粗略地說,溫度是指冷熱的程度。冷熱的概念自古已有,在溫度計出現以前,人們(men) 常憑自己的感官的感覺,例如用手觸摸物體(ti) 來判別物體(ti) 是冷、是熱,冷熱的程度如何。
這種以體(ti) 溫為(wei) 基礎的觸摸感覺法,隻能判斷一定範圍內(nei) 的溫差,而不是特定的溫度概念,古人以寒、冷、涼、溫、熱、燙等術語所表示的溫差範圍,會(hui) 隨人而異,有極大的主觀性。
觀察自然現象知寒暖
即使如此,古人還是找到了一些較為(wei) 客觀地判別冷熱程度的辦法。戰國時人們(men) 已經知道通過觀察水的結冰與(yu) 否來推知氣溫下降的程度。例如,《呂氏春秋·慎大覽·察今》就記載道:“見瓶中之冰而知天下之寒。"這種做法被後世人們(men) 所認可,漢代的《淮南子·兵略訓》就有幾乎同樣的記載:“見瓶中之水,而知天下之寒暑"。這是因為(wei) ,通過觀察瓶中水結冰或冰融化,確實可以大致知道氣溫的寒暖變化。
以人體(ti) 體(ti) 溫為(wei) 標準測溫
雖然以體(ti) 溫判別周圍物體(ti) 的冷熱程度,會(hui) 因人而異。然而體(ti) 溫又是古代zui恒定的“溫度計"。因為(wei) 正常人的體(ti) 溫基本相同。古代人就充分地認識了這種特殊的“溫度計",並在製奶酪、豆豉、養(yang) 蠶、茶葉的加工工藝中應用。
北魏賈思勰曾指出,牧民作奶酪,使酪的溫度“小暖於(yu) 人體(ti) ,為(wei) 合適宜";他又指出,作豆豉,“大率常令溫如腋下為(wei) 佳",“以手刺(豆豉)堆中候,看如腋下暖"。
宋代陳旉在論及洗蠶種的水溫時說:“調溫水浴之,水不可冷,亦不可熱,但如人體(ti) 斯可矣。"元代王禎在論及養(yang) 蠶的*室溫時指出,養(yang) 蠶人“需著單衣,以為(wei) 體(ti) 測:自覺身寒,則蠶必寒,使添熟火;自覺身熱,蠶亦必熱,約量去火"。
宋代蔡襄曾說過,茶葉“收藏之家,以蒻葉封裹,入焙中兩(liang) 三日,一次用火常如人體(ti) 溫,溫則禦濕潤,若火多則茶焦不可食"。
觀察發熱物體(ti) 的火焰顏色——高溫目測技術
“火候"一詞zui初的本意是,觀察發熱物體(ti) 的火焰顏色。在金屬冶煉或燒製陶瓷過程中,曆代工匠都以火焰顏色來判別爐體(ti) 內(nei) 溫度的高低。因此,火候實際上是古人創造的一種經驗的高溫目測技術。雖然,它具有很大的經驗性,亦不能標出溫高的具體(ti) 數值,但它有充分的科學性。
火候觀察法,不僅(jin) 被曆代冶鑄、陶瓷等工匠沿用,也被煉丹家和藥物學家所發展。古人為(wei) 我們(men) 留下了許多物質的火焰顏色的記載,這些記載表明通過觀察火焰顏色來判斷溫度的高低以及爐內(nei) 氣氛確實是古人常用的判別溫度高低的方法。這與(yu) 近代物理學中用光譜學原理,對不同物質的不同特征火焰及其所對應的溫度,來鑒別物質的方法是一致的。
戰國時著作《考工記》,zui早記述了冶鑄青銅的火焰顏色:
凡鑄金之狀,金與(yu) 錫,黑濁之氣竭,黃白次之;黃白之氣竭,青氣次之;青白之氣竭,青氣次之。然後可鑄也。
這段話可用現在科學知識解釋:在熔爐中加入銅礦和錫礦而進行熔化的過程中,首先熔化揮發的是那些不純雜物,它們(men) 的燃燒呈現“黑濁"焰色;然後,熔點較低的錫或雜物硫熔化並揮發,呈現“黃白"焰色;隨爐溫升高,銅(古代寫(xie) 為(wei) “金")熔化並揮發,銅與(yu) 錫成為(wei) 青銅合金,呈現“青白"顏色,進而爐火純青,便可開爐鑄造。
清初歐洲溫度計知識的傳(chuan) 入
zui早把歐洲的溫度計介紹到中國的是,比利時人天主教耶穌會(hui) 傳(chuan) 教士南懷仁(F.Verbiest,1623~1688)。南懷仁於(yu) 清順治十六年(1659)來華,他著述的關(guan) 於(yu) 溫度計的一本小冊(ce) 子《驗氣圖說》於(yu) 1671年刊行。該書(shu) 後被收入他1674年撰成《新製靈台儀(yi) 象誌》一書(shu) 的第十四卷中。該書(shu) 中介紹了測量冷熱變化和幹濕變化的概念,並描述了“測氣寒熱"的儀(yi) 器即溫度計的製作方法、用法及原理。南懷仁製作的溫度計(見40頁右欄上圖),管子呈U形,管內(nei) 注燒酒(或水);以一水平線為(wei) 基準,將管子劃分成上半部較長、下半部較短的兩(liang) 部分,對應天氣的冷熱作了一些不等分的分度,以作為(wei) 測量溫度的標尺。從(cong) 書(shu) 中敘述看,這種溫度計隻能觀察到溫度的變化,也隻能測量相對的冷熱程度,實際上類似伽利略等人發明和使用的那種沒有固定點而且溫標是任意的空氣溫度計。而17世紀歐洲許多科學家致力於(yu) 研究溫度計的改進和使用,他們(men) 對溫度計的玻璃泡和管子尺寸與(yu) 液體(ti) 含量之間的關(guan) 係,做了大量實驗研究。對此,西方傳(chuan) 教士未能及時介紹到中國來。
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