公元前135年，汉朝发明世界首个测湿仪！比欧洲早1600年的黑科技

一根木棍、一块木炭、一根羽毛，三个不起眼的小物件，竟能组成世界上最早的湿度计。当汉朝的工匠们把这几个东西挂在天平两端时，他们不会想到，这个简单的装置将领先世界一千六百多年。

公元前135年，汉武帝刘彻即位刚满六年。这一年，这位雄才大略的年轻皇帝正忙着筹划反击匈奴的大计，张骞已经出使西域四年，下落不明。而在长安城的某个作坊里，一群工匠正在摆弄着一架奇怪的天平——一端挂着木炭，一端挂着羽毛。

他们不知道，这个看似简单的装置，即将成为中国古代科技史上的一颗璀璨明珠。

01 天平的秘密：炭与羽的无声对话

这个测湿仪的原理其实很简单：木炭吸湿性强，空气潮湿时会变重；羽毛则相对稳定，重量几乎不变。

工匠们将一根粗细均匀的木杆悬挂在立柱上，两端分别挂上木炭和羽毛，调整到平衡状态。当空气湿度增加时，木炭吸收水分变重，天平就会向炭端倾斜；反之，空气干燥时，木炭中的水分蒸发变轻，天平则向羽毛端倾斜。

《淮南子·天文训》中记载了它的原理：“燥故炭轻，湿故炭重”。而在《泰族训》中，还有更形象的描述：“夫湿之至也，莫见其形而炭已重矣”——湿气来临时，人还看不见任何变化，炭已经悄悄变重了。

这种看似简单的装置，却蕴含着深刻的科学思想：通过可观测的物理变化，测量不可见的自然现象。这正是科学测量的核心精神。

02 比达·芬奇早1600年：世界第一的湿度计

很多人以为，湿度计是欧洲文艺复兴时期的发明。的确，达·芬奇在15世纪设计过一种湿度计，但汉朝的测湿仪比他早了1600多年。

这项发明的记载，主要见于西汉淮南王刘安主持编纂的《淮南子》一书。书中提到了两种测湿方式：一是“悬羽与炭”，二是“悬土与炭”。后世还有人用铁与炭搭配使用。

三国时期的学者孟康详细记载了这种天平式湿度计的结构和四季变化规律：冬天空气干燥时，炭轻，炭端上翘；夏天空气潮湿时，炭重，炭端下垂。

这种测湿仪不仅是中国最早的湿度计，也是世界气象仪器史上的里程碑。

03 为何要测湿？农业大国的现实需求

汉朝为什么要发明测湿仪？答案很简单：农业生产的迫切需要。

汉朝是中国历史上第一个真正意义上的大一统农业帝国。“文景之治”后，国库充盈，人口激增，对粮食产量的要求空前提高。

农民需要知道何时晾晒谷物，何时灌溉农田。空气湿度过大时晾晒粮食，容易发霉；湿度过小时灌溉，又可能浪费水源。传统的经验判断（如观察云层、动物行为等）虽然有用，但不够精确。

测湿仪的出现，让古人第一次有了量化判断湿度的工具。虽然它不能像现代湿度计那样显示具体数字，但通过观察天平倾斜的角度，人们可以大致判断湿度大小，甚至预测是否会下雨。

《史记·天官书》中还记载了另一种用途：“冬至短极，县（悬）土炭，炭动……略以知日至，要决晷景。”——用悬土炭的方法辅助确定冬至节气。

04 音律知雨：藏在琴弦里的湿度智慧

除了天平式测湿仪，汉朝人还有另一种“测湿黑科技”——通过琴弦音调判断湿度。

《淮南子·本经训》中记载：“风雨之变，可以音律知也”。东汉王充在《论衡·变动篇》中进一步解释：“故天且雨，蝼蚁徙，丘蚓出，琴弦缓，固疾发。”

