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，劉邦稱帝后，首要任務是迅速恢復封建秩序，繼承和發展秦制，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重要作用的理論文書和標準器物的制作，都產生于一個特殊時期、特殊朝代——新朝。那么這一切是在什么條件下產生的呢？

西漢末年，各種社會矛盾日趨尖銳，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。

翻開任何一部歷史文獻，無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，廣泛網羅知識分子，千方百計收買人心。一旦時機成熟，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，不但給人民帶來無數新的災難，同時也進一步激化了社會矛盾。王莽從篡位到改制，可以說全面失敗，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，網羅大批儒學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)，召開了中國歷史上第一次科學家大會。會上討論了有關天文、歷算、鐘律、度量衡等一系列問題。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，后來被《漢書》的作者班固看中，又經過刪減，棄其偽劣，最后編入《律歷志》上篇。此后《漢書·律歷志》成為度量衡的經典著作，對后世產生了深遠的影響。

《漢書·律歷志》度量衡部分從五個方面進行了闡述: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。有了數才能推生出律歷、制造器物、制定度量衡。和聲是指樂律之事，而黃鐘律又與度量衡互為參校。審度、嘉量、權衡三篇更進行了詳細的闡述，包括以下幾個方面的內容:

1.度量衡的單位名稱和進位關系，長度單位是:分、寸、尺、丈、引，它們都以十進位；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·律歷志》在考證了歷代經書史籍的基礎上，對度量衡單位制進行了系統的整理，給后代留下了可靠的資料。

2.度量衡的三個基本量都以黃鐘來復現:九寸正合黃鐘律管之長，并以累黍作直觀驗證。一旦后代度量衡器被銷毀或丟失，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、制作重點都進行了詳細的敘述，成為研究、考證漢代度量衡器的重要依據。

4.有關管理度量衡的行政部門、最高的職能長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·虞書·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、年等歷法協同起來，把樂律與度量衡統一起來(“歲二月，東巡守，至于岱宗……協時月正日，同律度量衡”)。《漢書·律歷志》開篇第一句話就引《尚書·虞書·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了(“所以齊遠近，立民信也……三代稽古，法度章焉”)。而《漢書·律歷志》卻首次明確以黃鐘為度量衡標準，并以累黍為介質，互為佐證。

古代律管可簡稱為“律”或“管”。聲是無形的，要發聲就必須制器，律管就是用來發聲的器。有器就必有形，能發出黃鐘宮聲的律管，它的長度、口徑都是固定的，否則音的高低就會發生變化，這種變化人的耳朵一般都能感覺得到。要把有形之器定量化，就需要通過測量把發出固定音高的黃鐘律管的長度和口徑記錄下來，這樣就可以確定一個可視的客觀標準了。反過來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系有著深入的理解，才把黃鐘律管通過度量衡定量化了。

漢代一尺長為23.1厘米已沿襲了一千多年，黃鐘律管之長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進行比較，其量值才能復現并傳遞。用什么物質復現一尺的長度呢？在劉歆之前就有采用人的頭發、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，有的也無法與漢尺相吻合。究竟用什么物質既能復現一尺之長，同時還能與黃鐘律管的長度、容積和度量衡三者中的某一個單位量相合呢？劉歆等人除了查找古書外，還委派許多人四處尋找能達到上述條件的物質進行實驗，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度相吻合更為重要。劉歆下令把各地的黍子都集中起來，又把它們分成大、中、小三等，分別排列，測量它們的長度、容積和重量。最后終于得到了理想的結果，即某個品種中等大小的黍(可惜他沒有提到用的是哪一個品種)，一粒相當于一分，90粒黍即合黃鐘之長，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、黍與度量衡三者聯系起來。這就是《漢書·律歷志》所說的:“度者……本起黃鐘之長。以子谷秬黍中者，一黍之廣度之，九十分黃鐘之長，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。”這簡短的幾十個字，對度量衡與黃鐘、累黍的關系作了清楚的交代。度量衡與黃鐘律互為佐證，再以累黍為介質，相互參校，即可以記載于書，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，這些數字雖難免有拼湊的成分，但是按照劉歆提出的條件，后人經過多次實驗，證明大體還是相當的。在科學不發達的古代，劉歆能提出這樣一系列完整的理論，極其不容易，必定經過尋經查典作為理論根據，還要廣泛搜求各種實物與律管、度量衡器相互印證。正因為他對樂律學有很深的研究，對黃鐘律與黃鐘律管的發音又做過無數次的實驗，嚴格地確定律管的長度和管徑后，再去尋找各種自然物與尺、律管的長度、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、累黍還包含著非常深刻的科學含義，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、累黍的理論一經提出，立即引起了學術界極大的關注，首先就被班固選入《漢書》成為《律歷志》的重要篇章。漢以后歷代更是引發了各種討論:遵循者、贊譽者、懷疑者、批評者無數，卻從未能全盤否定，更無人提出新的理論取代它。

歷史上最早驗證黃鐘論點的是荀勖。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，令律歷學家荀勖考證古樂律。荀勖憑著他豐富的樂律知識和聰慧的聽力，判定當朝宮廷內的太樂八音不和。究其原因正是東漢至晉的尺度長了四分有余，尺度增長了，律管也隨著加長，造成樂律失準。于是考證了各種古器并相互校驗，終于制定了一支古尺，用此尺重定律管長度。后來經過證明，荀勖所定的古尺與古律都與秦漢時的尺度和黃鐘宮聲完全相符。可見，律與尺相互校驗是可行的。

其后，李淳風在考證唐朝以前歷代尺度時說: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個朝代，27種尺與第一等尺作比較，分別按尺度的長短列為十五等，后來又被收入《隋書·律歷志》，成為后人研究這期間一尺之長的重要歷史資料。因此，“十五等尺”在度量衡史上也占有重要的地位。

明朝對度量衡與樂律、累黍的討論，主要見于朱載堉的《樂律全書》。他為了驗證黃鐘律管、累黍的關系，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，親自驗證，最后提出橫累100粒為古尺，豎累100粒為清營造尺。他的這一做法十分巧妙，即把古制寓意在其中，還把清朝長32厘米的營造尺，也用累黍(豎排)的方法排列了出來。

劉歆等在采用累黍定度量衡時，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，這些不利的客觀條件，確實使它的復現不可能做到十分精確。但是在科學尚不發達的古代，度量衡器本身也只能做到相對準確，以累黍定度量衡產生的相對誤差，實際上是不可避免的，也是無可厚非的。直到今天，當研究者們對黃鐘律管、累黍與度量衡三者的關系做了各種實驗后，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僅有的。

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

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