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中国古人如何认识和测量“温度”?

发布日期:2019-10-17

现在通行的“摄氏”温度,是公元1742年瑞典物理学家摄尔西斯以水银为测温物质,将水的沸点定为0度,水的冰点定为100度,之后1750年又把水的沸点和冰点的标定值对换,即成为我们现行的“摄氏温标”。那么,我国古人是如何认识和测量温度的呢?

我国古人对冷、热的感知最初完全是凭借自身的体感。大约在战国时期,人们开始通观察水是否结冰来判断温度的高低,正如《吕氏春秋·慎大览·察今》中描述的那样,“见瓶中之冰而知天下之寒”;《淮南子·兵略训》曰“见瓶中之水而知天下之寒暑”。这两句话我们现在看来实在是再简单不过了——“见到瓶子里(水)结冰就知道天气很寒冷”“见到瓶子里的水就知道天气的冷热”。即便是这样的简单道理,却是我们的祖先上千年前寻找到的借助外界客观事物判别冷热程度的重要方法。

我国古人除了通过体感和观察客观事物的变化来判别冷暖外,还逐步认识到人体的体温是基本恒定的,可以作为判别温度的最基本、最便捷的标准,并将这种标准逐渐应用于生产实践中。如北魏时期的贾思邈曾指出,制作奶酪的温度“小暖于人体,为合适宜”;制作豆豉的温度“大率常令温如腋下为佳”“以手刺(豆豉)堆中候,看如腋下暖”。其实我们谈古人对温度的观察和测量不能不谈《考工记》。据《考工记》记载,“凡铸金(青铜)之状,金(赤铜)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。”这里的“气”指冶炼炉中金属的辐射颜色。“黑体辐射定律”指出,黑体辐射的颜色与其温度密切相关。在没有温度计的时代,古人就懂得了通过观察炉中“气”的颜色,确定铸造的温度,出现“青”气即为燃烧温度的最高阶段,其实这与物理学上应用光谱原理观察不同物质的不同特征火焰判定对应的温度是一致的。对于这一点我们很容易想到一个大家都熟知的成语“炉火纯青”,它虽然原意是指道士炼丹成功时的火候,但是成语“炉火纯青”也许是世界上光学计量中“光测高温术”的最早记录。

在我国古代,最早把欧洲的温度计介绍到中国的人是清顺治十六年(公元1659年)来华的比利时人南怀仁,他本人还制作了简易的温度计且著有关于温度计的著作《验气图说》等。

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