古人是如何测量温度的？

2015-07-12 17:02阅读：

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古人是如何测量温度的？

最早的伽利略温度计

测量温度，在现代是很简单的事情。但在西方人发明的温度计尚未进入中国的古代，中国人是如何测知温度高低的？从史料来看，中国人很早就确立了寒、冷、温、热的“温度”概念，先秦时期观察“瓶中之冰”、南朝已使用“腋下温度”，还通过“火候”、“物候”来测定超高温、预测未来气温趋势，像“春暖花开”、“天寒地冻”，最早都是古人推测气温变化的词语；而 “炉火纯青”，则表明温度已达到1200°C……

“冰瓶”，中国最原始的“温度计”

先秦《吕氏春秋》：“睹瓶中之冰，而知天下之寒”
比较流行的说法是，世界上最早的温度计是意大利科学家伽利略，于公元1593年发明的。顺治年间，比利时传教士南怀仁首次将西方温度计概念带入中国。因此，不少人认为中国古代没有测量温度的仪器。
其实，早在先秦时期中国已出现了一种可以观察温度变化的“瓶子”：瓶子中装上水，如果水结冰了，气温即低于零下，进入寒冬了；如果冰融化，则气温回升。这种瓶子称“冰瓶”，也叫“水瓶”，可谓是中国最原始的一种温度计，被视为现一代温度计的雏形。
冰瓶到底是什么形状的测量工具？现代考古中尚未发现实物，但从文献上可知，先

秦时中国人已在使用。吕不韦《吕氏春秋·慎大览·察今》中有这样的说法：“见瓶水之冰，而知天下之寒、鱼鳖之藏也。”这句话的大概意思是，看到瓶子里的水结冰，就知道天气已经寒冷，鱼鳖已经潜藏了。这是古人利用水在不同温度下的“水-冰-水”的形态变化，来推测温度下降和升高的技术。类似的说法，在汉刘安《淮南子·说山》中也有记载：“睹瓶中之冰，而知天下之寒。”
对于《吕氏春秋》和《淮南子》中所说的“瓶子”，到底是不是一种“温度计”，文中没有具体交代。可能正因为如此，“冰瓶”这种原始温度计未被现代学术界重视和认同，被误认为是一种普通的生活器皿。
笔者认为，如果是普通的器皿，那为何不说“碗中之冰”、“缸中之冰”、“池中之冰”？结合西方早期的温度计也是一种细长的瓶子，可以想像先秦时的冰瓶并非普通之物。如果进一步联系《淮南子·说山》中的上一句话–“悬羽与炭，而知燥湿之气，以小（明）大”，更可以侧证冰瓶是一种原始的温度计。“悬羽与炭”，这是古人利用木炭吸收水份的原理、首先发明的测量空气湿度的一种方法。试想，先秦人已发明和使用比测量温度难度更大的“湿度计”，发明和使用“温度计”是不是更为可能？
虽然冰瓶测量温度在精度上有点粗，可能没有刻度，不能显示温度值，但其所透露出来的智慧是相当不一般的。
伽利略发明的第一支温度计，便是用水作为界质，此后才有灌注酒精和水银的温度计出现，而中国人早在公元前二世纪以前已开始用水作为“温度计”介质了；冰瓶是将水结冰作为温度的固定点，即现代的摄氏0°C，通过水结冰和融化情况来判断气温，而西方在17世纪才由荷兰科学家惠更斯提出此概念。

清顺治年间传教士南怀仁制作的温度计

“腋温”，最晚在南北朝时期已普遍测试

北魏《齐民要术》：“大率常欲令温如人腋下为佳”
显然，冰瓶是古人测量低温的一种简单工具，属于“测冷仪”。那么，古人又是如何测量人体体温这类常温的？
中国人很早就发现，健康人的体温是恒定的。于是将正常体温作为标准温度，即现代的摄氏37°C，以此推测体表温度是高还是低，即中医所谓“发热”与“发寒”。中国最早的中医典籍《黄帝·内经》里已记载了测体温诊病的情况：“尺热曰病温，尺不热脉滑曰病风。”
所谓“尺热”、“尺不热”，是发烧与不发烧，“尺”为腕端脉穴之一，与“寸”、“关”相连，统称“寸关尺”，是中医看病时必测摸部位，中医所谓望、闻、问、切四法之“切”法，就是测脉相和体温，切在尺部。为了校验准确性，医生切后往往还会触摸病人的额头、身体皮肤，与自己的体温作一综合对照，故又有“切肤”一说。
望、闻、问、切四法为古代名医扁鹊所创，据《史记·扁鹊传》记载，扁鹊为战国时名医。由此可见，如何测量体温并据此判断病症，先秦时的中医已有一套系统的方法。
将人的体温作为测量温度的标准值，在北魏农学家贾思勰所著的《齐民要术》中便有多处记载。如卷六“养羊篇”里介绍“卧酪”时，密闭的容器内要保持合适的温度才使奶正常发酵。如何知道里面的温度是合适的？就是通过与人的体温比照作出判断的，“温温小暖于人体为合宜适。”
更值得注意的是，现代医学测量体温时常用的“腋下温度”，最晚在南北朝时已普遍使用。《齐民要术》卷八“作鼓法”中，有这样的说法，制作豆豉，要布置暖和、太阳晒不着的屋子，温度保持人体腋下温度不最佳，即所谓“大率常欲令温如人腋下为佳”。

