文章以《長(zhǎng)安的荔枝》為引,展開了一場(chǎng)跨越千年的計(jì)量科學(xué)對(duì)話。作者將李善德依賴經(jīng)驗(yàn)與直覺的古代運(yùn)輸,與建立在原子鐘、衛(wèi)星定位與物聯(lián)網(wǎng)傳感之上的現(xiàn)代冷鏈進(jìn)行對(duì)比,清晰揭示了計(jì)量從“模糊手藝”到“精準(zhǔn)科學(xué)”的宏大演進(jìn)。這場(chǎng)革命不僅是工具的進(jìn)步,更是人類認(rèn)知與改造世界思維方式的根本變革。如今,精確計(jì)量構(gòu)建了現(xiàn)代文明的運(yùn)行基石,讓昔日的皇家特供,因計(jì)量能力的飛躍而化為普惠的日常。
《長(zhǎng)安的荔枝》背后的千年計(jì)量革命
江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院?趙波
2025年6月初,改編自馬伯庸同名小說、由雷佳音主演的電視劇《長(zhǎng)安的荔枝》在央視和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)播出;同年7月底,由董成鵬主演的同名電影登陸全國(guó)影院,掀起一波觀劇觀影熱潮。關(guān)于《長(zhǎng)安的荔枝》,有人從中看到職場(chǎng)生態(tài),有人思考人生取舍,而我卻讀出了一段跨越千年的計(jì)量故事。
1 荔枝引發(fā)的千年之問
“長(zhǎng)安回望繡成堆,山頂千門次第開。一騎紅塵妃子笑,無人知是荔枝來?!蓖硖圃娙硕拍劣枚潭趟木?,勾勒出一幅充滿張力的歷史畫面。荔枝是一種非常嬌貴的水果。古人言其“一日而色變,二日而香變,三日而味變”。在唐代,要把荔枝從五千多里外(書中)的嶺南運(yùn)到長(zhǎng)安,還要保持新鮮,幾乎是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。
《長(zhǎng)安的荔枝》中的主人公李善德,是上林署的一名小吏。在沒有先例可循的情況下,他憑借有限的資源和簡(jiǎn)單的計(jì)算,設(shè)計(jì)并執(zhí)行了這個(gè)瘋狂的運(yùn)輸計(jì)劃。他面對(duì)的核心難題,其實(shí)是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)量問題:如何準(zhǔn)確測(cè)量和控制時(shí)間、距離、速度以及荔枝保鮮程度?
“長(zhǎng)安荔枝”這個(gè)歷史和文學(xué)的交匯點(diǎn),反映了古代計(jì)量體系的運(yùn)作邏輯與局限。一千多年后的今天,我們有了原子鐘、衛(wèi)星定位、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和大數(shù)據(jù)算法,現(xiàn)代計(jì)量科學(xué)已把當(dāng)年傾盡國(guó)力才能嘗試的事情變成了普通人動(dòng)動(dòng)手指就能實(shí)現(xiàn)的日常。這不只是荔枝保鮮運(yùn)輸方式的改變,更是一場(chǎng)計(jì)量科技的宏大演進(jìn)。
2 長(zhǎng)安的荔枝:依靠經(jīng)驗(yàn)和勇氣的計(jì)量博弈
對(duì)李善德而言,運(yùn)送荔枝是一門靠經(jīng)驗(yàn)和無數(shù)次失敗積累起來的“手藝”。他雖精通計(jì)算,但缺少準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)支撐,其推演更多依賴經(jīng)驗(yàn)判斷,屬于定性層面的估算,充滿了不確定性。
2.1 時(shí)間的計(jì)量:與天氣和時(shí)間賽跑
整個(gè)運(yùn)輸任務(wù)中,時(shí)間是最無情的對(duì)手。在唐代,人們對(duì)荔枝保鮮時(shí)間的認(rèn)識(shí)來自經(jīng)驗(yàn),普遍認(rèn)為是“三日”。李善德通過各種辦法,最終將運(yùn)輸保鮮期延長(zhǎng)到“十一日”。
李善德以“日”為單位做計(jì)劃。他要先測(cè)算出全程所需天數(shù),再倒推出發(fā)時(shí)間。驛站是連接時(shí)間和空間的節(jié)點(diǎn),從一個(gè)驛站到下一個(gè)驛站需要的時(shí)間是規(guī)劃運(yùn)輸速度的基礎(chǔ)。但這個(gè)時(shí)間估算充滿變數(shù),驛馬的體力、騎手的耐力、天氣與路況都會(huì)讓每段行程的時(shí)間產(chǎn)生波動(dòng)。這是一種基于歷史平均值的靜態(tài)計(jì)劃,難以隨時(shí)調(diào)整。