这里的“琴弦缓”，正是因为空气湿度增大，琴弦吸收水分后变长、松弛，导致音调降低。古人敏锐地捕捉到这一现象，并将其用于天气预报。元代《田家五行》中仍有类似记载：“若高洁之弦忽自宽，则因琴床润湿故也，主阴雨。”

这种利用音律变化判断湿度的方法，实际上已经孕育了悬弦式湿度计的原理。

05 谁发明了测湿仪？淮南王刘安与他的门客

提到汉朝的科技发明，有一个人绕不开——淮南王刘安。

刘安是汉高祖刘邦的孙子，袭封淮南王。他好读书鼓琴，广招天下宾客，组织编写了《淮南子》（又名《淮南鸿烈》）和《淮南万毕术》。

《淮南子》是哲学著作，但也包含了大量天文、地理、物理知识。《淮南万毕术》则更像一部科技发明汇编，记载了许多实用技术和奇思妙想，如冰透镜取火、潜望镜雏形等。

刘安的门客中有不少方士和工匠，他们可能亲自参与了测湿仪的制作和实验。虽然《淮南子》成书于公元前139年左右，但测湿仪的实际使用和推广，大约在公元前135年前后达到成熟，因此这一年常被后人作为“初用测湿仪”的标志。

06 湿度的奥秘：古人如何理解看不见的水汽

汉朝人不仅发明了测湿仪，还对湿度本身有着深刻的认识。

《淮南子》中明确提出“湿易雨”——湿度大就容易下雨。这是对大气湿度与降水关系的准确总结。

古人还观察到，湿度变化会影响许多日常现象：墙壁“出汗”预示天将大雨；食盐变潮意味着空气潮湿；甚至人的关节疼痛也与湿度有关（即“老寒腿”）。

这些观察虽然朴素，却符合现代气象学原理：降雨前空气中水汽含量必然大增，容易在墙壁、石头上凝结成水滴。

07 领先世界的汉朝科技群星

测湿仪并非汉朝唯一的科技奇迹。同一时期，汉朝人还发明或完善了多项领先世界的技术：

候风铜乌：世界上最早的测风器之一，比欧洲的“候风鸡”早一千多年。

冰透镜取火：《淮南万毕术》记载“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”——用冰制成凸透镜聚焦阳光取火。

潜望镜雏形：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”——利用镜面反射观察外部情况。

律管候气：用十二律管埋于地下，根据管内葭灰飞出的情况判断节气变化。

这些发明共同构成了汉朝科技的璀璨星空，而测湿仪则是其中一颗独特而明亮的星辰。

08 历史的回响：从土炭天平到现代传感器

汉朝的测湿仪虽然简陋，但其原理至今仍有启示意义。

利用材料吸湿特性测量湿度的方法，在现代科技中依然广泛使用。毛发湿度计、薄膜电容式湿度传感器等，本质上都是在寻找对湿度敏感的材料，通过其物理变化推算湿度值。

从汉朝的土炭天平，到明清的鹿筋式湿度计，再到现代的电子传感器，测湿技术的演进见证了人类认识自然、改造自然的漫长征程。

而这一切的起点，就在公元前135年——那个长安城里的工匠们，第一次用天平的倾斜，捕捉到了看不见的湿气。

两千一百多年前，当汉朝的工匠们把炭和羽毛挂上天平两端时，他们或许只是为了解决农业生产中的实际问题。他们不会想到，这个简单的装置将成为世界气象史上的里程碑，比欧洲类似的发明早了一千六百多年。

今天，当我们站在气象站的百叶箱前，看着精密的电子传感器实时显示湿度数据时，不妨想一想那个用炭和羽毛做成的天平。它虽然简陋，却承载着古人对自然的敬畏与探索，见证了一个伟大民族在科技道路上的早期足迹。

从土炭天平到数字传感，变的是一千六百年的技术飞跃，不变的，是人类对未知世界永不停息的好奇心。