古人无法调节空气的湿度：古人对湿度与温度的认识

古人对湿度与温度的认识

温度是指冷热的程度。冷热的概念自古已有，在温度计出现以前，人们常凭自己的感官的感觉，例如用手触摸物体来判别物体是冷、是热，冷热的程度如何。这种以体温为基础的触摸感觉法，只能判断一定范围内的温差，而不是特定的温度概念，

古人以寒、冷、凉、温、热、烫等术语所表示的温差范围，会随人而异。

史料来看，中国人很早就确立了寒、冷、温、热的“温度”概念，先秦时期观察“瓶中之冰”、南朝已使用“腋下温度”。古人还通过“火候”、“物候”来测定超高温、预测未来气温趋势等。像“春暖花开”“天寒地冻”，最早都是古人推测气温变化的词语；而“炉火纯青”，则表明温度已达到1200℃……

“物候”——观察自然现象知寒暖

冰瓶

战国时古人通过观察水的结冰与否来推知气温下降的程度。

先秦时期出现了一种可以观察温度变化的“瓶子”：瓶子中装上水，如果水结冰了，气温即低于零下，进入寒冬了；如果冰融化，则气温回升。这种瓶子称“冰瓶”，也叫“水瓶”，可谓是中国最原始的一种温度计，被视为现代温度计的雏形。

吕不韦《吕氏春秋·慎大览·察今》中描述了何为冰瓶：“见瓶水之冰，而知天下之寒、鱼鳖之藏也。”这句话的大概意思是，看到瓶子里的水结冰，就知道天气已经寒冷，鱼鳖已经潜藏了。古人利用水在不同温度下的“水-冰-水”的形态变化，来推测温度下降和升高的办法。

西汉刘安《淮南子·说山》中也有记载：“睹瓶中之冰，而知天下之寒。”；《淮南子·兵略训》也有几乎同样的记载：“见瓶中之水，而知天下之寒暑”，说明冰瓶是一种原始的温度计。

另外，《淮南子·说山》中有“悬羽与炭，而知燥湿之气，以小（明）大”之话，“悬羽与炭”是古人利用木炭吸收水分的特性测量空气湿度的一种方法。

还有琴弦测湿度的办法，可以看得出来古代中国人推测湿度的方法很多。

节气时令

由于中国是传统的农业国家，在这方面的经验非常丰富。二十四节气是古人因记载时序、方便安排农业生产而来，也是古人预测气温的需要。通过对节气当天气象的观测，古人可以对未来气温趋势进行比较准确的中长期预测。

古人认为反常节气是上天对帝王卿相失德的“告诫”。所以，要把气令记录下来，写到官修的史籍中去以占验吉凶。同时，对一些特定日期例如冬至时的气候状况，古人也比较注意记录。

至迟从十一世纪起，官方就已经习惯记录冬至后九个九天当中每日的天气，这叫做“数九寒天”。在明清时代，人们常把这些日子的天气每天记录在一种图上。有关这方面的记录在清代汇编的《古今图书集成》中有四卷之多。

现在，我们从这些记载中可以看到中国古代气候的温度变化情况。

如“小暑”节气一到，古人就知道下面将进入高温“烧烤模式”，所以谚语说，“小暑过，一日热三分”。再下面将到的“大暑”，如果当天比较热，秋冬气温就偏高，谚语“大暑热得慌，四个月无霜”就是这个意思。

对于夏季是否有高温天气，古人还从夏至日气象来判断，有“夏至无云三伏烧”“夏至无雨三伏热”一说；而“冬至暖，烤火到小满”“霜前冷，雪后寒”则是古人预测低温的说法。

说实话，温度计只是实时温度的反映，古人通过时序轮换和自然气象的变化，判断和预测当天气温和未来气温的走势，这种方法可以视为“物候”测温法。

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测“腋温”——以人体体温为标准测温

冰瓶是古人测量低温的一种简单工具，属于“测冷仪”。

那么，古人又是如何测量人体体温这类常温的？

中国人很早就发现，健康人的体温是恒定的。于是将正常体温作为标准温度，即现代的37℃，以此推测体表温度是高还是低，即中医所谓“发热”与“发寒”。

最早的中医典籍《黄帝·内经》里已记载了测体温诊病的情况：“尺热曰病温，尺不热脉滑曰病风。”