當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的計(jì)時(shí)工具是日晷和刻漏。日晷依靠太陽影子判斷時(shí)間,受天氣、季節(jié)和地理位置的影響很大,只能在白天使用??搪┩ㄟ^水流滴漏計(jì)時(shí),比日晷穩(wěn)定,晝夜可用但仍有誤差——水流速度會(huì)受溫度、濕度和水質(zhì)的影響。這些工具能提供“時(shí)”和“刻”的大致參考,但無法精確到分秒。
李善德的團(tuán)隊(duì),就是在這樣一個(gè)計(jì)量誤差不斷累積的時(shí)間系統(tǒng)中,與荔枝腐爛的速度賽跑。
2.2 空間的計(jì)量:在輿圖上丈量山河
從嶺南到長(zhǎng)安,李善德最初規(guī)劃了四條路線,后續(xù)又根據(jù)實(shí)際情況作出了調(diào)整。途中要翻越秦嶺,橫渡江河,還要穿越氣候多變的區(qū)域。路線規(guī)劃和測(cè)量是任務(wù)成敗的關(guān)鍵。
在唐代,“里”是基本長(zhǎng)度單位,但它的實(shí)際長(zhǎng)度在歷史上并不固定。受步弓、繩尺等工具和方法的限制,實(shí)際測(cè)量中“里”的長(zhǎng)度很難做到統(tǒng)一。當(dāng)時(shí)的路線規(guī)劃主要依靠輿圖和歷代積累的驛道信息。輿圖(地圖)靠人工勘測(cè),準(zhǔn)確度有限。更關(guān)鍵的是,輿圖上的“里”是平面距離,無法反映山路起伏和彎曲帶來的路程變化。
選擇最佳路線更像是一種經(jīng)驗(yàn)性的“評(píng)估”,而不是科學(xué)計(jì)算。為了節(jié)省時(shí)間,李善德大膽放棄了平坦但繞遠(yuǎn)的官道,選擇了一條直線距離更近但險(xiǎn)峻的山路。這個(gè)決定充滿風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樗狈_數(shù)據(jù)來論證新路線的可行性,只能依靠實(shí)地勘察和小規(guī)模測(cè)試。
2.3 “鮮度”的計(jì)量:定性的嘗試
如何讓荔枝“活”著抵達(dá)長(zhǎng)安,是運(yùn)輸任務(wù)最核心的挑戰(zhàn)。李善德沒有“溫度”“濕度”“氣體成分”這些現(xiàn)代計(jì)量學(xué)概念,他所有的保鮮方法都來自對(duì)自然現(xiàn)象的直觀觀察與經(jīng)驗(yàn)積累。
他知曉低溫可以延緩腐敗。因此,冰鎮(zhèn)是當(dāng)時(shí)荔枝保鮮最有效的方法。嶺南炎熱無冰,他采用“隔熱”方法,把荔枝放在雙層甕中,外層注入冷水,定期更換,起到隔熱效果。過了長(zhǎng)江,便能從冰窖中調(diào)冰給荔枝降溫。這些都是被動(dòng)的方法,效果難以量化。環(huán)境溫度一變,保鮮效果就大打折扣。只能感知“冷”和“熱”,卻無法回答“多冷才合適”“怎樣保持低溫”這樣的定量問題。
采摘時(shí)“連枝帶葉”,是為了讓荔枝摘下后仍能從枝葉中吸收水分和養(yǎng)分。用蠟封果蒂、用竹筒密封,是為了隔絕空氣,減緩水分流失和變質(zhì)。這些方法背后蘊(yùn)含著“減少呼吸作用”“抑制水分蒸發(fā)”的原理雛形,但在那個(gè)時(shí)代,人們尚不知道荔枝自身會(huì)釋放乙烯這種催熟氣體,密閉環(huán)境反而可能加速腐敗。這種“知其然不知其所以然”的實(shí)踐,效果往往充滿不確定性。
總之,“長(zhǎng)安的荔枝”這項(xiàng)運(yùn)輸任務(wù),是前科學(xué)時(shí)代的一次系統(tǒng)工程。它的計(jì)量方式是定性、經(jīng)驗(yàn)性、高風(fēng)險(xiǎn)的。任何一個(gè)環(huán)節(jié)的小失誤,都可能導(dǎo)致全盤失敗,付出“人馬俱斃于路”的沉重代價(jià)。
3 現(xiàn)代冷鏈:依靠計(jì)量大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)護(hù)航
如果把同樣的任務(wù)交給今天的工程師,整個(gè)操作邏輯會(huì)發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。荔枝的運(yùn)輸不再是一場(chǎng)充滿未知的冒險(xiǎn),每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)被計(jì)量數(shù)據(jù)精確定義。
3.1 時(shí)間計(jì)量的革命:從“刻漏”到“原子鐘”
