古人如何測量空氣濕度？從觀察琴弦到濕度測量儀

人們通常說的“空氣濕度”一般都是指“相對濕度”，它是空氣中實際水汽壓與當(dāng)時氣溫下的飽和水汽壓之比，用百分數(shù)表示，百分數(shù)越大，表明空氣濕度越大。

古人當(dāng)然不知道相對濕度的百分數(shù)，但大致的空氣干濕概念還是有的：濕度越小表示空氣越干燥，濕度越大表示空氣越潮濕。早在西晉，傅玄就有一首《炎旱詩》問世，詩中的“河中飛塵起，野田無生草。”就寫出了空氣的干燥和旱情的嚴重。宋代梅堯臣的《梅雨》詩中就有“濕菌生枯籬，潤氣醭素裳。”其中的“潤氣”就是潮氣、濕氣。古人甚至還能根據(jù)空氣濕度的大小進行天氣預(yù)測，唐代黃子發(fā)著的《相雨書》里便有“壁上自然生水者，天將大雨”、“石上津潤出液，將雨數(shù)日”等記載。

空氣濕度肉眼是看不到的，怎樣大致評估出空氣濕度的大小，其實就涉及空氣濕度的測量了。

我國是最早發(fā)明測濕儀器的國家。東漢王充在《論衡·變動篇》中曾經(jīng)談到，琴弦變松，天就要下雨。琴弦變松，是天變潮濕、弦線伸長所造成的，表示空氣濕度較大。可見，古代的弦琴也可當(dāng)作原始的空氣濕度測量儀器。現(xiàn)代毛發(fā)濕度計中的“毛發(fā)”，其實就是古代琴弦的微縮和精確。

元末明初婁元禮在《田家五行》一書中也說，如果質(zhì)量很好的干潔弦線忽然自動變松寬了，那是因為琴床潮濕的緣故;出現(xiàn)這種現(xiàn)象，預(yù)示著天將陰雨。他還談到，琴瑟的弦線所產(chǎn)生的音調(diào)如果調(diào)不好，也預(yù)兆有陰雨天氣，這其實也是因為變松寬了的弦線，其音準敏感度降低了，合乎科學(xué)道理。

在《史記·天官書》中曾提到一種把土和炭分別掛在天平兩側(cè)，以觀測掛炭一端天平升降的儀器。這其實就是原始的“濕度計”。原理是：天氣干燥了，炭就輕，天平就傾向于土;天氣潮濕了，炭就重，天平就傾向于炭。也就是古人說的“燥故炭輕，濕故炭重”。《淮南子·泰族訓(xùn)》曰：“夫濕之至也，莫見其形，而炭已重矣。”翻譯成現(xiàn)代漢語就是：濕氣到來的時候，人是看不見的;但是炭已經(jīng)表現(xiàn)出沉重了。這就進一步闡明了這個測濕儀器能測量出看不見的水汽。顯然，這樣的測濕儀器在測量方式和精確度上，比“琴弦測濕”又進了一步。

清康熙年間，西方來華傳教士南懷仁曾用小鹿的筋做成一個弦線濕度表，以驗空氣中的燥濕。其原理也是“鹿筋吸濕”，但如此制作儀器，取材太殘忍也太昂貴了。

最接近現(xiàn)代濕度計的測濕儀器的發(fā)明者，當(dāng)數(shù)清代發(fā)明家黃履莊。1656年出生的黃履莊，發(fā)明或改進過許多光學(xué)儀器(如探照燈、望遠鏡、顯微鏡)，也發(fā)明過許多“驗器”，其中的驗冷熱器，就是現(xiàn)代“溫度計”的雛形;而驗燥濕器，就是現(xiàn)代“濕度計”的雛形，它利用弦線吸濕伸縮的原理，測量空氣中的濕度，比瑞士人索修爾發(fā)明的毛發(fā)濕度計，早了一百多年。