2013年4月1日

古代先民如何測定液體比重?

作者/劉昭民(地學史、氣象史和科學史研究者)

研究科技史的人們都知道,很多科學和技術的發現和發明,是從日常生活和經濟活動中得到的,例如我們古代先民從製鹽的過程中,得到測定液體比重的方法,就是一個很好的例子。

我國古代製鹽工業自漢代以後,就漸漸發達了。到了宋朝時代,製鹽業更加興旺,在製鹽的過程中,首先要檢驗鹽滷的濃度,根據它的濃度來確定它是否有煎燒的價值。北宋初年,吳僧釋贊寧在《物類相感志》中說:「鹽滷好者,以石蓮投之則浮。」這就是利用液體– 鹽滷比重的測定,來觀察鹽滷濃度大小的方法。只要將石蓮投入鹽滷中,看一看石蓮能不能浮起來,如果石蓮是浮的,就證明這鹽滷有足夠大的濃度可用來製鹽。這種方法既簡單又巧妙,就是現代液體比重計的基本觀念。

北宋太祖太平興國元年至八年間(976~983 年),樂史在《太平寰宇記》卷一三○中更記載使用十個蓮子來測試鹽滷濃度的方法,文章說:「凡取滷煮鹽以雨晴為度。作滷井於溜(煮物之釜)側,……滷流入井。取石蓮十枚,長期厚薄,全浮者全收鹽,半浮者半收鹽,三簾已下浮者則滷未堪却。」說明使用十個蓮子來測試鹽滷的濃度,浮的蓮子數目越多,就表示鹽滷濃度越大,製鹽的價值也越大。如果浮起來的蓮子不到三枚,那就不能用以製鹽了。

南宋時代的姚寬(11 世紀晚期)在《西溪叢語》中也有類似的說法,而且說得更加詳細,更加具體。而且在書中除了使用「蓮子法」測定鹽滷濃度外,還提到福建省一帶使用雞蛋或桃仁對鹽滷進行測試。《西溪叢語》卷上記載說:「予監臺州杜凟鹽場,日以蓮子試滷。擇蓮子重者用之。滷浮三蓮四蓮味重,五蓮尤重。蓮子取其浮而直,若二蓮直,或一直一橫,即味差薄。若滷更薄,即蓮沉於底,而煎鹽不成。閩中之法,以雞子(雞蛋)、桃仁試之,滷味重,則正浮於上,鹹淡相半,則二物俱沉,與此相類。」可知宋代時,我國沿海先民已使用蓮子法測定液體的比重。福建先民更將雞蛋和桃仁等自然物放進海水中,觀察其浮沉情況,就知道海水的濃度;濃度大時它們就浮起,濃度小時它們就沉下去。

「姚寬令威著西溪叢語云:嘗監臺州杜凟鹽場,以蓮子試滷,更擇蓮子重者用之。滷浮三蓮四蓮味重,五蓮尤重,蓮子取其浮而直,或一直一橫,即味差薄,更滷薄,則蓮蓬沉於底,即煎鹽不成,以上姚說。

余按江鄰幾嘉祐雜誌云:吳春卿任臨安,召舖戶,詰驗鹽法,云煮鹽用蓮子為候,十蓮者官鹽也。五蓮以下滷水漓(水滲入地),私鹽也。私鹽色紅,自燒稻灰,染其色,以倣官鹽,於是嗅已辨之,自是不用舖戶,自能辨曉。考此,則仁宗時,以五蓮為重。今以五蓮為重,乃知今之鹽味,不逮(不及)仁宗時遠矣!」【更詳細的內容,請參閱第520期科學月刊】

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