中國(guó)古人如何測(cè)量溫度？

倪方六

測(cè)量溫度，在現(xiàn)代是很簡(jiǎn)單的事情。但在西方人發(fā)明的溫度計(jì)尚未傳入的中國(guó)古代，中國(guó)人是如何測(cè)知溫度高低的？從史料來(lái)看，中國(guó)人很早就確立了寒、冷、溫、熱的“溫度”概念，先秦時(shí)期觀(guān)察“瓶中之冰”、南朝已使用“腋下溫度”，還通過(guò)“火候”“物候”來(lái)測(cè)定超高溫、預(yù)測(cè)未來(lái)氣溫趨勢(shì)等。像“春暖花開(kāi)”“天寒地凍”，最早都是古人推測(cè)氣溫變化的詞語(yǔ);而 “爐火純青”，則表明溫度已達(dá)到1200℃……

“冰瓶”，中國(guó)最原始的“溫度計(jì)”

清順治年間傳教士南懷仁制作的溫度計(jì)

比較流行的說(shuō)法是，世界上最早的溫度計(jì)是意大利科學(xué)家伽利略于1593年發(fā)明的。清順治年間，比利時(shí)傳教士南懷仁首次將西方溫度計(jì)概念帶入中國(guó)。因此，不少人認(rèn)為中國(guó)古代沒(méi)有測(cè)量溫度的儀器。

其實(shí)，早在先秦時(shí)期中國(guó)已出現(xiàn)了一種可以觀(guān)察溫度變化的“瓶子”：瓶子中裝上水，如果水結(jié)冰了，氣溫即低于零下，進(jìn)入寒冬了;如果冰融化，則氣溫回升。這種瓶子稱(chēng)“冰瓶”，也叫“水瓶”，可謂是中國(guó)最原始的一種溫度計(jì)，被視為現(xiàn)代溫度計(jì)的雛形。

冰瓶到底是什么形狀的測(cè)量工具？現(xiàn)代考古中尚未發(fā)現(xiàn)實(shí)物，但從文獻(xiàn)上可知，先秦時(shí)中國(guó)人已在使用。呂不韋《呂氏春秋·慎大覽·察今》中有這樣的說(shuō)法：“見(jiàn)瓶水之冰，而知天下之寒、魚(yú)鱉之藏也。”這句話(huà)的大概意思是，看到瓶子里的水結(jié)冰，就知道天氣已經(jīng)寒冷，魚(yú)鱉已經(jīng)潛藏了。這是古人利用水在不同溫度下的“水—冰—水”的形態(tài)變化，來(lái)推測(cè)溫度下降和升高的技術(shù)。

至于這種“瓶子”到底是不是一種“溫度計(jì)”，文獻(xiàn)中沒(méi)有具體交代。可能正因?yàn)槿绱耍窟@種原始溫度計(jì)未被現(xiàn)代學(xué)術(shù)界重視和認(rèn)同，被誤認(rèn)為是一種普通的生活器皿。

筆者認(rèn)為，如果是普通的器皿，那為何不說(shuō)“碗中之冰”“缸中之冰”“池中之冰”？結(jié)合西方早期的溫度計(jì)也是一種細(xì)長(zhǎng)的瓶子，可以想象先秦時(shí)的冰瓶并非普通之物。如果進(jìn)一步聯(lián)系《淮南子·說(shuō)山》中的上一句話(huà)——“懸羽與炭，而知燥濕之氣，以小（明）大”，更可以側(cè)證冰瓶是一種原始的溫度計(jì)。“懸羽與炭”，這是古人利用木炭吸收水分的原理發(fā)明的測(cè)量空氣濕度的一種方法。試想，先秦人已發(fā)明和使用比測(cè)量溫度難度更大的“濕度計(jì)”，發(fā)明和使用“溫度計(jì)”是不是更為可能？

雖然冰瓶測(cè)量溫度在精度上有點(diǎn)粗，可能沒(méi)有刻度，不能顯示溫度值 ，但其所透露出來(lái)的智慧是相當(dāng)不一般的。

伽利略發(fā)明的第一支溫度計(jì)便是用水作為介質(zhì)，此后才有灌注酒精和水銀的溫度計(jì)出現(xiàn)，而中國(guó)人早在公元前2世紀(jì)以前已開(kāi)始用水作為“溫度計(jì)”介質(zhì)了。冰瓶是將水結(jié)冰作為溫度的固定點(diǎn)，即現(xiàn)代的0℃，通過(guò)水結(jié)冰和融化情況來(lái)判斷氣溫，而西方在17世紀(jì)才由荷蘭科學(xué)家惠更斯提出此概念。

“腋溫”，最晚在南北朝時(shí)期已普遍測(cè)試

顯然，冰瓶是古人測(cè)量低溫的一種簡(jiǎn)單工具，屬于“測(cè)

冷儀”。那么，古人又是如何測(cè)量人體體溫這類(lèi)常溫的？

中國(guó)人很早就發(fā)現(xiàn)，健康人的體溫是恒定的。于是將正常體溫作為標(biāo)準(zhǔn)溫度，即現(xiàn)代的37℃，以此推測(cè)體表溫度是高還是低，即中醫(yī)所謂“發(fā)熱”與“發(fā)寒”。中國(guó)最早的中醫(yī)典籍《黃帝·內(nèi)經(jīng)》里已記載了測(cè)體溫診病的情況：“尺熱曰病溫，尺不熱脈滑曰病風(fēng)。”

