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古人測量空氣濕度有智慧

2021-08-30 10:04霍壽喜
人民周刊 2021年14期
關(guān)鍵詞:弦線琴弦天平

霍壽喜

我們通常說的“空氣濕度”一般是指“空氣相對濕度”,它是空氣中實(shí)際水汽壓與當(dāng)時氣溫下的飽和水汽壓之比,用百分?jǐn)?shù)表示,百分?jǐn)?shù)越大,表明空氣濕度越大。

古人雖不知道相對濕度的百分?jǐn)?shù),但大致的空氣干濕概念還是有的。早在西晉,傅玄就有一首《炎旱詩》問世,詩中的“河中飛塵起,野田無生草”就寫出了空氣的干燥和旱情的嚴(yán)重。宋代梅堯臣的《梅雨》詩中有“濕菌生枯籬,潤氣醭素裳”,其中的“潤氣”就是潮氣、濕氣。古人甚至還能根據(jù)空氣濕度的大小進(jìn)行天氣預(yù)測,唐代黃子發(fā)著《相雨書》里便有“壁上自然生水者,天將大雨”“石上津潤出液,將雨數(shù)日”等記載。

空氣濕度肉眼是看不到的,怎樣大致評估出空氣濕度的大小,其實(shí)就涉及對空氣濕度的測量了。

中國是最早發(fā)明測濕儀器的國家。東漢王充在《論衡·變動篇》中曾經(jīng)談到,琴弦變松,天就要下雨。琴弦變松,是天變潮濕、弦線伸長所造成的,表示空氣濕度較大。可見,古代的弦琴也可當(dāng)作原始的空氣濕度測量儀器。

元末明初婁元禮在《田家五行》一書中也說,如果質(zhì)量很好的干潔弦線忽然自動變松了,是因?yàn)榍俅渤睗竦木壒?。出現(xiàn)這種現(xiàn)象,預(yù)示著天將陰雨。他還談到,琴瑟的弦線所產(chǎn)生的音調(diào)如果調(diào)不好,也預(yù)兆有陰雨天氣,這其實(shí)也是因?yàn)橄揖€變寬松了,其音準(zhǔn)敏感度降低,合乎科學(xué)道理。

在《史記·天官書》中,曾提到一種把土和炭分別掛在天平兩側(cè),以觀測掛炭一端天平升降的儀器。這其實(shí)就是原始的“濕度計(jì)”。原理是:天氣干燥了,炭就輕,天平就傾向于土;天氣潮濕了,炭就重,天平就傾向于炭。也就是古人說的“燥故炭輕,濕故炭重”?!痘茨献印ぬ┳逵?xùn)》曰:“夫濕之至也,莫見其形,而炭已重矣?!狈g成現(xiàn)代漢語就是:濕氣到來的時候,人是看不見的,但是炭已經(jīng)表現(xiàn)出沉重了。這就進(jìn)一步闡明了這個測濕儀器能測量出看不見的水汽多少。顯然,這樣的測濕儀器在測量方式和精確度上,比“琴弦測濕”又進(jìn)了一步。

清康熙年間,西方來華傳教士南懷仁曾用小鹿的筋做成一個弦線濕度表,以驗(yàn)空氣中的燥濕。其原理也是“鹿筋吸濕”,但如此制作儀器,取材太殘忍也太昂貴了。

最接近現(xiàn)代濕度計(jì)的測濕儀器的發(fā)明者,當(dāng)屬清代發(fā)明家黃履莊。1656年出生的黃履莊,發(fā)明或改進(jìn)過許多光學(xué)儀器(如探照燈、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡),也發(fā)明過許多“驗(yàn)器”,其中的驗(yàn)冷熱器,就是現(xiàn)代“溫度計(jì)”的雛形。而驗(yàn)燥濕器,就是現(xiàn)代“濕度計(jì)”的雛形,利用弦線吸濕伸縮的原理,測量空氣中的濕度,比瑞士人索修爾發(fā)明的毛發(fā)濕度計(jì),早了100多年。

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