誰定標準誰收費：公制如何成為地緣政治武器

本文由英文原文機器翻譯而成。

最後更新：2026年11月2日 · 閱讀時間約13分鐘

美國國家航空暨太空總署（NASA）的「Mars Surveyor ’98」計畫共花費3.276億美元，涵蓋火星氣候探測者號（Mars Climate Orbiter）與它的姊妹探測器火星極地著陸者號（Mars Polar Lander），發射費用也算在內。1999年9月23日，這艘造價約1.25億美元的軌道器一頭栽進火星大氣層，深度遠遠超過預定，就此損失。肇因是一套名為SM_FORCES的地面軟體。這套軟體由負責建造太空船的洛克希德馬丁（Lockheed Martin）提供，以磅力秒輸出推進器資料；NASA噴射推進實驗室（JPL）的導航團隊使用這些資料時，卻以為單位是牛頓秒。兩者相差4.45倍。經過數月飛行，誤差逐步累積，把太空船送上一條離火星太近的軌道，此後再也沒有傳回任何訊號。

這個故事通常被當成單位換算的警世寓言，一次代價高昂的提醒：工程師應該核對自己的輸入值。它也可以當成一張帳單來讀：每當兩套無法在標準上取得一致的系統被迫彼此往來，就會開出這樣一張帳單。1999年，全世界技術最先進的太空機構，在同一項任務裡橫跨兩套互不相容的度量體系運作，而這道分裂可以追溯到1790年代。它誕生於一個特定的政治時刻，此後一直靠政治選擇維繫，而這些選擇都有持續支付的成本。公尺通常被讚頌為理性標準化的勝利，但兩百多年來，它一直是國家權力的工具，偶爾還會反過來打到揮舞它的國家身上。

中立的騙局

1790年以前，法國的度量衡是一場災難。據一位歷史學家統計，全國通行的度量衡單位約有25萬種：各地標準互不相容，城與城不同，行業與行業也不同。長度單位toise在巴黎量出的長度，和在各省首府量出的不一樣。量穀物用的boisseau，大小要看磨坊歸誰所有。量土地用的arpent，各地區之間可能相差三分之一以上。這種不相容也是一套經濟控制機制。掌握地方標準的領主就掌握了地方交易，制定標準的人因此能輕易從依賴標準的人身上榨取利益。

因此，國民制憲議會決定委託打造一套全新的通用度量體系，是一項明明白白的政治計畫：借用科學的正當性，去完成大革命早已認定非做不可的事。1790年3月9日，時任歐坦主教的塔列朗（Charles-Maurice de Talleyrand-Périgord）向制憲議會提出議案，呼籲建立一套恆定不變的標準：普世通用、取自自然、可以重現、在任何地方都能驗證。細節交由法國科學院擬定，當時科學院的常任秘書是孔多塞（Condorcet）。他們的選擇既巧妙，又充滿政治意涵。公尺將定義為通過巴黎的子午線從北極到赤道這段弧長的一千萬分之一。

公尺被包裝成大自然的單位，法國只是發現了它。與這項計畫連在一起的口號「À tous les temps, à tous les peuples」（為了所有時代，為了所有人民），據說出自孔多塞，1840年更鑄在一枚紀念章上作為銘文。照這套說法，公尺不聽命於任何君主、任何城市、任何商業利益，它的根基是地球本身的幾何。

實際上，它讓法國科學的權威坐上了國王權威原本的位置，也讓標準留在法國領土上。制憲議會起初曾邀請英國國會與皇家學會共同定義新單位；這項提議無疾而終後，法國便獨自推進。為了定義公尺，兩位天文學家Delambre與Méchain在1792年出發，測量敦克爾克到巴塞隆納之間的子午線弧長；1799年，最終的鉑製公尺原器存入國家檔案館。湯瑪斯·傑佛遜（Thomas Jefferson）看出了問題所在。他曾任美國駐法公使，曾因應塔列朗的提案修改自己的度量方案，也曾就此與孔多塞書信往來。1791年7月，傑佛遜在給William Short的信中寫道：「國民議會採用的度量基準，事實上就把地球上每一個國家都排除在與他們共享度量之外；因為他們自己也承認，一段長度合宜、橫跨緯度45度、兩端同在一個水平面上的子午線弧，除了他們的國家，世上任何國家都找不到。」他曾提議以緯度45度處的秒擺作為美國十進位制的基礎——沿著這條緯線，不論南半球或北半球，任何地點都量得出來。法國人捨秒擺而取子午線，等於選了一個只有法國能認證的標準：傑佛遜抱怨，其他國家只能選擇相信法國的測量結果，或是派自己的人到法國核實。他的拒絕常被歸因於美國人的固執，所根據的卻是一個主權論點：不論公尺如何標榜普世，它都要求其他國家接受法國對其驗證的權威。