在制作豆豉的过程中，每天还要进屋里去观察两次，用手插进豆子堆中，看是否需要翻动，“候：看如人腋下暖，便翻之。”据此可以得出这样的结论：最晚在南北朝时中国人已测腋温，知道腋下温度更稳定和准确。

古人是如何测量温度的？

古代铸鼎图，通过观察火候推测温度高低（图源《天工开物》）

“火候”，推测超高温度的方法

先秦《考工记》：“青气次之，然后可铸也”
相对来说，低温和常温比较方便测量，测量高温特别是超高温的难度则比较大。古代中国人早在商周时期，就找到很实用的方法，并运用于青铜器的冶炼，这便是观察“火候”。
火候，古人又称之为“火齐”，是借燃烧时火焰的变化，来推测温度高低的技术。这其实是一种“目测法”，《荀子·强国》中提到了这种方法，强调要铸造出精美宝剑，得掌握恰到好处的温度，即所谓“刑范正，金锡美；工冶巧，火齐得”。
如何通过火候推测出温度的高低？有一个成语叫“炉火纯青”，就是古人观察火候的标准之一，在火焰没有杂色，是青色火焰时，温度最高。中国第一部手工艺专著、先秦时成书的《考工记·栗氏》是这说的：“凡铸金之状，金与锡，黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也。”
这段文字，说的就是观察火候的具体方法和过程，不同火焰和烟色的变化代表不同的温度。经过现代科学验证，“火候”法相当准确，因为不同物质的气化点不同，金属加热时由于蒸发、分解、化合等作用，会生成不同焰色的气体。如青铜冶炼时出现白色烟雾，相当于摄氏907℃°C，锌开始挥发；炉火纯青，表明温度已达到1200°C℃，锌完全挥发，全是铜的青焰，此时就可以浇铸了。
这种通过观察火候推测温度的方法，在古代许多领域都有运用，如古炼丹家在炼制丹药时也是观察火候，推测丹药是否能炼成。唐医学家孙思邈《四言诗》即称：“洪炉烈火，烘焰翕赫。烟未及黔，焰不假碧。”
观测火候，在现代冶炼、制瓷等多种行业中仍在运用。如陶瓷烧制，光看温度计烧不出优质陶瓷，因为测温仪上的显示并不能准确反映物体内部温度，得依据“火候”来操作。

古人是如何测量温度的？

《齐民要术》书影，书中有使用腋温的记载

“物候”，预测未来气温走势

古代谚语：“小暑过，一日热三分”
中国古人不仅很早就已掌握了不同温度的推测方法，还发现了温度变化的规律，道家古籍《尹关子》即称：“寒暑温凉之变，如瓦石之类，置之火即热，置之水即寒，呵之即温，吸之即凉。”但比较遗憾的是，古人未能像圆周率、经纬度那样，给温度提出一个“中国数值”。
事实上，古代中国人推测温度的方法很多。温度计只是实时温度的反映，古人还通过时序轮换和自然气象的变化，判断和预测当天气温和未来气温的走势，这种方法可以视为“物候”测温法。
由于中国古代是传统的农业国家，在这方面的经验非常丰富，常说的“春暖花开”、“天寒地冻”，都是古人推测气温变化的语言。像推测眼下的高温天气，古人便有一套很成熟的方法，并以谚语的形式在民间推广、流传：“早上朵朵云，下午晒死人”、“天上花花云，地上晒死人”、“秋天大雾扑人面，当日太阳火炎炎”、“迷雾毒日头”、“早起雾露，晌午晒破葫芦”……这些都是古人通过气象变化预测当日气温的一种方法。

二十四节气是古人因记载时序、方便安排农业生产而来，也是古人预测气温的需要。通过对节气当天气象的观测，古人可以对未来气温趋势，进行比较准确的中长期预测。如本周7月7日刚过的“小暑”，此节气一到，古人就知道下面将进入高温“烧烤模式”，所以谚语说，“小暑过，一日热三分。”为迎接高温，古人就会多吃消暑食品，以减轻高温对身体健康的影响。再下面将到的“大暑”，如果当天比较热，秋冬气温就偏高，谚语所谓“大暑热得慌，四个月无霜”，就是这个意思。对于夏季是否有高温天气，古人还从夏至日气象来判断，有“夏至无云三伏烧”、“夏至无雨三伏热”一说。而“冬至暖，烤火到小满”、“霜前冷，雪后寒”则是古人预测低温的说法。类似的还有“冬至不冷，夏至不热”、“冬至冷，春节暖；冬至暖，春节冷”……

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