代表了“科学”的准确性、实践性、真理性,引进它符合国内对西方科学技术的需要。所以,温度计知识不像其它宏大或深奥的理论那样遭遇改写或删减,反而呈现出繁荣的景象,内容丰富、全面。因此,考察温度计知识在晚清传播有一定的理论意义。
晚清出版的物理学著作中很多都介绍了温度计,如《博物新编》(1855)、《格物入门》(1868)、《汽机发轫》(1871)、《格致启蒙》(1880)、《格致质学启蒙》(1886)、《热学图说》(1890)、《热学须知》(1894)、《格物质学》(1894)、《热学揭要》(1894)、《物理学》(1900)等,对温度计都有大量的论述①。1902年“壬寅学制”颁布,译自日本的教科书大量问世,书中对热学知识的介绍更加规范,温度计的内容也逐渐简明、稳定。本文参考了《物理易解》(1902)、《新撰物理学》(1906)、《近世物理学教科书》(1907)、《新式物理学教科书》(1911)等部分影响较大的教科书。此外,还参考了《格致汇编》《格致新报》《科学世界》等报刊。由于不同著作的侧重点不同,介绍的详略也不尽相同。所以,本文通过梳理和分析上述文献,考察其对温度计原理、制作、种类等的介绍,并形成初步的观点,希冀对晚清西学传播等学界普遍关切的问题有所补充。
一 温度计的原理
热力学第零定律是温度测量的基础。定律表述为:一切互为热平衡的物体都具有相同的温度。物质的某项指标,如流体的体积、金属的长度、电阻值、红外强度、压强等,都可以作为测温的依据,可以用来制作温度计([8],页17)。综合分析晚清物理著作对温度计知识的介绍,认为这一时期传入的主要是依靠物质热胀冷缩原理工作的温度计。例如《博物新编》写道:
寒暑针者,以玻璃为筒,长数寸许,状如笔管。上通下塞,下有圆胆,中贮水银。其入水银之法,先以灯火炙热圆胆,则筒中之气渐行散出。乃以指头掩压筒口,俟圆胆复冷,即将筒口蘸入水银之中,然后移开指头,水银即由筒口走入胆里,务以满至半筒为止。再以灯火炙热圆胆,令水银受热上升,升满筒中,即以吹筒向火,吹熔其口。再俟筒体复冷,水银复降如初。方可悬于板上,画刻分寸,以验寒暑。([9],页8a)
《博物新编》是晚清出版的首部大量介绍西方科技知识的著作,该书将温度计与湿度计、抽气机一起,编排在“地气论”中,而不是编排在“热论”部分。这与南怀仁的做法相似,是把温度计当作实用的、重要的仪器,不仅仅是热胀冷缩原理的应用。文中描述了温度计的形貌、外观及注水银的方法等,显然是依靠热胀冷缩原理工作的温度计。其后的大多数著作,无论是传教士自编的著作《格物入门》《热学图说》《热学须知》,还是传教士翻译的著作《汽机发轫》《热学揭要》《格致启蒙》《格物质学》等,抑或清末译自日本的教科书《物理学》《物理易解》《近世物理学教科书》等,主要介绍的都是这种类型的温度计。区别在于该知识在著作中的设置及重要程度发生了变化,复杂程度和重要性逐渐降低。江南制造局出版的《格致启蒙》还曾指出水银温度计的误差:
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