初三到高中時(shí),課程中有一門化學(xué),經(jīng)常搗鼓一些小實(shí)驗(yàn),特別有趣。做化學(xué)實(shí)驗(yàn)常常會(huì)要對(duì)一些材料進(jìn)行稱重,稱重工具是天平。化學(xué)中的天平屬于現(xiàn)代天平,是由西方發(fā)明并傳入中國(guó)的,據(jù)說埃及在3500多年前就已經(jīng)使用天平;而中國(guó)的天平叫衡器。
所謂衡,就是衡量、稱量的意思,也就是秤(稱),早在西周時(shí)期就已經(jīng)使用,當(dāng)時(shí)還有爰、勻、鎰、石等重量單位,有些至今都不知道怎么換算。
稱重,是中國(guó)古代天平最重要也是最常用的功能。但這并不意味著,天平只能用來稱重,聰明的先人們還用來測(cè)量空氣濕度。
怎么做的呢?
當(dāng)時(shí)的天平和砝碼的制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)精密,以竹片做橫梁,絲線為提紐,兩端葛懸一銅盤。不過,由于天平很小,所以一般只用于衡量小物件。這對(duì)測(cè)量空氣濕度并不影響。
《史記》有說到:即把等重量的土炭、羽毛分別放置在天平的兩端,然后把這種天平放在無風(fēng)的環(huán)境中,這樣就可以通過天平的平衡性來觀測(cè)空氣濕度。但沒有說具體方法,而劉安在《淮南子》中則有說明。
其原理是:羽毛干燥不吸水,而炭吸水性極好。如果空氣干燥,那么這種天平會(huì)一直保持平衡;如果空氣濕潤(rùn),那么炭就會(huì)吸收空氣中的水分,從而加重重量,于是天平不再平衡。
當(dāng)然了,測(cè)量濕度的材料有很多,只要一種干燥,另一種吸水性極好。除了炭和羽毛之外,鐵和石灰也行,鐵不吸水,而石灰吸水性極好。
這種天平式空氣干濕計(jì),比西方國(guó)家的干濕計(jì)早了1600年。
其實(shí),古人沒有空氣清新劑,更沒有加濕器等,測(cè)量空氣濕度并非為了皮膚濕潤(rùn),而是用來測(cè)量天氣。
眾所周知,中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),為了莊稼能有個(gè)好收成可謂說是操碎了心。我們的歷法、二十四節(jié)氣甚至許多民諺、農(nóng)諺都是為了種地而總結(jié)發(fā)明的。這種天平既然能測(cè)量空氣濕度,自然也能用來預(yù)測(cè)天氣。
西晉時(shí)代,張華首先把這種天平用來預(yù)報(bào)天氣,他在《感應(yīng)類從志》上說:積灰知風(fēng),懸炭識(shí)雨。以榆木化灰聚置室中,天若將風(fēng),則灰皆飛揚(yáng)也。秤土炭?jī)晌?,使輕重等,懸室中,天將雨,則炭重,天晴,則炭輕。
這就是說,如果有風(fēng),那么榆木燒成的積灰就會(huì)被吹去,重量減少;如果有雨,炭吸水加重;如果天晴,炭蒸發(fā)水分減輕。
一件普通的稱重工具,先人們不但用來查看空氣濕度,還能通過濕度預(yù)測(cè)天氣情況,真是妙哉。
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