所謂“尺熱”“尺不熱”，是指發(fā)燒與不發(fā)燒，“尺”為腕端脈穴之一，與“寸”“關(guān)”相連，統(tǒng)稱(chēng)“寸關(guān)尺”，是中醫(yī)看病時(shí)必測(cè)摸部位。中醫(yī)望、聞、問(wèn)、切四法之“切”法，就是測(cè)脈相和體溫，切在尺部。望、聞、問(wèn)、切四法為古代名醫(yī)扁鵲所創(chuàng)，據(jù)《史記·扁鵲傳》記載，扁鵲為戰(zhàn)國(guó)時(shí)名醫(yī)。由此可見(jiàn)，如何測(cè)量體溫并據(jù)此判斷病癥，先秦時(shí)期的中醫(yī)已有一套系統(tǒng)的方法。

值得注意的是，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)測(cè)量體溫時(shí)常用的“腋下溫度”，最晚在南北朝時(shí)已普遍使用。《齊民要術(shù)》卷八“作豉法”中有這樣的說(shuō)法，制作豆豉，要布置暖和、太陽(yáng)曬不著的屋子，溫度保持人體腋下溫度為最佳，即“大率常欲令溫如人腋下為佳”。

在制作豆豉的過(guò)程中，每天還要進(jìn)屋里去觀(guān)察兩次，用手插進(jìn)豆子堆中，看是否需要翻動(dòng)，“候：看如人腋下暖，便翻之”。據(jù)此可以得出這樣的結(jié)論：最晚在南北朝時(shí)中國(guó)人已測(cè)腋溫，知道腋下溫度更穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

“火候”，推測(cè)超高溫度的方法

相對(duì)來(lái)說(shuō)，低溫和常溫比較方便測(cè)量，測(cè)量高溫特別是超高溫的難度則比較大。古代中國(guó)人早在商周時(shí)期，就找到很實(shí)用的方法，并運(yùn)用于青銅器的冶煉，這便是觀(guān)察“火候”。

火候，古人又稱(chēng)之為“火齊”，是借燃燒時(shí)火焰的變化來(lái)推測(cè)溫度高低的技術(shù)。這其實(shí)是一種“目測(cè)法”，《荀子·強(qiáng)國(guó)》中提到了這種方法，強(qiáng)調(diào)要鑄造出精美寶劍，得掌握恰到好處的溫度，即“刑范正，金錫美;工冶巧，火齊得”。

如何通過(guò)火候推測(cè)出溫度的高低？有一個(gè)成語(yǔ)叫“爐火純青”，就是古人觀(guān)察火候的標(biāo)準(zhǔn)之一，在火焰沒(méi)有雜色，是青色火焰時(shí)，溫度最高。中國(guó)第一部手工藝專(zhuān)著、先秦時(shí)成書(shū)的《考工記·栗氏》是這樣說(shuō)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，然后可鑄也。”

這段文字說(shuō)的就是觀(guān)察火候的具體方法和過(guò)程，不同火焰和顏色的變化代表不同的溫度。經(jīng)過(guò)現(xiàn)代科學(xué)驗(yàn)證，火候法相當(dāng)準(zhǔn)確，因?yàn)椴煌镔|(zhì)的氣化點(diǎn)不同，金屬加熱時(shí)由于蒸發(fā)、分解、化合等作用，會(huì)生成不同焰色的氣體。如青銅冶煉時(shí)出現(xiàn)白色煙霧，相當(dāng)于907℃，鋅開(kāi)始揮發(fā);爐火純青，表明溫度已達(dá)到1200℃，鋅完全揮發(fā)，全是銅的青焰，此時(shí)就可以澆鑄了。

這種通過(guò)觀(guān)察火候推測(cè)溫度的方法，在古代許多領(lǐng)域都有運(yùn)用，如古代煉丹家在煉制丹藥時(shí)也是觀(guān)察火候，推測(cè)丹藥是否能煉成。

“物候”，預(yù)測(cè)未來(lái)氣溫走勢(shì)

事實(shí)上，古代中國(guó)人推測(cè)溫度的方法很多。溫度計(jì)只是實(shí)時(shí)溫度的反映，古人還通過(guò)時(shí)序輪換和自然氣象的變化，判斷和預(yù)測(cè)當(dāng)天氣溫和未來(lái)氣溫的走勢(shì)，這種方法可以視為“物候”測(cè)溫法。

由于中國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)國(guó)家，在這方面的經(jīng)驗(yàn)非常豐富。二十四節(jié)氣是古人因記載時(shí)序、方便安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而來(lái)，也是古人預(yù)測(cè)氣溫的需要。通過(guò)對(duì)節(jié)氣當(dāng)天氣象的觀(guān)測(cè)，古人可以對(duì)未來(lái)氣溫趨勢(shì)進(jìn)行比較準(zhǔn)確的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。如“小暑”節(jié)氣一到，古人就知道下面將進(jìn)入高溫“燒烤模式”，所以諺語(yǔ)說(shuō)，“小暑過(guò)，一日熱三分”。再下面將到的“大暑”，如果當(dāng)天比較熱，秋冬氣溫就偏高，諺語(yǔ)“大暑熱得慌，四個(gè)月無(wú)霜”就是這個(gè)意思。對(duì)于夏季是否有高溫天氣，古人還從夏至日氣象來(lái)判斷，有“夏至無(wú)云三伏燒”“夏至無(wú)雨三伏熱”一說(shuō);而“冬至暖，烤火到小滿(mǎn)”“霜前冷，雪后寒”則是古人預(yù)測(cè)低溫的說(shuō)法。

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