温度计是谁发明的|温度计进化简史( 二 )

目前全世界应用最广泛的温标系统是瑞典人摄尔修斯(Anders Celsius)确立的，他一生主要在乌普萨拉大学从事天文学研究，不过因其旁涉温度计量而大名流芳。1742年，摄尔修斯在一篇论文《对温度计上两个固定点的观察》中描述了他的温标系统，这种温标是把标准大气压下水的冰点和沸点之间划分为100度，但当时他采取的是冰点为100度，沸点为0度的方案，这样可以避免低温为负数的结果。

瑞典发行的纪念摄尔修斯的邮票
但这一方案与人们的习惯相悖，1745年，也即摄尔修斯去年后的第二年，他的同事、瑞典植物学家林奈(Carl Linnaeus)把冰点与沸点的度数颠倒过来，这便是我们现在使用的摄氏温标。不过另有人说，做了这项颠倒工作的是摄尔修斯的继任者马丁斯特劳莫尔(Martin Stroeme) 。无论如何，这种百分温标的创始者是摄尔修斯，为了纪念他，摄氏温标的单位记作℃ 。显然，从绝对数值上衡量1℉≠1℃，因为摄氏温标的100份在华氏温标下是180份，它们之间有如下转换关系：F=(9C/5)+32 。
前述华氏温标和摄氏温标，均要依赖温度计，或者说依赖于测温物质，比如水银。可不可以找到一种不依赖于温度计的温标体系呢?可以。1848年，英国物理学家威廉汤姆逊(William Thomson，即后来的开尔文勋爵)确立了一种新的温标——绝对温标，单位为K 。此温标只有一个基准点，即绝对零度，这是冷到极限的状态，一切原子、分子的热运动都已消失，相当于摄氏温标中的零下273.15度，其分度间隔与摄氏温标相同，因此两者的转换关系为：T(K)=t(℃)+273.15 。

2015年7月20日，新疆吐鲁番，火焰山风景区的巨型电子温度计上显示的适时地表温度接近65℃
温度计传入我国
清康熙年间，在华的传教士最早把温度计相关知识引介到国内。1664年，比利时人、耶稣会传教士南怀仁(Ferdinand Verbiest)完成的《灵台仪象图》就绘有他制作的温度计。灵台就是天文台，当时的地址在如今北京建国门西南侧的古观象台。
1671年，南怀仁更是完成了《验气图说》，专门谈温度计的制法、用法和原理。他制作的温度计，在木架上竖立一U形玻璃管，U形管左侧上端连一玻璃球，右侧上端敞开。U形管内注入达到水平线的水(一说烧酒)，玻璃球的气体受外界温度影响膨胀或收缩时，液体便会在U形管右臂或左臂上升，左右臂旁标有刻度，可以指示温度。显然，这是一种气体温度计，由于南怀仁在刻度理论上采用了错误的“天地间有三域说”，而且未能及时吸收欧洲已有的实验研究，故这种温度计不具备实测功能。

南怀仁制作的温度计
在南怀仁之后，很可能是法国来华的耶稣会士白晋(Joachim Bouvet)留下一份手稿《验气寒暑表说》，现藏梵蒂冈图书馆，中国科技大学石云里教授推测这很可能是他向康熙帝讲解西方科学的讲义之一。在这份讲义中，不但介绍了德国格里克(Otto von Guericke)、英国波义耳(Robert Boyle)就温度计研究的新进展，而且对比了新旧两种温度计。其中旧式温度计是一种气体温度计，而新式温度计便是前述斐迪南二世发明的水银温度计。
西方知识的引介、传播过程非常复杂。一方面不能高估清初传教士与皇帝的互动，康熙年间已经传入紫禁城的温度计、气压计等，到了雍正、乾隆时，他们对之仍一脸茫然，因为早年的那些仪器，早已束之高阁。另一方面不能低估好学之士吸收、仿制的能力，比如清初的黄履庄，在扬州时“因闻泰西几何比例，转捩机轴之学”，遂制出诸多奇器，其中就有“验冷热器”，即温度计。黄履庄制作温度计的知识，极有可能来自西学，至于其传播途径如何，已无从考究了。
最后要说明的是，随着科学技术的发展以及现实测温条件的需要，诞生了多种多样的温度计，大致可分为接触式与非接触式两类。在接触式温度计中，又分为像水银温度计这样的膨胀式，利用电阻随温度变化而改变的热电阻式等。在非接触式温度计中，又分为利用物体热辐射测温的辐射式，利用红外线照射导致元件温度变化的红外线温度计等。■