传教士对中国计量的贡献(1)(3)
2015-10-01 01:32
导读：角度概念的进步在天文学方面表现得最为明显。受传教士影响所制作的天文仪器，在涉及到角度的测量时，毫无例外都采用了360°角度划分体系，就是一个
角度概念的进步在天文学方面表现得最为明显。受传教士影响所制作的天文仪器，在涉及到角度的测量时，毫无例外都采用了360°角度划分体系，就是一个有力的证明。传教士在向中国人传授西方天文学知识时，介绍了欧洲的天文仪器，引起了中国人的兴趣，徐光启就曾经专门向崇祯皇帝上书，请求准许制造一批新型的天文仪器。他所要求制造的仪器，都是西式的。徐光启之后，中国人李天经和传教士罗雅各（Jacques Rho，1590－1638）、汤若望（Jean Adam Schall von Bell，1591－1666）以及后来南怀仁（Ferdinand Verbiest，1623－1688）等也制造了不少西式天文仪器，这些仪器在明末以及清代的天文观测中发挥了很大作用。这些西式天文仪器，无疑“要兼顾中国的天文学传统和文化特点。比如，传教士和他们的中国合作者在仪器上刻画了二十八宿、二十四节气这样的标记，用汉字标数字。”[5]但是，在仪器的刻度划分方面，则放弃了传统的365 1/4分度体系，而是采用了“凡仪上诸圈，因以显诸曜之行者，必分为三百六十平度”的做法[6]。之所以如此，从技术角度来看，自然是因为欧洲人编制历法，采用的是60进位制，分圆周为360°，若在新仪器上继续采用中国传统分度，势必造成换算的繁复，而且划分起来也不方便。所以，这种做法是明智之举。
随着角度概念的出现及360°分度体系的普及，各种测角仪器也随之涌现。只要看一下清初天文著作《灵台仪象志》中对各种测角仪器的描述，我们就不难明白这一点。
总之，360°分度体系虽然是希腊古典几何学的内容，并非近代科学的产物，但它的传入及得到广泛应用，为中国近代角度计量的诞生奠定了基础，这是可以肯定的。
二、温度计的引入
温度计量是物理计量的一个重要内容。在中国，近代的温度计量的基础是在清代奠定的，其标志是温度计的引入。
（科教作文网http://zw.nseAc.com） 温度计量有两大要素，一是温度计的发明，一是温标的建立。在我国，这两大要素都是借助于西学的传入而得以实现的。
中国古人很早就开始了对有关温度问题的思考。气温变化作用于外界事物，会引起相应的物态变化，因此，通过对特定的物态变化的观察，可以感知外界温度的变化。温度计就是依据这一原理而被发明出来的。中国古人也曾经沿这条道路探索过，《吕氏春秋·慎大览·察今》中就有过这样的说法：
“审堂下之阴，而知日月之行，阴阳之变；见瓶水之冰，而知天下之寒，鱼鳖之藏也。”
这里所讲的，通过观察瓶里的水结冰与否，就知道外边的气温是否变低了，其实质就是通过观察水的物态变化来粗略地判定外界温度变化范围。《吕氏春秋》所言，当然有其一定道理，因为在外界大气压相对稳定情况下，水的相变温度也是相对恒定的。但盛有水的瓶子绝对不能等同于温度计，因为它对温度变化范围的估计非常有限，而且除了能够判定一个温度临界点（冰点）以外，也没有丝毫的定量化在内。
在我国，具有定量形式的温度计出现于十七世纪六七十年代，是耶稣会传教士南怀仁（Ferdinand Verbiest，1623-1688年）介绍进来的。南怀仁是比利时人，1656年奉派来华，1658年抵澳门，1660年到北京，为时任钦天监监正的汤若望当助手，治天文历法。这里所说的温度计，就是他在其著作《灵台仪器图》和《验气图说》中首先介绍的。这两部著作，前者完成于1664年，后者发表于1671年，两者均被南怀仁纳入其纂著的《新制灵台仪象志》中，前者成为该书的附图，后者则成为正文的一部分，即其第四卷的《验气说》。关于南怀仁介绍的温度计，王冰有详细论述，这里不再赘述。[7]
南怀仁的温度计是有缺陷的：该温度计管子的一端是开口的，与外界大气相通，这使得其测量结果会受到外界大气压变化的影响。他之所以这样设计，是受亚里士多德“大自然厌恶真空”这一学说影响的结果。考虑到早在1643年，托里拆利（E. Torricelli，1608-1647）和维维安尼（V. Viviani，1622-1703）已经提出了科学的大气压概念，发明了水银气压计，此时南怀仁还没有来华，他应该对这一科学进展有所知晓。可他在20多年之后，在解释其温度计工作原理时，采用的仍然是亚里士多德学说，这种做法，未免给后人留下了一丝遗憾。而且，他的温度计的温标划分是任意的，没有固定点，因此它不能给出被大家公认的温度值，只能测出温度的相对变化。这种情况与温度计量的要求还相距甚远。