1812年2月，拿破崙以帝國敕令推出mesures usuelles（「常用度量」），這是一套折衷制度，保留公制的換算關係，卻沿用法國傳統單位的名稱。1837年的一項法律廢止了這套制度，並自1840年起恢復純粹的公制。這次局部倒退，通常被解讀為向抗拒十進位化的農民做出的民粹讓步。它也顯示，就連一個已經以法律強制推行公制的法國政府，都認為全面公制化的政治代價必須設法管控。如果一套普世理性的標準只需要人們拋棄不理性的習慣，那麼拿破崙治下、大軍占領歐洲大片土地的法國，就不會因為農民覺得不便而軟化立場。

標準的外交

19世紀，公制的傳播靠的是政治結盟、殖民時代的現代化，以及新興主權國家的戰略算計，而不是理性說服。一些最能說明問題的早期案例來自拉丁美洲。智利在1848年採用公制，墨西哥在1857年，巴西在1862年。這些新近獨立的國家選擇度量制度，是一項更大抉擇的一部分：它們打算告別什麼。葡屬與西屬美洲在公制之前的殖民度量制度，與殖民時期的榨取機器緊緊相連。採用法國的十進位制，象徵現代化的抱負，推動者是活躍於國際專業圈的工程師、科學家與統計學家；各國的動機不盡相同，巴西則是在皇帝治下完成轉換。智利比西班牙早一年改用公制，西班牙是在1849年，因此智利的選擇是揚棄舊標準，而非追隨西班牙的新標準。

在巴西，1862年6月的一項帝國法律規定全帝國改採公制，並給予10年過渡期；1873年新單位成為強制規定時，反抗隨之而來。1874至1875年的「砸秤」暴動（Quebra-Quilos）從帕拉伊巴州開始，蔓延到伯南布哥州、阿拉戈斯州與北大河州，鄉村社群砸毀了新引進的公制秤具與砝碼。對東北部的農民來說，乾旱、糖價與棉價崩跌、一項新的市場稅，以及一部人人痛恨的徵兵法，早已讓他們喘不過氣；公制的公斤不過是榨取型菁英的又一件工具，而這群菁英的正當性，他們本來就在挑戰。

1885年，日本簽署《米制公約》，時值明治時代中期。當時的統治菁英認定，要生存就必須迅速向西方的制度形式看齊，正主導一場有節制的西化計畫。簽署公約、在1890年從國際度量衡局（BIPM）接收原器，都屬於催生西式憲法、軍事組織與工業法規的同一套計畫。

印度的歷程把這套邏輯帶進了去殖民時代。1956年通過的《度量衡標準法》（Standards of Weights and Measures Act）在其後數年間逐步實施，1962年起公制重量單位在全國成為強制規定。英制單位曾是英屬印度的官方度量，疊加在一片拼布般的印度地方單位之上。改採公制，與1957年將盧比輔幣改為十進位制，屬於同一套計畫。在大英帝國舊有版圖的其他地方，公制化是跟著倫敦走，而非與倫敦決裂：英國本身在1965年承諾改行公制，加拿大和澳洲在1970年代開始轉換，南非則從1967年開始規劃，並在1977年宣布轉換完成。

《米制公約》為這波擴散提供了制度形式。1875年5月20日，17個國家在巴黎簽署這項條約，設立國際度量衡局，並把它安置在巴黎城外聖克盧公園（Parc de Saint-Cloud）內的布勒特伊樓（Pavillon de Breteuil）。這個過程始於拿破崙三世時期。國際米制委員會在1870年8月首度開會，距普法戰爭爆發才幾個星期，但工作是在戰爭的陰影下完成的。法國在1870至1871年受盡屈辱：失去亞爾薩斯－洛林，背負50億法郎賠款，還眼看著一個由普魯士主導的德意志帝國在凡爾賽宣告成立。1872年重新召開的委員會與1875年的會議，讓第三共和得以把全世界的科學標準留在法國土地上，儘管這些標準的保管權已從法國政府移交給一個國際機構。

