古人是如何測量溫度的? 「爐火純青」溫度竟達1200℃

2015年7月9日 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進入中國的古代，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，像「春暖花開」、「天寒地凍」，最早都是古人推測氣溫變化的詞語；而 「爐火純青」，則表明溫度已達到1200°C……

最早的伽利略溫度計

「冰瓶」，中國最原始的「溫度計」

先秦《呂氏春秋》：「睹瓶中之冰，而知天下之寒」

比較流行的說法是，世界上最早的溫度計是義大利科學家伽利略，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，不少人認為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，被視為現一代溫度計的雛形。

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，看到瓶子裡的水結冰，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。可能正因為如此，「冰瓶」這種原始溫度計未被現代學術界重視和認同，被誤認為是一種普通的生活器皿。

筆者認為，如果是普通的器皿，那為何不說「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，可以想像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份的原理、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」是不是更為可能？

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，便是用水作為界質，此後才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為「溫度計」介質了；冰瓶是將水結冰作為溫度的固定點，即現代的攝氏0°C，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。

清順治年間傳教士南懷仁製作的溫度計

「腋溫」，最晚在南北朝時期已普遍測試

北魏《齊民要術》：「大率常欲令溫如人腋下為佳」

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。於是將正常體溫作為標準溫度，即現代的攝氏37°C，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》裡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」為腕端脈穴之一，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。為了校驗準確性，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、切四法為古代名醫扁鵲所創，據《史記·扁鵲傳》記載，扁鵲為戰國時名醫。由此可見，如何測量體溫並據此判斷病症，先秦時的中醫已有一套系統的方法。

將人的體溫作為測量溫度的標準值，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」裡介紹「臥酪」時，密閉的容器內要保持合適的溫度才使奶正常發酵。如何知道裡面的溫度是合適的？就是通過與人的體溫比照作出判斷的，「溫溫小暖於人體為合宜適。」

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，要布置暖和、太陽曬不著的屋子，溫度保持人體腋下溫度不最佳，即所謂「大率常欲令溫如人腋下為佳」。

在製作豆豉的過程中，每天還要進屋裡去觀察兩次，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。

古代鑄鼎圖，通過觀察火候推測溫度高低（圖源《天工開物》）

「火候」，推測超高溫度的方法

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，古人又稱之為「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。」

這段文字，說的就是觀察火候的具體方法和過程，不同火焰和煙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，因為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℃°C，鋅開始揮發；爐火純青，表明溫度已達到1200°C℃，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。如陶瓷燒制，光看溫度計燒不出優質陶瓷，因為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。

《齊民要術》書影，書中有使用腋溫的記載

「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，這種方法可以視為「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。如本周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。」為迎接高溫，古人就會多吃消暑食品，以減輕高溫對身體健康的影響。再下面將到的「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。類似的還有「冬至不冷，夏至不熱」、「冬至冷，春節暖；冬至暖，春節冷」……（倪方六）

 

來源：北京晚報-北晚新視覺網