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南北朝時已測量腋溫 古人沒溫度計如何測量溫度?

來源:安安歷史網    閱讀: 2.19W 次
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測量溫度,在現代是很簡單的事情。但在西方人發明的溫度計尚未傳入中國的古代,中國人是如何測知溫度高低的?從史料來看,中國人很早就確立了寒、冷、溫、熱的“溫度”概念,先秦時期觀察“瓶中之冰”、南朝已使用“腋下溫度”,還通過“火候”、“物候”來測定超高溫、預測未來氣溫趨勢等。像“春暖花開”、“天寒地凍”、“爐火純青”……最早都是古人推測氣溫的用語。冰瓶,中國最原始的溫度計

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——《呂氏春秋》:“見瓶水之冰,而知天下之寒“

比較流行的說法是,世界上最早的溫度計是意大利科學家伽利略,於公元1593年發明的。順治年間,比利時傳教士南懷仁首次將西方溫度計概念帶入中國。因此,不少人認爲中國古代沒有測量溫度的儀器。

其實,早在先秦時期中國已出現了一種可以觀察溫度變化的“瓶子”:瓶子中裝上水,如果水結冰了,氣溫即低於零下,進入寒冬了;如果冰融化,則氣溫回升。這種瓶子稱“冰瓶”,也叫“水瓶”,可謂是中國最原始的一種溫度計,被視爲現代溫度計的雛形。

冰瓶到底是什麼形狀的測量工具?現代考古中尚未發現實物,但從文獻上可知,先秦時中國人已在使用。呂不韋《呂氏春秋·慎大覽·察今》中有這樣的說法:“見瓶水之冰,而知天下之寒、魚鱉之藏也。”這句話的大概意思是,看到瓶子裏的水結冰,就知道天氣已經寒冷,魚鱉已經潛藏了。這是古人利用水在不同溫度下的“水—冰—水”的形態變化,來推測溫度下降和升高的技術。

類似的說法,在漢劉安《淮南子·說山》中也有記載:“睹瓶中之冰,而知天下之寒。”

對於《呂氏春秋》和《淮南子》中所說的“瓶子”,到底是不是一種“溫度計”,文中沒有具體交代。可能正因爲如此,“冰瓶”這種原始溫度計未被現代學術界重視和認同,被誤認爲是一種普通的生活器皿。

筆者認爲,如果是普通的器皿,那爲何不說“碗中之冰、“缸中之冰”、“池中之冰”?結合西方早期的溫度計也是一種細長的瓶子,可以想象先秦時的冰瓶並非普通之物。如果進一步聯繫《淮南子·說山》中的上一句話

——“懸羽與炭,而知燥溼之氣,以小(明)大”,更可以側證冰瓶是一種原始的溫度計。

“懸羽與炭”,這是古人利用木炭吸收水分的原理、首先發明的測量空氣溼度的一種方法。試想,先秦人已發明和使用比測量溫度難度更大的“溼度計”,發明和使用“溫度計”是不是更爲可能?雖然冰瓶測量溫度在精度上有點粗,可能沒有刻度,不能顯示溫度值 ,但其所透露出來的智慧是相當不一般的。伽利略發明的第一支溫度計,便是用水作爲界質,此後纔有灌注酒精和水銀的溫度計出現,而中國人早在公元前二世紀以前已開始用水作爲“溫度計”介質了。冰瓶是將水結冰作爲溫度的固定點,即現代的攝氏0℃,通過水結冰和融化情況來判斷氣溫,而西方在17世紀才由荷蘭科學家惠更斯提出此概念。

南北朝時已測量腋溫 古人沒溫度計如何測量溫度? 第2張

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“腋溫”,至晚在南北朝時已測試

——北魏《齊民要術》:“大率常欲令溫如人腋下爲佳”

顯然,冰瓶是古人測量低溫的一種簡單工具,屬於“測冷儀”。那麼,古人又是如何測量人體體溫這類常溫的?

中國人很早就發現,健康人的體溫是恆定的。於是將正常體溫作爲標準溫度,即現代的攝氏37℃,以此推測體表溫度是高還是低,即中醫所謂“發熱”與“發寒”。中國最早的中醫典籍《黃帝·內經》裏已記載了測體溫診病的情況:“尺熱曰病溫,尺不熱脈滑曰病風。”

所謂“尺熱”、“尺不熱”,是發燒與不發燒,“尺”爲腕端脈穴之一,與“寸”、“關”相連,統稱“寸關尺”,是中醫看病時必測摸部位。中醫所謂望、聞、問、切四法之“切”法,就是測脈相和體溫,切在尺部。爲了校驗準確性,醫生切後往往還會觸摸病人的額頭、身體皮膚,與自己的體溫作一綜合對照,故又有“切膚”一說。

望、聞、問、切四法爲古代名醫扁鵲所創,據《史記·扁鵲傳》記載,扁鵲爲戰國時名醫。由此可見,如何測量體溫並據此判斷病症,先秦時期的中醫已有一套系統的方法。

將人的體溫作爲測量溫度的標準值,在北魏農學家賈思勰所著的《齊民要術》中便有多處記載。如卷六“養羊篇”裏介紹“臥酪”時,密閉的容器內要保持合適的溫度才能使奶正常發酵。如何知道里面的溫度是合適的?就是通過與人的體溫比照作出判斷的,“溫溫小暖於人體爲合宜適。”

