著(zhù)深入的理解，才把黃鐘律管通過(guò)度量衡定量化了。

漢代一尺長(cháng)為23.1厘米已沿襲了一千多年，黃鐘律管之長(cháng)也絕非劉歆等人能隨意改變的，度量衡必須借助與其他物質(zhì)進(jìn)行比較，其量值才能復現并傳遞。用什么物質(zhì)復現一尺的長(cháng)度呢？在劉歆之前就有采用人的頭發(fā)、馬尾、粟、大麥、人體等定尺，但其準確度不高、重復性不好、可操作性也不強，有的也無(wú)法與漢尺相吻合。究竟用什么物質(zhì)既能復現一尺之長(cháng)，同時(shí)還能與黃鐘律管的長(cháng)度、容積和度量衡三者中的某一個(gè)單位量相合呢？劉歆等人除了查找古書(shū)外，還委派許多人四處尋找能達到上述條件的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗，最后終于找到取代常常食用的谷物——黍。黍子是一種耐干旱的作物，它外表堅硬、不易損壞，不過(guò)它的品種很多，大小也有差異。如何能盡量選擇每一粒黍正好與一分的長(cháng)度相吻合更為重要。劉歆下令把各地的黍子都集中起來(lái)，又把它們分成大、中、小三等，分別排列，測量它們的長(cháng)度、容積和重量。最后終于得到了理想的結果，即某個(gè)品種中等大小的黍(可惜他沒(méi)有提到用的是哪一個(gè)品種)，一粒相當于一分，90粒黍即合黃鐘之長(cháng)，100粒黍當一尺；1200粒黍又正合黃鐘律管之容，與一龠相當；所容的1200粒黍之重量約略相當于12銖。終于巧妙地將律管、黍與度量衡三者聯(lián)系起來(lái)。這就是《漢書(shū)·律歷志》所說(shuō)的:“度者……本起黃鐘之長(cháng)。以子谷秬黍中者，一黍之廣度之，九十分黃鐘之長(cháng)，一為一分。”“量者……本起于黃鐘之龠。……以子谷秬黍中者，千有二百實(shí)其龠。”“權者……本起于黃鐘之重，一龠容一千二百黍，重十二銖，兩之為兩。”這簡(jiǎn)短的幾十個(gè)字，對度量衡與黃鐘、累黍的關(guān)系作了清楚的交代。度量衡與黃鐘律互為佐證，再以累黍為介質(zhì)，相互參校，即可以記載于書(shū)，形之于物了。有了器物、有了數據，后人也就可以具體操作了。

今天看來(lái)，這些數字雖難免有拼湊的成分，但是按照劉歆提出的條件，后人經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗，證明大體還是相當的。在科學(xué)不發(fā)達的古代，劉歆能提出這樣一系列完整的理論，極其不容易，必定經(jīng)過(guò)尋經(jīng)查典作為理論根據，還要廣泛搜求各種實(shí)物與律管、度量衡器相互印證。正因為他對樂(lè )律學(xué)有很深的研究，對黃鐘律與黃鐘律管的發(fā)音又做過(guò)無(wú)數次的實(shí)驗，嚴格地確定律管的長(cháng)度和管徑后，再去尋找各種自然物與尺、律管的長(cháng)度、容積反復校驗，才可能取得如此的成功。

再從另一方面探討，黃鐘、累黍還包含著(zhù)非常深刻的科學(xué)含義，即構成了建立古代度量衡標準的原理:以黃鐘律定度量衡標準，與現代人建立自然基準的基本思想極為相似；而選用100粒黍橫向排列定一尺，又選用1200粒黍定容量和重量，完全符合今天數理統計的原理。

黃鐘、累黍的理論一經(jīng)提出，立即引起了學(xué)術(shù)界極大的關(guān)注，首先就被班固選入《漢書(shū)》成為《律歷志》的重要篇章。漢以后歷代更是引發(fā)了各種討論:遵循者、贊譽(yù)者、懷疑者、批評者無(wú)數，卻從未能全盤(pán)否定，更無(wú)人提出新的理論取代它。