現(xiàn)代物流體系的時(shí)間基準(zhǔn)是建立在原子鐘上的協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)。其準(zhǔn)確度極高,幾千萬年甚至幾億年才會(huì)誤差一秒?;谶@一標(biāo)準(zhǔn),全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如GPS、北斗)才能實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)同步,為各類精準(zhǔn)計(jì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
從荔枝被采摘的那一刻起,它的“生命時(shí)鐘”就被數(shù)字系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄。采摘時(shí)間、預(yù)冷開始時(shí)間、裝車時(shí)間、每次開箱時(shí)間、到庫時(shí)間……每一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都標(biāo)有精確到秒的時(shí)間戳,形成一條完整、不可篡改的時(shí)間鏈。管理人員可以清楚地看到荔枝在每個(gè)環(huán)節(jié)的停留時(shí)間,從而優(yōu)化流程,減少延誤。
3.2 空間計(jì)量的革命:從“輿圖”到“衛(wèi)星定位”
現(xiàn)代物流不再是孤獨(dú)奔跑的驛馬,而是全球定位系統(tǒng)中實(shí)時(shí)追蹤的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。借助GPS或北斗系統(tǒng),管理人員可以在電子地圖上實(shí)時(shí)查看冷鏈車的位置,定位準(zhǔn)確度最高可達(dá)毫米級(jí)。不僅能準(zhǔn)確掌握車輛所在位置,還可以獲取大量的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。
車輛的速度、行駛路線、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間都被精確計(jì)算。系統(tǒng)結(jié)合擁堵、事故等實(shí)時(shí)路況及天氣等多類數(shù)據(jù),用算法動(dòng)態(tài)規(guī)劃最優(yōu)路線。如前方出現(xiàn)意外,系統(tǒng)可以瞬間完成路線的重新規(guī)劃,并同步通知司機(jī)。李善德要冒著生命危險(xiǎn)勘探路線,而如今,這一切僅需幾毫秒的云端計(jì)算便能實(shí)現(xiàn)。
3.3 “鮮度”計(jì)量的革命:從“感覺”到“多維傳感”
“鮮度”計(jì)量是古今最核心的差異?,F(xiàn)代科學(xué)將“鮮度”這一模糊概念拆解為一系列可精確測(cè)量的物理和化學(xué)計(jì)量學(xué)指標(biāo),并通過傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量。
(1)溫度計(jì)量:冷鏈車廂內(nèi)裝有多臺(tái)經(jīng)校準(zhǔn)的數(shù)字溫度傳感器,以0.1 ℃甚至更高的分辨力持續(xù)記錄溫度數(shù)據(jù)并通過物聯(lián)網(wǎng)模塊實(shí)時(shí)上傳到云端。一旦溫度偏離設(shè)定范圍(如荔枝保鮮所需的3 ℃~ 5 ℃),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警,并可自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷設(shè)備,實(shí)現(xiàn)恒溫控制,解決了古代無法主動(dòng)控溫的難題。
(2)環(huán)境氣體計(jì)量:現(xiàn)代“氣調(diào)保鮮”技術(shù)通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)存環(huán)境中的氣體成分來抑制果蔬代謝。傳感器精確測(cè)量氧氣、二氧化碳和乙烯的濃度。研究表明,氧氣體積百分比為2% ~ 5%、二氧化碳體積百分比為5% ~ 8%的低氧高二氧化碳環(huán)境能有效抑制荔枝呼吸;而作為催熟劑的乙烯,則需用過濾器或吸收劑將其濃度控制在極低水平。整個(gè)過程就像為荔枝定制了一個(gè)“休眠艙”,大幅延長(zhǎng)了保鮮期。
(3)濕度、光照與振動(dòng)計(jì)量:冷鏈系統(tǒng)還需進(jìn)行濕度監(jiān)測(cè),防止荔枝干癟;控制光照,避免品質(zhì)劣變;用加速度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量運(yùn)輸中的振動(dòng)和沖擊,優(yōu)化包裝和裝卸方式,減少物理損傷。
