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古人如何测量空气湿度:用琴弦的状态做标准


来源:羊城晚报

我国是最早发明测湿仪器的国家。东汉王充在《论衡·变动篇》中曾经谈到,琴弦变松,天就要下雨。琴弦变松,是天变潮湿、弦线伸长所造成的,表示空气湿度较大。可见,古代的弦琴也可当作原始的空气湿度测量仪器。现代毛发湿度计中的“毛发”,其实就是古代琴弦的微缩和精确。

我们通常说的“空气湿度”一般都是指“相对湿度”,它是空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比,用百分数表示,百分数越大,表明空气湿度越大。

古人当然不知道相对湿度的百分数,但大致的空气干湿概念还是有的:湿度越小表示空气越干燥,湿度越大表示空气越潮湿。早在西晋,傅玄就有一首《炎旱诗》问世,诗中的“河中飞尘起,野田无生草”,就写出了空气的干燥和旱情的严重。宋代梅尧臣的《梅雨》诗中就有“湿菌生枯篱,润气醭素裳。”其中的“润气”就是潮气、湿气。古人甚至还能根据空气湿度的大小进行天气预测,唐代黄子发著的《相雨书》里便有“壁上自然生水者,天将大雨”“石上津润出液,将雨数日”等记载。

空气湿度肉眼是看不到的,怎样大致评估出空气湿度的大小,其实就涉及空气湿度的测量了。

我国是最早发明测湿仪器的国家。东汉王充在《论衡·变动篇》中曾经谈到,琴弦变松,天就要下雨。琴弦变松,是天变潮湿、弦线伸长所造成的,表示空气湿度较大。可见,古代的弦琴也可当作原始的空气湿度测量仪器。现代毛发湿度计中的“毛发”,其实就是古代琴弦的微缩和精确。

元末明初娄元礼在《田家五行》一书中也说,如果质量很好的干洁弦线忽然自动变松宽了,那是因为琴床潮湿的缘故;出现这种现象,预示着天将阴雨。他还谈道,琴瑟的弦线所产生的音调如果调不好,也预兆有阴雨天气,这其实也是因为变松宽了的弦线,其音准敏感度降低了,合乎科学道理。

在《史记·天官书》中曾提到一种把土和炭分别挂在天平两侧,以观测挂炭一端天平升降的仪器。这其实就是原始的“湿度计”。原理是:天气干燥了,炭就轻,天平就倾向于土;天气潮湿了,炭就重,天平就倾向于炭。也就是古人说的“燥故炭轻,湿故炭重”。《淮南子·泰族训》曰:“夫湿之至也,莫见其形,而炭已重矣。”翻译成现代汉语就是:湿气到来的时候,人是看不见的;但是炭已经表现出沉重了。这就进一步阐明了这个测湿仪器能测量出看不见的水汽多少。显然,这样的测湿仪器在测量方式和精确度上,比“琴弦测湿”又进了一步。

清康熙年间,西方来华传教士南怀仁曾用小鹿的筋做成一个弦线湿度表,以验空气中的燥湿。其原理也是“鹿筋吸湿”,但如此制作仪器,取材太残忍也太昂贵了。

最接近现代湿度计的测湿仪器的发明者,当数清代发明家黄履庄。1656年出生的黄履庄,发明或改进过许多光学仪器(如探照灯、望远镜、显微镜),也发明过许多“验器”,其中的验冷热器,就是现代“温度计”的雏形;而验燥湿器,就是现代“湿度计”的雏形,它利用弦线吸湿伸缩的原理,测量空气中的湿度,比瑞士人索修尔发明的毛发湿度计,早了一百多年。

[责任编辑:林景怡]

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