所谓“尺热”“尺不热”，是指发烧与不发烧，“尺”为腕端脉穴之一，与“寸”“关”相连，统称“寸关尺”，是中医看病时必测摸部位。

中医望、闻、问、切四法之“切”法，就是测脉相和体温，切在尺部。望、闻、问、切四法为古代名医扁鹊所创，据《史记·扁鹊传》记载，扁鹊为战国时名医。由此可见，如何测量体温并据此判断病症，先秦时期的中医已有一套系统的方法。

值得注意的是，现代医学测量体温时常用的“腋下温度”，最晚在南北朝时已普遍使用。

《齐民要术》卷八“作豉法”中有这样的说法，制作豆豉，要布置暖和、太阳晒不着的屋子，温度保持人体腋下温度为最佳，即“大率常欲令温如人腋下为佳”。

在制作豆豉的过程中，每天要进屋里去观察两次，用手插进豆子堆中，看是否需要翻动，“候：看如人腋下暖，便翻之”。据此可以得出这样的结论：最晚在南北朝时中国人已测腋温，知道腋下温度更稳定和准确。

虽然以体温判别周围物体的冷热程度，会因人而异。然而体温又是最恒定的“温度计”。因为正常人的体温基本类似。古人正是充分地认识了这种特殊的“温度计”，才在制奶酪、豆豉、养蚕、茶叶的加工工艺中应用。

北魏贾思勰曾指出，牧民作奶酪，使酪的温度“小暖于人体，为合适宜”；他又指出，作豆豉，“大率常令温如腋下为佳”，“以手刺（豆豉）堆中候，看如腋下暖”。

宋代陈旉在论及洗蚕种的水温时说：“调温水浴之，水不可冷，亦不可热，但如人体斯可矣。”元代王祯在论及养蚕的最佳室温时指出，养蚕人“需著单衣，以为体测：自觉身寒，则蚕必寒，使添熟火；自觉身热，蚕亦必热，约量去火”。

宋代蔡襄曾说过，茶叶“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”。

看看古人对人体温度计是如何运用的，各种工艺技术都离不开它啊！古人通过天地万物人认识到世间存在“温度”，于是将之用于生活生产，可谓是从生活中来，又应用于生活当中了。

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观察发热物体的火焰颜色———高温目测技术

“火候”（火焰颜色变化）

观察“火候”我国古代火的利用，除了满足生活需要外，还相当早地应用到生产中去，如将粘土烧制成陶器在五千多年前的仰韶文化时期已有彩陶（陕西省西安半坡村出土）。与此同时，利用火来冶炼金属，制成金属工具、武器及各种器皿，在河北省唐山大城龙山文化遗址中发现了红铜制造的铜器，说明四千多年前的冶炼技术（包括火候的观察、控制、淬火、退火等），已达到了一定水平。

相对来说，低温和常温比较方便测量，测量高温特别是超高温的难度则比较大。古代中国人早在商周时期，就找到很实用的方法，并运用于青铜器的冶炼，这便是观察“火候”。

“火候”一词最初的本意是，观察发热物体的火焰颜色。虽然，最早还不能标出温高的具体数值，但这是有其道理存在的。

火候，古人又称之为“火齐”，是借燃烧时火焰的变化来推测温度高低的技术。这其实是一种“目测法”，《荀子·强国》中提到了这种方法，强调要铸造出精美宝剑，得掌握恰到好处的温度，即“刑范正，金锡美；工冶巧，火齐得”。

如何通过火候推测出温度的高低呢？有一个成语叫“炉火纯青”，就是古人观察火候的标准之一，在火焰没有杂色，是青色火焰时，温度最高。

我们知道，金属加热时，由于蒸发、分解、化合等作用会生成有不同焰色的气体。黑浊之气主要是初炼时掺在矿石中的炭粉不完全燃烧所致。锡焰白，铜焰青，黄白之气是温度不够的象征。至于青白之气说明铜未全部溶化。直到全部青气时（铜含量远大于锡，全部溶化后铜焰掩却锡焰，就显得只有青气了）青铜炼成。

中国第一部手工艺专著、先秦时成书的《考工记·栗氏》，最早记述了冶铸青铜的火焰颜色：：“凡铸金之状，金与锡，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。”

图 《考工记》记载的六种配方：金又六齐（剂）

这段文字说的就是观察火候的具体方法和过程，不同火焰和颜色的变化代表不同的温度。经过现代科学验证，火候法相当准确，因为不同物质的气化点不同，金属加热时由于蒸发、分解、化合等作用，会生成不同焰色的气体。

