明代土地丈量工具：「繩尺」與「步車」(組圖)

圖1：明代「繩尺」

圖2：明代「繩尺」

圖3：程大位發明的「丈量步車」

「古者量田較闊長，全憑繩尺以牽量」，這是我國明代珠算宗師、捲尺之父程大位在其問世於公元1592年的代表作《直指演算法統宗》中指出的古往田地丈量的實況。打從1578年左右程大位發明被譽作「世界第一卷尺」的「丈量步車」之後，才一改「全憑繩尺以牽量」的舊貌，實現了我國丈量科技史上的一次大飛躍。中國徽州稅文化博物館就藏有明代的「繩尺」（圖1、圖2）和「丈量步車」（圖3）。

明代「繩尺」因大多放在一隻架在獨輪車上的木箱子裡，隨車推到需丈量尺寸的田間地頭時，再將它從木箱裡取出才能使用；加之繩尺的主要構造也是兩架成直角固定的車子，故又名「繩車」。「繩尺」由尺體、車體和轉軸等三部分組成：「尺體」為一具有定位點與車架的木板構架，定位點可插入丈量起點處的泥土中，成直角分布的兩部車架可分別固定兩部「車體」； 兩部「車體」上又分別有一轉輪，轉輪上纏繞著以棕繩編製的繩尺；而兩隻「轉軸」則用於丈量結束時的繩尺收回。繩尺丈量工作時，一般由三人配合完成，一人固定尺體於起點處，並負責記錄兩邊繩尺的讀數，另兩人則一人一邊、方向各異地拉長繩尺到丈量段終點處完成一次丈量。

明代的「丈量步車」， 是程大位為適應全國實行「一條鞭法」大規模清丈土地的需要、摒棄原先繩尺「勞動強度太大、繩索鬆緊變化太大、差錯率太高」等弊端而發明的。雖然較為龐大，但從其原理、構造、用途和用法來看，它就是捲尺的雛形。它由木製外套、十字架，竹製的篾尺，鐵製的轉心、鑽腳和環等部件組成，在類似「無蓋底墨匣」的外套中間，有一個可以轉動的十字架，「曲尺樣三折」的轉心可以實現十字架的轉動。十字架的凹槽內繞著「嫩竹竹節平直者，接頭處用銅絲紮住」製成的篾尺，篾尺上寫上尺寸刻度後「用明油油之，雖污泥可洗」。篾尺收放均從外套的匾眼中進出，鑽腳便於準確插入田地測量點，環便於提攜。我們好奇地取出一試用，果然篾尺收放自如，丈量、讀數、攜帶都很方便。而更為珍奇的是，程大位發明的「世界第一卷尺」，不但有實物，而且有完整的零件圖、總裝圖、設計說明和改型說明等全套書面資料留存至今，這在世界發明史上是相當罕見的。