更值得注意的是,現代醫學測量體溫時常用的“腋下溫度”,最晚在南北朝時已普遍使用。《齊民要術》卷八“作鼓法”中,有這樣的說法,製作豆豉,要佈置暖和、太陽曬不着的屋子,溫度保持人體腋下溫度爲最佳,即所謂“大率常欲令溫如人腋下爲佳”。

在製作豆豉的過程中,每天還要進屋裏去觀察兩次,用手插進豆子堆中,看是否需要翻動,“候:看如人腋下暖,便翻之。”據此可以得出這樣的結論:最晚在南北朝時中國人已測腋溫,知道腋下溫度更穩定和準確。

“火候”,推測超高溫度時的方法

——先秦《考工記》:“青氣次之,然後可鑄也”

相對來說,低溫和常溫比較方便測量,測量高溫特別是超高溫的難度則比較大。古代中國人早在商周時期,就找到很實用的方法,並運用於青銅器的冶煉,這便是觀察“火候”。火候,古人又稱之爲“火齊”,是借燃燒時火焰的變化,來推測溫度高低的技術。這其實是一種“目測法”,《荀子·強國》中提到了這種方法,強調要鑄造出精美寶劍,得掌握恰到好處的溫度,即所謂“刑範正,金錫美;工冶巧,火齊得”。如何通過火候推測出溫度的高低?有一個成語叫“爐火純青”,就是古人觀察火候的標準之一,在火焰沒有雜色,是青色火焰時,溫度最高。中國第一部手工藝專著、先秦時成書的《考工記·慄氏》是這樣說的:“凡鑄金之狀,金與錫,黑濁之氣竭,黃白次之;黃白之氣竭,青白次之;青白之氣竭,青氣次之,然後可鑄也。”

南北朝時已測量腋溫 古人沒溫度計如何測量溫度? 第3張

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這段文字,說的就是觀察火候的具體方法和過程,不同火焰和顏色的變化代表不同的溫度。經過現代科學驗證,“火候”法相當準確,因爲不同物質的氣化點不同,金屬加熱時由於蒸發、分解、化合等作用,會生成不同焰色的氣體。如青銅冶煉時出現白色煙霧,相當於攝氏907℃,鋅開始揮發;爐火純青,表明溫度已達到1200℃,鋅完全揮發,全是銅的青焰,此時就可以澆鑄了。

這種通過觀察火候推測溫度的方法,在古代許多領域都有運用,如古煉丹家在煉製丹藥時也是觀察火候,推測丹藥是否能煉成。唐醫學家孫思邈《四言詩》即稱:“洪爐烈火,烘焰翕赫。煙未及黔,焰不假碧。”

觀測火候,在現代冶煉、制瓷等多種行業中仍在運用。如陶瓷燒製,光看溫度計燒不出優質陶瓷,因爲測溫儀上的顯示並不能準確反映物體內部溫度,得依據“火候”來操作。

“物候”,預測未來氣溫走勢

——古代諺語:“小暑過,一日熱三分”

中國古人不僅很早就已掌握了不同溫度的推測方法,還發現了溫度變化的規律,道家古籍《尹關子》即稱:“寒暑溫涼之變,如瓦石之類,置之火即熱,置之水即寒,呵之即溫,吸之即涼。”但比較遺憾的是,古人未能像圓周率、經緯度那樣,給溫度提出一個“中國數值”。

事實上,古代中國人推測溫度的方法很多。溫度計只是實時溫度的反映,古人還通過時序輪換和自然氣象的變化,判斷和預測當天氣溫和未來氣溫的走勢,這種方法可以視爲“物候”測溫法。

由於中國古代是傳統的農業國家,在這方面的經驗非常豐富,常說的“春暖花開”、“天寒地凍”,都是古人推測氣溫變化的語言。像推測眼下的高溫天氣,古人便有一套很成熟的方法,並以諺語的形式在民間推廣、流傳:“早上朵朵雲,下午曬死人”、“天上花花雲,地上曬死人”、“秋天大霧撲人面,當日太陽火炎炎”、“迷霧毒日頭”、“早起霧露,晌午曬破葫蘆”……這些都是古人通過氣象變化預測當日氣溫的一種方法。

二十四節氣是古人因記載時序、方便安排農業生產而來,也是古人預測氣溫的需要。通過對節氣當天氣象的觀測,古人可以對未來氣溫趨勢,進行比較準確的中長期預測。如本週7月7日剛過的“小暑”,此節氣一到,古人就知道下面將進入高溫“燒烤模式”,所以諺語說,“小暑過,一日熱三分。”爲迎接高溫,古人就會多吃消暑食品,以減輕高溫對身體健康的影響。

在下面將到的“大暑”,如果當天比較熱,秋冬氣溫就偏高,諺語所謂“大暑熱得慌,四個月無霜”,就是這個意思。

對於夏季是否有高溫天氣,古人還從夏至日氣象來判斷,有“夏至無雲三伏燒”、“夏至無雨三伏熱”一說。而“冬至暖,烤火到小滿”、“霜前冷,雪後寒”則是古人預測低溫的說法。類的還有“冬至不冷,夏至不熱”、“冬至冷,春節暖;冬至暖,春節冷”……

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