如青铜冶炼时出现白色烟雾，相当于907℃，锌开始挥发；炉火纯青，表明温度已达到1200℃，锌完全挥发，全是铜的青焰，此时就可以浇铸了。

图 古代铸鼎图，通过观察火候推测温度高低（图源《天工开物》）

在金属冶炼或烧制陶瓷过程中，历代工匠都以火焰颜色来判别炉体内温度的高低。火候实际上是古人创造的一种经验的高温目测技术。

这种通过观察火候推测温度的方法，在古代许多领域都有运用，如被历代冶铸、陶瓷等工匠沿用，也被炼丹家和药物学家所发展。古代炼丹家在炼制丹药时也需观察火候，推测丹药是否能炼成。

这与近代物理学中用光谱学原理，对不同物质的不同特征火焰及其所对应的温度，来鉴别物质的方法是一致的。

“火照”

“火照”又称“火标”、“试片”、“试样”、“试火板”和“火牌”，统称“照子”。是用来测定窑内温度的。

顾名思义，“火照”就是瓷窑炉膛内（即窑室）火候、温度的“照子”或标样试片。是用以测定、观察窑炉内温度、火候和瓷器坯件瓷化及烧成情况的测温器。相当于现代烧窑用的测温三角锥、热电偶、火焰光度计和遥测式温度计等测温仪器。

在古代烧造瓷器的一系列工艺中，控制炉温、火候，是把坯件保质保量地烧成瓷器的关键，亦是一道技术难关。唐中期以前，当坯件装入窑室后，即封闭窑门，点火焙烧。窑工们无从了解窑膛内坯件烧成中的物理、化学变化，对窑炉内的温度、火候气氛难以掌握，瓷化程度如何、烧成与否都难以控制。

当时，瓷器烧成的好坏、优劣，只能依赖老窑工长期积累的经验，工匠们以定时间、看火色、听火声、观火焰、辨烟气等方法，堂握窑室内的温度、火候，决定何时低温、排除水分，何时高温焙烧，何时应当保温或降温、冷却，何时该歇火、停烧等。

这些方法很难掌握，因此，在发明、应用“火照”之前，胜任烧窑的工匠技术人才不多，瓷窑和瓷器业的发展也因此受到局限。自从“火照”在唐中期发明、应用之后，火候、温度瓷化等情况变得比较简单了。一般窑工凭借“火照”也能主持烧窑事宜。瓷器产量猛增，品类变多，成品率提高，瓷窑业得以迅速发展。

唐宋时期，我国瓷业出现新局面，可以说是与“火照”的出现和使用有密切关系的。

定窑原为民窑，北宋中后期开始烧造宫廷用瓷。创烧于唐，极盛于北宋及金，终于元，以产白瓷著称，兼烧黑釉、酱釉和绿釉瓷，文献分别称其为“黑定”、“紫定”和“绿定”。

定窑创烧于唐朝后期。从这时一直到五代的定窑瓷器，还较为粗糙简单，器型以碗为主，正处于向精瓷的过渡阶段。但在五代中后期，定窑白瓷出现了一次根本性的飞跃。所烧瓷器不再施化妆土，胎、釉呈现出精、白薄的特征。有些器物的白度甚至超过了邢窑的细白瓷器。

北宋是定窑发展的鼎盛时期，中国劳动人民的制瓷技术有许多创造和进步。北宋中后期，定窑由于瓷质精良、色泽淡雅，纹饰秀美，被宋朝政府选为宫廷用瓷，使其身价大增，产品风靡一时。

定窑还有北定、南定之分。北宋之前，定窑窑址在北方的定州，这是烧制的物品称为北定;宋室南迁之后，定窑工人一部份到了景德镇，一部份到了吉州，称为南定。在景德镇生产的釉色似粉，又称粉定。

宋代瓷窑装烧技术最为重要的成就，就是发明了“覆烧法”和“火照术”。

“火照”这种古代瓷窑测温工具，与现代的测温仪器同出一理。它是瓷窑测温仪器的始祖。

火照既简单，又方便，既实用又准确， 能有效地测试、检验窑炉内的温度、火候和瓷器坯件的烧成情况，一千多年来，我国窑工们测定、检验窑炉内温度、火候和瓷器坯件瓷化及烧成与否，全靠这些不显眼的小东西－“火照”。