美國例外

美國確實嘗試過改用公制，而它之所以能任由這些嘗試失敗，是因為沒有哪個貿易夥伴大到足以讓它為失敗付出代價。1975年12月，福特（Gerald Ford）總統簽署《公制轉換法》（Metric Conversion Act），承諾國家要「協調並規劃逐步擴大公制的使用」——接著又明文規定一切轉換皆屬自願。美國公制委員會（United States Metric Board）為協調公制化而成立，1982年卻遭雷根政府裁撤。1988年的《綜合貿易暨競爭力法》（Omnibus Trade and Competitiveness Act）改寫了這項政策，將公制定為「美國貿易與商務的首選度量衡制度」，並要求每個聯邦機構「在經濟上可行的範圍內，於1992財政年度結束前」採用公制。這個限定語承認轉換確有實際成本。對一個經濟體來說，如果貿易夥伴為了保住進入其市場的機會而願意吸收介面成本，無限期推遲這些成本就容易得多。

日本在1885年加入《米制公約》時，是按照成員國早已訂好的條件，買下國際體系裡的一個席位，不過公制要到1959年才在大多數交易中成為強制規定，土地與建築則要到1966年。印度在1956年立法推行公制時，是在拔除一項殖民工具，同時加入一個以公制運作的全球貿易體系。緬甸在2013年宣布轉換公制，是回應以國際單位制（SI）計價的出口市場。在每個案例裡，都是較小的一方吸收轉換成本，因為留在公制世界之外，比走進去更昂貴。美國得出了不同的答案：它的國內市場夠大，國際夥伴又夠依賴進入這個市場的機會，因此相當大一部分的轉換成本都可以推給別人。

3.276億美元的帳單

事故調查委員會（Mishap Investigation Board）追查發現，火星氣候探測者號的損失源自一套名為SM_FORCES的地面軟體。這套軟體由洛克希德馬丁提供，以磅力秒輸出推進器效能資料。NASA噴射推進實驗室的軌道軟體接收這些資料時，預期的單位是牛頓秒，也就是任務軟體介面文件所規定的SI單位。1磅力秒等於4.45牛頓秒。

這個誤差在9個月的飛行中不斷累積。SM_FORCES的輸出會寫入一個名為AMD（Angular Momentum Desaturation，角動量卸載）的檔案。JPL的軌道建模人員以為，AMD資料在交到他們手上之前已經換算成公制，事實卻並非如此。太空船最接近火星時，距離地表約57公里，而原訂的入軌高度是226公里。這遠低於太空船所能承受的最低高度80公里：軌道器若不是在大氣中損毀，最好的情況也只是彈出大氣，進入繞日軌道。調查委員會發現，導航團隊在幾個月前就已注意到軌道偏差，卻只透過電子郵件非正式地提出，沒有走JPL正式的「事件、意外、異常」（Incident, Surprise, Anomaly）通報程序。

這次失敗不只是單位換算的失敗。確實有一份軟體介面規格書（Software Interface Specification）要求使用公制單位；欠缺的是任何一道檢查，去確認承包商的軟體是否真的遵守。這是可以預見的結果：兩個組織在同一套分裂的度量體系中運作，各自做出在局部看來合理的假設，卻沒有任何驗證步驟迫使它們確認自己身處哪一套體系。

這套軟體違反要求牛頓秒的專案規格，執行了9個月，卻一直沒被發現，因為檢查這件事不是任何人的職責。這道缺口的背後，是法律原封不動留下的局面。聯邦政策指示NASA在經濟可行的範圍內使用公制；任務本身的規格明確要求公制；承包商的工程師卻仍以慣用單位工作，美國航太業大多如此。NASA與承包商並非明知彼此牴觸。它們是同一套分裂體系中的兩個實體，各自做出局部合理的決定，直到這些決定讓NASA損失一艘1.25億美元的軌道器，也讓一項3.276億美元的計畫少了它。

緬甸與賴比瑞亞都曾承諾改行公制，緬甸在2013年，賴比瑞亞在2018年，因為對小型貿易經濟體而言，留在公制世界之外代價高昂。緬甸的努力在2021年政變後停滯，賴比瑞亞則已成立新的國家標準機構。美國負擔得起不轉換，而它拒絕轉換的代價，落在每一個必須協調英吋制與公制工程圖、或必須備妥雙規格零件的人身上，美國供應商也包括在內。

