热源利用——古代热学

我国古代的热学知识大部分是生活和生产经验的总结。这些知识包括：获得热源的方法，对热学理论的探讨和实践，对温度和湿度的测量，以及对物质三态变化的研究。

我国古代对火的利用和控制，使社会文明大大前进了一步，同时它也是古人对热现象认识的开端。对冷热的认识，古代学者进行了深入研究，并在实践中创造了很多方法来判别温度的高低。在物质三态方面也积累的知识，解释了日常生活中的水、冰、水气和自然界中的雨雪露霜等现象。

获得热源的妙法

热源是发出热量的物体。人类在一两百万年之前就开始利用热源，其中取火就是主要的途径。

古代在实践当中总结了许多行之有效的取火方法，如钻木取火，利用凹透镜获取太阳光热源等。这些方式和方法，提高了生活的质量，推动了社会的发展。

在上古洪荒时期，人们不知道有火，也不知道用火。到了黑夜，四处一片漆黑，野兽的吼叫声此起彼伏，人们蜷缩在一起，又冷又怕。由于没有火，人们只能吃生的食物，经常生病，寿命也很短。

在一个雷雨天，雷电劈在一大片树林的树木上，树木燃烧起来，整个树林很快就变成了熊熊大火。雷雨停后，人们又发现不远处烧死的野兽，发出了阵阵香味，便聚到火边，分吃烧过的野兽肉。

人们感到了火的可贵，有个年轻人拣来树枝，点燃火，保留起来。每天都有人轮流守着火种，不让它熄灭。可是有一天，值守的人睡着了，火燃尽了树枝，熄灭了。人们又重新陷入了黑暗和寒冷之中，痛苦极了。

一天夜里，年轻人在梦中遇到神人，神人告诉他去燧明国可以取回火种。年轻人醒了，想起梦里大神说的话，决心到燧明国去寻找火种。

在燧明国有一棵大树，名叫“燧木”。这棵树真是异常之大，它的树枝伸展到了10多千米以外的地方。而且大树下到处闪耀着美丽的火光，把四下里照耀得如同白昼。

燧明国百姓，就在这种灿烂的美丽的火光中，躬耕劳作，怡然自得，优哉游哉的靠这种火光生活。

年轻人翻山过河穿森林，历尽艰辛，终于来到了燧明国。他发现在燧木树上，有几只大鸟正在用短而硬的喙啄树上的虫子。只要它们一啄，树上就闪出明亮的火花。年轻人看到这种情景，脑子里灵光一闪，有了主意。