“火照术”，火照就是试烧片，古代烧窑为了控制窑温，看看窑内瓷器的烧成情况，往往在把瓷器装窑的时候，同时捏制几个瓷片，挂釉穿孔之后放在不同的装烧位置上，这样到了一定时候取出这些试烧片，就可以看出该窑位瓷器瓷胎瓷釉的烧成状况，便于掌握窑温。

图 宋代火照

宋窑的火照是利用碗坯改做的，上平下尖，大体呈Ⅴ形。下部尖端插入满砂粒的匣钵内，匣钵放于窑膛中，在观火孔里可以看到。火照上端有圆孔，当窑工测定窑内温度时，用长钩伸入观火孔，将火照从匣钵里钩出。每烧一窑要验火照数次，每验一次，就钩出一个火照。

火照都上半截釉，只能使用一次。烧制瓷器时，火照插座放置在窑床前端靠近窑门处，以便在烧制过程中窑工可以用长钩深入观火孔，穿过火照中间的小孔，将试片勾出查看，判断窑内温度和釉的成色。

窑炉边上的火照，是陶瓷器焙烧时测定窑内温度的窑具，又称“照子”或“火标”，亦称“试片”。

以瓷土制作、往往是用碗等器物的坯件加工而成。形状一般为三角形，上平下尖。上半部施釉、并镂一圆孔。使用时，将其置于窑内从观火孔可以看到的位置，需验火时用铁钩将其从观火孔钩出。每烧一窑要验火多次，每验一次，就钩出一个。可及时掌握窑内温度和气氛的变化，十分有利于瓷器的烧成。火照盛行于宋代，是简便有效的测温器具。

图 窑炉边上的火照

窑匠们利用破损的瓷器坯体切割，改做成一定形状的“火照”与坯件同时装入窑室内焙烧，一般置放于“火眼”下的窑床上或竖插在匣钵内的沙中，当窑炉烧到一定的时间，即“窑事将毕，器不可变”时，窑工们用铁钩从“火眼”伸进炉内，钩出一、二片“火照”进行观察、检验、测定瓷器是否烧熟。

每烧一窑瓷器需要检测“火照”多欠。每次仅取出一、二片火照观测，从而判定瓷器是否烧成，能否停火。“若坯片孔内皆熟，则窑渐陶成，然后可歇火。”因火照坯片是由瓷器坯体做成的。又与其同置于一处窑位，故当火照坯片、孔内断面已瓷化、烧熟，则表明满窑皆成，可立即停火；火照检测过就不能再使用，属一次性的测温窑具。

而“覆烧法”，指改变原正烧法一个匣钵只能装一件瓷器，导致了浪费空间，改进为将盘碗类瓷器的口部刮去釉料，倒扣在一个一个支圈上，这样一个匣钵就可以同时装烧几层盘碗。现在定窑遗址还能看到很多支圈的残片，那就是覆烧法的产物。

北宋后期起，定窑大量采用覆烧方法，还使用了一种垫圈式组合匣钵。这种烧制方法的优点，是最大限度地利用空位空间，既可节省燃料，又可防止器具变形，从而降低了成本，大幅度地提高了产量，对南北瓷窑都产生过很大影响，对促进我国制瓷业的发展起了重要作用。

瓷窑里还有测温堆

测温堆也是由类似陶瓷的材料制成，在烧窑过程中，如果从斜直变得完全弯曲，证明窑温已经达到火候，瓷器快要烧成了。

图 瓷窑里的测温堆

小小火照却关系到每窑瓷器烧成的成败，产品的多少，质量的优劣和经济效益的好坏。这就是火照为何在我国沿用千余年而不衰，直到现在，它仍被许多乡村民窑所采用的缘故。

可见，火照具有无比的生命力和科学价值及实用价值。“火照”虽小，作用甚大，如今，它已完成其使命而退出陶瓷工业的历史舞台。但火照的辉煌功绩将永远留在中国乃至世界陶瓷史上。

以上的一些资料表明，古代中国对温度与湿度的认识非常深刻，天气温度的变化以及对火焰温度的观察产生的认识实践已经应用于生活当中了。

所以，温度计、湿度计事实上在中国古代生活中也早已出现，只是古今形式不同，意识上已经知晓温度和湿度的区别，最明显的就是冷热寒暑给人的感觉了，于是基于以上认知才能产生应用于生活的测量温度与湿度的计量器，这个问题在之后还会继续讨论的。