歷史上最早驗證黃鐘論點(diǎn)的是荀勖。漢代末年，由于戰亂紛擾，各種禮儀器物包括度量衡器大多已消亡，晉武帝時(shí)，令律歷學(xué)家荀勖考證古樂(lè )律。荀勖憑著(zhù)他豐富的樂(lè )律知識和聰慧的聽(tīng)力，判定當朝宮廷內的太樂(lè )八音不和。究其原因正是東漢至晉的尺度長(cháng)了四分有余，尺度增長(cháng)了，律管也隨著(zhù)加長(cháng)，造成樂(lè )律失準。于是考證了各種古器并相互校驗，終于制定了一支古尺，用此尺重定律管長(cháng)度。后來(lái)經(jīng)過(guò)證明，荀勖所定的古尺與古律都與秦漢時(shí)的尺度和黃鐘宮聲完全相符。可見(jiàn)，律與尺相互校驗是可行的。

其后，李淳風(fēng)在考證唐朝以前歷代尺度時(shí)說(shuō):用律與度量衡相互校驗，再用累黍等各種方法是可行的(“以律度量衡，并因秬黍，散為諸法，其率可通故也”。)他以“莽量尺”作為基準(列為第一等)，與他搜集的漢以后魏、晉直至隋，前后17個(gè)朝代，27種尺與第一等尺作比較，分別按尺度的長(cháng)短列為十五等，后來(lái)又被收入《隋書(shū)·律歷志》，成為后人研究這期間一尺之長(cháng)的重要歷史資料。因此，“十五等尺”在度量衡史上也占有重要的地位。

明朝對度量衡與樂(lè )律、累黍的討論，主要見(jiàn)于朱載堉的《樂(lè )律全書(shū)》。他為了驗證黃鐘律管、累黍的關(guān)系，甚至跋山涉水尋找合適的竹管，還親自種植各種黍加以驗證。最后還是不得不承認在當時(shí)的條件下，找不到另外任何物體可以取而代之。

清朝對前代尺度考訂，主要是康熙、乾隆兩位皇帝。康熙在考訂黃鐘律和累黍時(shí)，親自驗證，最后提出橫累100粒為古尺，豎累100粒為清營(yíng)造尺。他的這一做法十分巧妙，即把古制寓意在其中，還把清朝長(cháng)32厘米的營(yíng)造尺，也用累黍(豎排)的方法排列了出來(lái)。

劉歆等在采用累黍定度量衡時(shí)，不僅確定以黍為中介物，而且還明確指出要取中等大小的黍橫向排列。能作出此具體規定，已遠遠超過(guò)了前人，更給后世提供了復現條件。盡管后代也曾有人提出許多異議，如“歲有豐儉，地有磽(qiao)肥……”等，這些不利的客觀(guān)條件，確實(shí)使它的復現不可能做到十分精確。但是在科學(xué)尚不發(fā)達的古代，度量衡器本身也只能做到相對準確，以累黍定度量衡產(chǎn)生的相對誤差，實(shí)際上是不可避免的，也是無(wú)可厚非的。直到今天，當研究者們對黃鐘律管、累黍與度量衡三者的關(guān)系做了各種實(shí)驗后，證明基本上能夠達到復現目的，這也正是其成功之處。劉歆等人提出的有關(guān)度量衡的一系列構想，就是在今天，仍不失其耀眼的光輝，在世界度量衡史上也是絕無(wú)僅有的。

《漢書(shū)·律歷志》還對度量衡標準器的規格、型制、特點(diǎn)以及所達到的量值都作了詳細的說(shuō)明，這也是其重要成就之一。    

《漢書(shū)·律歷志》記:“以一黍之廣度之，一為一分”。橫排100粒黍，正合漢代一尺之長(cháng)，約23厘米。

《英國度量衡史》記:以45粒大麥，首尾相連排列，定為15英寸。

出土的漢代12支律管(冥器)

《漢書(shū)·律歷志》記度量衡以“黃鐘”為本。即以發(fā)出固定音高，長(cháng)度9寸的黃鐘律管定長(cháng)度標準。此中蘊含著(zhù)用聲波定長(cháng)度并以黍為介質(zhì)，導出容量和重量的單位量。