温度计 从经验温标到热力学温标
玻璃管,经验感知时代,科学计量时代
刘军在今天的人们看来,“温度”是一个很普通的词语,它是表示物体冷热程度的一个物理量;不过,在人类发展史上,人类学会如何更精准地测得物体的冷热程度,其实是经历了一个漫长的过程。
经验感知时代
在很长一段时间里,人类仅仅依靠触觉、视觉等粗略地感知温度。最常见的是用自己的体温判别周围物体的冷热程度。当然,这个判别结果因人而异,但由于正常人的体温基本相同,所以判别偏差不会很大。其实,在很早以前,古人已经意识到人的体温是最恒定的“温度计”,并用这种特殊的“温度计”感知气温、家人有没有发烧等,还把这种感知方式用在制作奶酪、豆豉以及养蚕、茶叶加工等工艺中。宋代蔡襄的《茶录》中即有“收藏之家,以蒻叶封裹,入焙中两三日,一次用火常如人体温,温则御湿润,若火多则茶焦不可食”的记载。这就是把体温感知温度应用在制茶工艺中的实例。
除了用体温感知物体温度外,古人还通过观察火候判断物体的冷热程度,特别是在金属冶炼或陶瓷烧制过程中,古代工匠已经掌握通过观察火焰颜色来判别炉温的技巧。火焰观察法不仅被历代的冶铸和陶瓷工匠沿用下来,而且被炼丹术士与药物学家所发展。在不少历史资料中,都留有关于物体的火焰颜色的记载。如战国时期的《周礼·考工记》中就有一段关于用火焰颜色变化判定青铜冶炼进程的记载:“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。”这是我国最早的关于冶铸青铜的火焰颜色的记载。
战国时期,人们还通过观察水是否结冰来推知气温的变化。《吕氏春秋·慎大览·察今》中记载:“见瓶中之冰,而知天下之寒、鱼鳖之藏也。”汉代的《淮南子·说山》中也有“睹瓶中之水,而知天下之寒”的记载,即古人利用水在不同温度下的形态变化(水—冰—水),推测环境温度的升降。具体来说,就是在瓶子里灌上水 ......
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