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秦始皇（公元前259年-公元前210年），公元前221年秦始皇建立了我国历史上个统一的多民族国家，他对度量衡的贡献是“一法度衡石丈尺”，即统一度量衡，其确定的度量衡单位名称和进位制在汉代还得到了进一步巩固和发展。秦汉时期厘定的度量衡制定对我国后续各朝各代在经济、天文、历法、农田、水利、建筑、手工业和日常生活等诸方面都产生了的影响。秦始皇统一度量衡的主要做法：一是，颁布统一度量衡的诏令。二是，颁发度量衡标准器具。标准器具由中央监造，分发到各地使用，如“秦权”“秦量”等，现存出土的秦权、秦量等均铸刻有秦始皇的诏书，有的还加刻了秦二世的诏书。在陕、甘、晋、鲁、苏、豫、冀、辽、吉、蒙等地秦权、秦量的出土说明秦始皇统一度量衡的法令在当时已经推行到了相当大的疆域。三是，对度量衡器具施行检定、校准制度。《吕氏春秋》记载，“仲春、仲秋之月，日夜分，则一度量，平权衡，正钧石，齐斗桶。”四是，秦始皇很重视对统一度量衡的宣传。公元前219年秦始皇东巡山东，立“琅琊台刻石”，强调了“器械一量，同书文字”的重要意思。

南北朝包括南朝的宋、齐、梁、陈和北朝的北魏、西魏、东魏、北齐和北周（420－589）。南北朝时期度量衡有两大特点：（1）其200年间单位量值增长速度为历朝之冠。（2）制度混乱，各个时期、各个地区量值相差悬殊的现象十分。以尺度而论，唐代天文、数学家李淳风为求古律历，曾将汉至隋各种尺度以长短分别列为十五等，史家称之为“十五等尺”并多有考证。其中南朝刘宋（420－479）尺长24.5厘米，比东晋约略增长2%，仍是秦汉尺度的延续，并被齐、梁、陈所沿用。而北朝尺度则迅速增长，并且十分混乱。如北魏（420－534）前期一尺长25.5厘米，中期长27.9厘米，后期长29.5厘米。至东魏（538－543），一尺长已长达30厘米。北齐（550－577）取代东魏则承袭其各种制度。纵观北朝一百多年中尺度增长了约6厘米。


容量和权衡制度，南朝和北朝增长率也不同。南朝的梁、陈二朝，升斗仍沿袭新莽旧制，每升约合200毫升。齐朝量制大于古升，约300毫升。北朝量制增长速度却十分迅猛，北魏时每升“于古二而为一”，约400毫升，其后又有增长。至隋文帝统一全国建立隋朝时，容量每升已增至约600毫升。


权衡制，南朝和北朝的单位量值相距也很大。南朝之梁、陈、每斤约为220克，齐每斤约合330克。而北朝的增长速度却远远超过了南朝。据文献记载：“魏、齐斗秤于古二而为一”，推算每斤当合今制约440克。今藏河北省博物馆两件北魏时铁权，分别重515.5克和593克，据考证均系北魏时的一斤权。至隋统一度量衡时，每斤已高达“以古秤三斤为一斤”，推算每斤约约660克。


由于南朝与北朝度量衡单位量值竟有数倍之差，故出现了“南人适北，视升为斗”的怪现象。南北朝度量衡的混乱可见一斑。

风吹雨打是十分普遍的自然现象。人们在长期的生产实践中，对风向和风速的认识从感性到理性，讴歌它、观察它、测量它。甲骨文中已有祭祀东、南、西、北四方风神的记录，并对风向设定的名称。

早在先秦时期已制造了风向仪???(qi?n)。汉代文献《淮南子》说：“?之见风也，无须臾之间定矣。”?又称谍，取侦察风向之意。?的结构简单：立一风杆，杆上系有丝帛做成长条形“旗”，称“示风器”，器上系一小铃挂在高竿上，风吹铃响。设有的观测者监听铃声并看旗被风吹动的方向以报风向。西汉时风向器除“?”之外，还有相风鸟。“铸铜凤，高五尺，饰黄金，栖屋上，下有转枢，向风若翔。”铜凤凰下部有转枢，插在一个圆槽内即可随风转动，使凤凰头部总是指着风吹来的方向。“下有转枢”暗示转枢必与下一层的转动机件相连，可能装有一种记风速的器件，是风速计的。东汉至三国改用木鸟作风向仪，更为轻便，并且使用也更普遍了。

唐代科学家李淳风(公元602年?公元670年)在他的著作《乙巳占?占风远近》中根据风对树产生的力来估测风速。“树叶微动，风速约十里；树叶沙沙作响，风速则日行百里；树枝摇，二百里；堕叶，三百里；折小枝，四百里……。”再根据树的摇动情况定出风级：“动叶，二级鸣条，三级摇枝，四级坠叶，五级折枝，六级折大枝，七级飞沙石，八级拔大树及根。”外加“无风”、“和风”共十级。与近代各国对风等级划分相差不多。