所謂「三國說」，也就是只有美國、緬甸和賴比瑞亞沒有採用公制的說法，不但算錯了數，分析也完全顛倒。美國國家標準暨技術研究院（NIST）稱之為迷思：三國都承認SI；公制自1866年起在美國就是合法制度，自1988年起成為貿易首選制度；美國慣用單位自1893年起就以公制來定義。三國真正的共同點，是都沒有強制推行公制的法律，而就連這個共同點，意義也截然相反：對緬甸和賴比瑞亞來說，這代表轉換尚未完成；美國則已把公制定為首選制度，只是讓轉換維持自願。

標準就是收費站

與公制最相近的例子來自貨幣：標準貨幣的發行者，可以讓其他每個國家為了與它接軌而付費。1960年代，時任法國財政部長的季斯卡（Valéry Giscard d’Estaing）為這種優勢取了名字：「l’exorbitant privilège」，也就是美元的準備貨幣地位帶來的「過分的特權」。由於美元是國際貿易的媒介，美國可以長期維持國際收支赤字，換作其他任何國家，這樣的赤字都會是災難，因為其他國家的央行以美元持有準備，並吸收了依賴他國貨幣政策的成本。戴高樂（Charles de Gaulle）總統在1965年2月4日的記者會上進一步施壓，呼籲回歸金本位，同時法國把手中的美元準備換成黃金——這是對美國圍繞自身貨幣打造的布列敦森林體系，一次經過算計的挑戰。

美元與公尺的運作方式如出一轍：誰發行了其他人非用不可的標準，誰就能對每一筆跨進這套標準的交易收取通行費，而且即使當初撐起它的軍事與經濟實力已經消長，這筆通行費依然收得到。

世界貿易組織（WTO）與國際標準化組織（ISO），都試圖以多邊規則管理這種態勢，而公制的案例正好標出了它們的極限：WTO規則約束的是會員如何撰寫技術法規，ISO標準則要有人採用才具約束力，因此兩者都無法強迫一個大型經濟體改變其產業所用的單位。美國的雙軌立場，即聯邦機構在可行時於採購中使用公制、民間部門則保留慣用單位，正是利用了這個結構位置：參與國際體系到足以避免摩擦的程度，同時讓國內產業繼續使用適合既有基礎設施的標準。

這套制度本意是擺脫封建度量那種收通行費的邏輯，選擇子午線正是因為它普世通用；「為了所有時代，為了所有人民」是它宣示的抱負。但那條子午線穿過巴黎，公尺與公斤原器存放在法國，國際度量衡局也設在聖克盧公園內的布勒特伊樓。在這套制度誕生後的頭四分之三個世紀，它為法國的權威服務；1875年以來，法國一直為一個自己不再掌控的國際機構擔任東道主，並從中汲取聲望。

2019年國際單位制的重新定義，在《米制公約》簽署週年紀念日生效，是迄今最認真的一次嘗試，要實現當初那項計畫所宣稱的目標。公斤改以普朗克常數定義，這是宇宙結構本身固有的數值。安培與基本電荷掛鉤，克耳文與波茲曼常數掛鉤，莫耳與亞佛加厥常數掛鉤。再也沒有任何實體器物會漂移、會被偷，或需要跑一趟色佛爾才能驗證。公尺早在1960年就把鉑銥合金尺換成了原子波長，1983年再換成光速。它是光速與一個時間單位之間的關係，地球上任何設備足夠的實驗室都能測量。

累積的利息

一個不存放在任何地方的公斤，無法透過保管某件器物而被奪取或控制。但掌管其定義的機構——國際度量衡局、國際度量衡大會（CGPM）與國際度量衡委員會（CIPM）——地址在色佛爾，預算以歐元計，正當性來自1875年的條約。最高權力機構是國際度量衡大會，由會員國代表投票表決；法國是東道主，但不是主宰者。把度量指向普朗克常數，解決了「公斤是什麼」的問題，卻把「由誰維護並裁定全世界的標準」這個問題，留給了自1875年以來一直握有它的同一個條約機構。

如今，公尺存在於每一件精密製造零件的公差之中，也寫在每個採用SI的國家的法律定義裡。1999年9月23日夜裡，一艘軌道器的損失，在一項3.276億美元的計畫裡，把1.25億美元記上了一套分裂體系的帳單，而這套體系的利息，從1799年就開始累積。

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主要資料來源與參考文獻

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