他立刻折了一些燧木的树枝，用小树枝去钻大树枝，树枝上果然闪出火光。年轻人不灰心，他找来各种树枝，耐心地用不同的树枝进行摩擦。终于，树枝上冒烟了，然后出火了。

年轻人回到了家乡，为人们带来了永远不会熄灭的火种，并带回了钻木取火的办法。

从此，人们再也不用生活在寒冷和恐惧中了。人们被这个年轻人的勇气和智慧折服，推举他做首领，并称他为“燧人”，也就是取火者的意思。

人工取火的发明结束了人类茹毛饮血的时代，开创了人类文明的新纪元。所以，燧人氏一直受到人们的敬重和崇拜，并尊他为三皇之首，奉为“火祖”。

“燧人取火”是我国古人利用热源的传说。

综合历来资料的取火方法，可分为以摩擦等手段发热取火，用凹球面镜对日聚集取火，用化学药物引燃。这三种开发和利用热源的手段，伴随了人类生产和生活数千年。

通过摩擦、打击等手段发热取火始于旧石器中晚期，当时已经知道用打击石头的方法产生火花，后来又发明了摩擦、锯木、压击等办法。

古书上所谓“燧人氏钻木取火”，“伏羲禅于伯牛，错木作火”，“木与木相摩则燃”等，都不是子虚乌有，只是借华夏民名人来体现古代先民获取热源的智慧。

铁器使用之后，人们也用铁质火镰敲打坚硬的燧石而发生火星，使易燃物着火。这一些都是利用机械能转换成为热能，当然是十分费力而且很不方便的。

关于利用凹球面镜对日聚集取火，凹球面镜在古代被称为“燧”，有金燧、木燧之分。金燧取火于日，木燧取火于木。

夫燧，是古人在日下取火的用具。它是用金属制成的尖底杯，放在日光下，使光线聚在杯底尖处。杯底先放置艾、绒之类，一遇光即能燃火。因此，夫燧即金燧。

另外，《考工记》记载了用金锡为镜，其凹面向日取火的方法。可见，我国在4000年前已有使用光学原理取火的技术了。

汉代，仍用金燧取火。当时也叫“阳燧”。即用铜镜向日取火，也用艾引火燃烧。至宋代，仍然流行金燧取火之法。实际上这就是今天的凸面玻璃镜。

如果我们拿这玻璃镜，向着太阳，镜也会聚如豆，再用易燃物放在底下，顷刻间即可得火。古代没有玻璃，故用金镜。现代的太阳灶就是从这一道理发展而来的。

过去古人出门，身边都带着燧。因为那时的燧为尖顶杯，体积很小，都佩带腰间以备用。但以阳燧取火，有个不足之处，就是天阴或夜晚就不能取到火。

比如古时人们在行军或打猎时，总是随身带有取火器，《礼记》中就有“左佩金燧”、“右佩木燧”的记载，表明晴天时用金燧取火，阴天时用木燧钻木取火。阳燧取火是人类利用光学仪器会聚太阳能的一个先驱。

除了古籍记载，考古文物也有这方面的证明。考古工作者曾经在河南省陕县上村岭虢国墓出土一面直径7.5厘米的凹面镜，背面有一个高鼻钮，可以穿绳佩挂。

值得注意的是，和这面凹面镜一起出土的还有一个扁圆形的小铜罐，口沿与器盖两侧有穿孔，用以系绳。这大概是供装盛艾绒和凹面镜配对使用的。这可以说是人类早期利用太阳热能的专用仪器，距今已有2500多年的历史了。

凹面镜取火的具体使用方法，东汉时期经学家许慎的一段话说得比较详细：

必须在太阳升到相当高度，照度足够时才能使行；引燃物是干燥的艾草；所用的凹面镜的焦距只有“寸余”，聚光能力应当很好；艾草温度升高到一定程度，起先只是发焦，要用人为方法供给足够氧气助燃，才使艾草燃烧发明火。

自战国以来，还曾有过“以珠取火”之说，可能是利用圆形的透明体对日聚集取火，它的效能等于凸透镜聚焦。不过使用一直不太普遍。

我国利用化学药物引燃较早，南北朝时期，北周就发明的“发烛”。它是以蜕皮麻秸做成小片状，长五六寸，涂硫黄于首，遇火即燃，用以发火。在南方，发烛则用松木或杉木制成。

据元代学者陶宗仪的《辍耕录》上说，这种“发烛”实际上是在松木小片的顶部涂上一分来长熔融状的硫黄。就是利用燃点很低的硫黄，一遇红火即可燃成明火。

从南北朝时期发明“发烛”开始，就有专门制造作为商品供应，后来各地所用的材料略有不同，也有“发烛”、“粹儿”、“引光奴”、“火寸”及“取灯”等不同的名称。

这种东西沿用时间很长，直至19世纪欧洲发明的依靠摩擦直接发火的火柴传入我国，才逐步地取代了传统的引火柴。

[旁注]

燧明国　远古时代以燧木取火的燧人氏建立了“燧明国”，今遗址位于古黄河下游的河南省商丘一带。燧明国有燧木，又叫“火树”。有鸟啄燧木，就发出火光。燧人氏从中受到启发，于是就折下燧枝钻木取火，被后人尊称为“燧皇”，位列三皇之首。

三皇　我国创世神话中的“三皇”是指距盘古开天辟地已经55万年，陆续出现的3位伟大的神祇，称为天皇、地皇、人皇。“三皇”仅是一种传说，都是远古时期为人类做过重大贡献的部落群体和首领，像中华民族的黄帝部落。

火镰　一种比较久远的取火器物，由于打造时把形状做成酷似弯弯的镰刀与火石撞击能产生火星而得名。火镰是男人们的随身附属物件，特别是喜好吸烟的男人们。它在民众中流行，具有特别的适用性装饰性和操作性。

许慎　（约58年～约147年）。东汉时期经学家、文字学家、语言学家，是我国文字学的开拓者，被称为“字圣”。所著《说文解字》闻名于世，研究《说文解字》的人，皆称许慎为“许君”，称《说文》为“许书”，称传其学为“许学”。

《辍耕录》　是有关元朝史事的札记。一名《南村辍耕录》，30卷。元末明初人陶宗仪著。作者对元代掌故、典章制度十分熟悉，尤其对元代晚期东南地区农民起义状况，多为耳闻目睹，因而所记较真实。是研究元代社会状况的重要素材。

[阅读链接]

周代，钻木取火之法已经大行。古代所钻之木，一年之中，根据不同季节，还要随时改变。因为古人认为：只有根据木的颜色，与四时相配，才能得火，反之则不能得火。也就是说，每逢换季之时，就要改新火。

至南北朝时期，当时仍行钻木取火，但取消过了“更火”这一风俗，不实行改木。唐代钻木取火之法，更加广泛流行。唐代皇帝在每年清明要举行隆重的赐火仪式，把新的火种赐给群臣，以表示对大臣的宠爱。