上述計(jì)量數(shù)據(jù)(時(shí)間、位置、溫度、濕度、氣體濃度等)都實(shí)時(shí)匯總到云端大數(shù)據(jù)平臺(tái),構(gòu)成每批荔枝的“數(shù)字孿生”模型。相關(guān)人員通過手機(jī)或計(jì)算機(jī)就能實(shí)時(shí)查看荔枝的狀態(tài)和位置,實(shí)現(xiàn)全程透明可控。決策不再依賴某個(gè)人的智慧和勇氣,而是建立在客觀、全面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之上。
4 從模糊手藝到精準(zhǔn)科學(xué)
將唐代荔枝運(yùn)送方式與現(xiàn)代冷鏈物流進(jìn)行對(duì)比,我們能夠清晰地看到計(jì)量科技走過的漫長(zhǎng)道路。
在古代,李善德主要依靠代代相傳的自然觀察和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)積累,計(jì)量的準(zhǔn)確度極低,只能用“日”“里”或“冷”“熱”這類模糊的概念來描述。使用的工具也離不開人的感官,最多輔以日晷、刻漏或繩尺這類簡(jiǎn)單計(jì)量器具。信息記錄和傳遞靠紙質(zhì)文書、飛鴿傳書、口頭傳達(dá),容易出錯(cuò)且效率低下。決策依賴個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和直覺,系統(tǒng)穩(wěn)定性差,波動(dòng)大,成功難以復(fù)制。每一次運(yùn)輸都像是一場(chǎng)豪賭,需要投入巨額財(cái)力,甚至可能付出生命的代價(jià)。
而現(xiàn)代冷鏈物流則建立在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢?、化學(xué)和數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)之上。計(jì)量的準(zhǔn)確度達(dá)到了前所未有的高度,時(shí)間可以精確到納秒,空間可以定位到毫米,溫度能控制在0.1 ℃的波動(dòng)范圍內(nèi),連氣體濃度都可以調(diào)節(jié)到百萬分率級(jí)別。執(zhí)行這些計(jì)量任務(wù)的不再是人,而是各種標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的傳感器、原子鐘和衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備。所有的數(shù)據(jù)都以數(shù)字信號(hào)的形式存儲(chǔ)在龐大的數(shù)據(jù)庫和云平臺(tái)中,可以隨時(shí)調(diào)用、計(jì)算和分析。決策過程不再“拍腦袋”,而是依靠大數(shù)據(jù)分析和動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的低風(fēng)險(xiǎn)管理。整個(gè)系統(tǒng)高度穩(wěn)定、可控,結(jié)果可以反復(fù)驗(yàn)證,成功成為一種必然。
這場(chǎng)對(duì)比帶給我們的啟示是深刻而長(zhǎng)遠(yuǎn)的。計(jì)量科技的進(jìn)步,絕不僅是測(cè)量工具變得更先進(jìn)了,它更代表著人類思維方式的一場(chǎng)根本性變革。我們從一個(gè)只能“感性”認(rèn)識(shí)世界的時(shí)代,跨越到了一個(gè)可以“理性”改造世界的時(shí)代。
5 結(jié)語
從“一騎紅塵”的模糊身影,到“冷鏈追溯”的清晰數(shù)據(jù),我們看到的不僅是運(yùn)輸工具的進(jìn)步,更是計(jì)量能力的巨大飛躍。如今,精確的時(shí)間、溫度、氣體濃度數(shù)據(jù)這些看不見的“度量衡”,構(gòu)成了現(xiàn)代文明高效、安全、有序運(yùn)行的基石。
計(jì)量科學(xué)的發(fā)展,把曾經(jīng)只有皇親國(guó)戚才能享受的特權(quán)變成了每個(gè)人日常生活中的一部分。這充分說明,一個(gè)社會(huì)對(duì)物理世界的計(jì)量能力,直接決定了其文明水平和生活品質(zhì)。每一顆跨越數(shù)千里仍鮮美如初的荔枝,都是這場(chǎng)靜默而偉大計(jì)量革命的最好見證。
自2023年11月1日起,《中國(guó)計(jì)量》雜志正式面向作者、專家、編輯三方開通中國(guó)計(jì)量投審稿系統(tǒng)。點(diǎn)擊查看詳細(xì)
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