[博物馆计量文物鉴赏-27] 南怀仁温度计：西方定量测温术传入中国的开端

文物信息

文物名称：南怀仁温度计（又称验气图说温度计、清代温度表）
馆藏博物馆：故宫博物院（藏有18世纪西方气压表和温度表座钟等同类清代科学仪器）；相关文献载于《新制灵台仪象志》
年代：清康熙九年（约1670年）制造；1671年《验气图说》刊行；1674年收录于《新制灵台仪象志》第十四卷
材质/尺寸：U形玻璃管，管内注烧酒（酒精）；以一水平线为基准，将管子划分成上半部较长、下半部较短的两部分，对应天气冷热作不等分分度
设计者/监制：比利时耶稣会传教士南怀仁（Ferdinand Verbiest，1623-1688）

计量功能

南怀仁温度计是一支U形管空气温度计，其设计基于空气热胀冷缩原理。使用时，以水平线为基准，观察烧酒液柱在U形管两臂中的位置变化来判断气温的相对高低——气温升高时管内空气膨胀，液柱下降；气温降低时空气收缩，液柱上升。

• 相对温度测量：只能观察到温度的变化，测量的是相对冷热程度，而非绝对温度值。刻度为不等分分度，没有固定温标和固定点
• U形管改进设计：南怀仁用U形管替代了伽利略的细长玻璃管，以一水平线为基准划分上下两部分，使液柱变化更加直观，是对早期空气温度计的人机工学改进
• 不等分分度：对应天气冷热作了一些不等分的分度，作为测量温度的标尺。不同温度计之间读数无法直接比较，精度受环境气压变化影响较大
• 文献记载：1671年《验气图说》详载其制法、用法和原理，1674年收录于《新制灵台仪象志》第十四卷，是研究早期中西计量交流的重要文献
  

历史背景

南怀仁（Ferdinand Verbiest，1623-1688），比利时人，耶稣会传教士。他于清顺治十六年来华，康熙九年（1670年）被召至内廷，以西方天文、数学、机械等知识为清廷服务。在历法之争中，南怀仁的推算被证实准确，赢得了康熙帝的信任。

约1670年，南怀仁在北京制造出温度计实物。1671年，他完成关于温度计的小册子《验气图说》，详细记录了温度计的制法、用法和原理。1674年，该书被收入他编撰的《新制灵台仪象志》第十四卷中。

在南怀仁传入温度计之前，中国虽有温度感知的原始方法：先秦《吕氏春秋》记载的"冰瓶"通过观察瓶中水结冰与否推断气温；宋元时期窑工使用的"火照子"（照子）通过泥坯烧结程度判断窑火温度。但这些方法均停留在经验性定性判断层面，未上升到定量测量高度。

南怀仁之后，清初扬州人黄履庄"因闻泰西几何比例、转捩机轴之学"，遂自制"验冷热器"（温度计），被视为中国本土仿制温度计的先驱。

计量学意义

• 西方定量测温术东渐的标志：南怀仁温度计是西方近代温度计量知识系统传入中国的开端，标志着中国温度计量从"定性感知"迈向"定量测量"的历史性转变
• 从"冰瓶"到温度计：此前中国的"冰瓶""火照子"均为经验性感温手段，南怀仁温度计的传入开启了中国温度计量"数据化"的历程，比华氏温标（1714年）和摄氏温标（1742年）的创立早数十年
• U形管设计的人机工学改进：用U形管替代细长玻璃管，使液柱变化更加直观，是对伽利略空气温度计的早期改进
• 温标尚未建立：该温度计没有固定点（如冰点、沸点），刻度为不等分分度，只能比较相对冷热，尚不具备现代温标的可重复性和可比性，体现了早期温度计的过渡性特征
• 中西计量交流的先声：南怀仁温度计与《新制灵台仪象志》共同构成了17世纪中西计量科技交流的早期文献和实物见证，为后续西方近代科学仪器的大规模传入奠定了基础
  

参观指南

故宫博物院钟表馆及珍宝馆中藏有18世纪西方传入的气压表和温度表座钟等清代科学仪器，虽非南怀仁原器，但可作为同时期同类仪器的重要参考。南怀仁温度计的原始文献《验气图说》及《新制灵台仪象志》第十四卷，可于国家图书馆、故宫博物院图书馆等处查阅。