疫情期间,为了⼤家的健康与安全,很多场景之下我们都需要测量体温。那在现代体温计还没发明之前,⼈们是如何判断⾃⼰的体温是否正常,⼜是如何测量室内室外温度的呢?今天就来和⼤家聊⼀聊关于“测温度”的话题。
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摄⽒度,以此推测体表温度是⾼还是低,即中医所谓“发热”与“发寒”。
中国最早的中医典籍《⻩帝·内经》⾥已记载了测体温诊病的情况:“尺热⽈病温,尺不热脉滑⽈病⻛。”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。
由此可⻅,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”,在南北朝时已普遍使⽤。古代⼈就充分地认识了这种特殊的“温度计”,并在制奶酪、⾖豉、养蚕、茶叶的加⼯⼯艺中应⽤。
《⻬⺠要术》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”“以⼿刺堆中候,看如腋下暖”。在制作⾖豉的过程中,每天还要进屋⾥去观察两次,⽤⼿插进⾖⼦堆中,看是否需要翻动,“如⼈腋下暖,便翻之”。可⻅虽然四季温度不同,制作温度也会相应改变,但以⼈体恒温来测试⻝物制作所需温度反⽽不受环境温度影响。
另外还提及牧⺠制奶酪,使奶酪的温度“⼩暖于⼈体,为合时宜”,其中道理⾃然是⼀致的。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。
养蚕、焙茶等⼯艺中,古代⼈也利⽤体温来控制温度。宋代农学家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。”元代农学家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”。宋代茶学专家蔡襄曾说过,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,若⽕多则茶焦不可⻝”。
精准测温时代[℃]、[℉]、[°Rφ]这是我们常⻅的温标,也是我们⽬前常⽤的温度标准。不过关于温度,当⼀切没有定论之前⼜是怎样的呢?1650年,托斯卡纳⼤公费迪南多⼆世·德·美第奇对旧式测温仪进⾏了关键设计更改,实现了另⼀项突破。他被认为是第⼀个创造出不受⽓压影响的密封设计测温仪的⼈。1654年,据说受伽利略的启发,他发明了密封玻璃温度计,即将装有有⾊酒精的管⼦的玻璃尖端密封起来。
该温度计由⼀个垂直的玻璃管组成,⾥⾯装满了蒸馏酒,其中不同⽓压⽔平的玻璃⽓泡随着温度的变化⽽上升和下降。他⾮常热衷于测量热量,甚⾄在1657年创办了⼀家私⽴学院,研究⼈员在那⾥探索了他们温度计的各种形式和形状,包括带有螺旋圆柱的华丽外观设计。整个欧洲⼀直没有公认的温度校准标准。
⼈们试图找到参考点的⽅式⾮常随意;他们使⽤的标准范围很⼴,例如融化的⻩油的熔点、动物的内部温度、巴黎天⽂台的地窖温度、各个城市⼀年中最热或最冷的⼀天,以及厨房⽕中燃烧的煤温。始终没有两个温度计记录相同的温度,因此⼈们⽆法取得共识。
冰点,成了第⼀个被公认的温度标准。丹⻨天⽂学家奥莱·克⾥斯滕森·罗默宣布了⼀项将永远改变温度测量的创新。
1701年,他有⼀个想法来校准⼀个相对于更容易获得的东⻄的标度:⽔的冰点和沸点。与我们测量1⼩时内分钟的⽅式类似,可以将这些点之间的范围划分为60度。尽管这是他本可以做的,⽽且会很棒,但他并没有完全做到。尴尬的是,由于他最初使⽤冷冻盐⽔作为低端校准点,因此他测量的⽔的冰点出现在7.5度,⽽不是0。今天被称为罗⽒温标,它具有历史意义,但并未正式使⽤。
1689年随着整个欧洲对测温仪的兴趣持续增⻓,⼀位年轻的商⼈发现这些仪器正成为越来越受欢迎的贸易商品。他还发现它们⾮常迷⼈。他的名字是丹尼尔·加布⾥埃尔·华伦海特,⽣于波兰。1708年他的命运是因毒蘑菇⽽改变的。当丹尼尔年仅12岁的时候,他的⽗亲和⺟亲死于⻝⽤毒蘑菇。因此,他和他的兄弟姐妹⼀起被新的监护⼈收留,开始了从商做学徒的⽣涯。年轻的丹尼尔对这个职业并不关⼼。
他对科学和玻璃吹制更感兴趣,以研究、创造和设计温度计和⽓压计为使命。但在他对这些活动的不懈追求中,累积了他⽆法偿还的债务。华伦海特通过逃离他的出⽣国摆脱了他的命运。他需要等到24岁那年,才能获得遗产并能够偿还他的债务。他在德国、丹⻨和瑞典游荡了12年,同时继续追求他热爱的科学。在这⼀种温标中,原本零度设在盐⽔的冰点。⽔的沸点被定义为60度。
后来罗默发觉纯⽔的冰点与盐⽔间的距离约为整条刻度的⼋分之⼀(约7.5度),于是他改为把较低的定点定在纯⽔的冰点,作为7.5度整。这样做并没有⼤幅改变这个温标,但是把参考物改成纯⽔,却把校正⼯作变得更更容易。1709年华伦海特发明了酒精温度计。1714年华伦海特发明了玻璃⽔银温度计(第⼀个⼴泛使⽤的、实⽤的、准确的温度计)。
1724年华伦海特推出了以他的名字命名的标准温度标尺华⽒温标(第⼀个被⼴泛使⽤的标准化温度标度),从⽽为精确测温时代奠定了基础。换句话说,华⽒的发明开创了测温历史上的第⼀次⾰命(与温度测量⽅法有关的物理学分⽀)。从1710年代初期到电⼦时代开始之前,玻璃⽔银温度计是有史以来最可靠、最准确的温度计之⼀。在全球采⽤公制刻度后,华⽒系统被瑞典天⽂学家安德斯·摄尔修斯于1742年发明的刻度所取代。
安德斯·摄尔修斯是科学领域中使⽤及发表仔细的实验以求定义出国际温标的第⼀⼈。1742年他在以瑞典语发表的论⽂《温度计上两个持续度数的观测》中提出了摄⽒温标,他报告了检查⽔的冰点是否跟纬度(或⼤⽓压⼒)⽆关的实验。他确定了⽔的沸点跟⼤⽓压⼒的关系(跟现代数据⾮常吻合)。他还给出⼀条若⽓压跟某标准⽓压不同时量度沸点⽤的定律。原本他的温度计是以⽔的沸点为0度,⽽冰点则为100度。
后来,这个温标于1745年由卡尔·林耐将其颠倒,以⽔的沸点为100度,⽽冰点为0度,并⼀直沿⽤⾄今。