古人如何測(cè)量空氣濕度？從觀察琴弦到濕度測(cè)量?jī)x

人們通常說(shuō)的“空氣濕度”一般都是指“相對(duì)濕度”，它是空氣中實(shí)際水汽壓與當(dāng)時(shí)氣溫下的飽和水汽壓之比，用百分?jǐn)?shù)表示，百分?jǐn)?shù)越大，表明空氣濕度越大。

古人當(dāng)然不知道相對(duì)濕度的百分?jǐn)?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(shī)》問(wèn)世，詩(shī)中的“河中飛塵起，野田無(wú)生草。”就寫(xiě)出了空氣的干燥和旱情的嚴(yán)重。宋代梅堯臣的《梅雨》詩(shī)中就有“濕菌生枯籬，潤(rùn)氣醭素裳。”其中的“潤(rùn)氣”就是潮氣、濕氣。古人甚至還能根據(jù)空氣濕度的大小進(jìn)行天氣預(yù)測(cè)，唐代黃子發(fā)著的《相雨書(shū)》里便有“壁上自然生水者，天將大雨”、“石上津潤(rùn)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(píng)估出空氣濕度的大小，其實(shí)就涉及空氣濕度的測(cè)量了。

我國(guó)是最早發(fā)明測(cè)濕儀器的國(guó)家。東漢王充在《論衡·變動(dòng)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(xiàn)伸長(zhǎng)所造成的，表示空氣濕度較大。可見(jiàn)，古代的弦琴也可當(dāng)作原始的空氣濕度測(cè)量?jī)x器。現(xiàn)代毛發(fā)濕度計(jì)中的“毛發(fā)”，其實(shí)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(shū)中也說(shuō)，如果質(zhì)量很好的干潔弦線(xiàn)忽然自動(dòng)變松寬了，那是因?yàn)榍俅渤睗竦木壒?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(xiàn)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(shí)也是因?yàn)樽兯蓪捔说南揖€(xiàn)，其音準(zhǔn)敏感度降低了，合乎科學(xué)道理。

在《史記·天官書(shū)》中曾提到一種把土和炭分別掛在天平兩側(cè)，以觀測(cè)掛炭一端天平升降的儀器。這其實(shí)就是原始的“濕度計(jì)”。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(shuō)的“燥故炭輕，濕故炭重”。《淮南子·泰族訓(xùn)》曰：“夫濕之至也，莫見(jiàn)其形，而炭已重矣。”翻譯成現(xiàn)代漢語(yǔ)就是：濕氣到來(lái)的時(shí)候，人是看不見(jiàn)的;但是炭已經(jīng)表現(xiàn)出沉重了。這就進(jìn)一步闡明了這個(gè)測(cè)濕儀器能測(cè)量出看不見(jiàn)的水汽。顯然，這樣的測(cè)濕儀器在測(cè)量方式和精確度上，比“琴弦測(cè)濕”又進(jìn)了一步。

清康熙年間，西方來(lái)華傳教士南懷仁曾用小鹿的筋做成一個(gè)弦線(xiàn)濕度表，以驗(yàn)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(jì)的測(cè)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(jìn)過(guò)許多光學(xué)儀器(如探照燈、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡)，也發(fā)明過(guò)許多“驗(yàn)器”，其中的驗(yàn)冷熱器，就是現(xiàn)代“溫度計(jì)”的雛形;而驗(yàn)燥濕器，就是現(xiàn)代“濕度計(jì)”的雛形，它利用弦線(xiàn)吸濕伸縮的原理，測(cè)量空氣中的濕度，比瑞士人索修爾發(fā)明的毛發(fā)濕度計(jì)，早了一百多年。