在发达的现代生活中,我们对各式各样的体温计早已司空见惯。不过,所谓“饮水思源”,每天都在使用体温计的你,知道第一支体温计是怎样发明出来的吗?在没有发明体温计之前,人们又是怎样判断体温的呢?
今天,饺饺就为你讲一讲体温计的进化史。
古代人是怎样判断有没有发烧的呢?
中国古代人对温度只有“寒、冷、凉、温、热、烫”等定性的描述,所以想要准确把握温度,就要靠丰富的经验积累。中医讲究“望闻问切”,特别是老中医,会通过触诊和切脉的方法来判断病人是否发热,甚至会采用舌头舔的方式。中医还能通过脉象来确定病人是否发热,并辨别出是“外感发热”还是“内伤发热”。
而在古欧洲,现代医学普及之前一直沿用的是古典希腊医学,还有在此基础上发展起来的“拜占庭医学”,最知名的就是“体液学说”。
古欧洲人认为,人体是由血液、黏液、黄胆汁和黑胆汁这四种体液构成的,四种体液在人体内失衡就会出现发烧等症状。古欧洲人对“发热”的判断也是通过经验积累,多通过观察手掌颜色来判断发热到什么程度,和中医一样,没有可量化手段。
一旦生病,就要通过催吐、放血、灌肠等方式使患者排出多余体液,恢复体液平衡,可谓是相当的简单粗暴。
伽利略和桑克托留斯:体温计的灵感,来自一场朋友间的闲谈
最早的温度计发明于1593年,是由著名的意大利科学家伽利略发明的;而体温计的发明,则于1609年出自伽利略的朋友、意大利帕多瓦大学医学教授桑克托留斯之手。
大家都知道,温度计的灵感来自气体热胀冷缩的原理。我们现在使用的温度计,玻璃泡是在下面的,而伽利略发明的第一个温度计则是玻璃泡在上,而且比现在体温计的玻璃泡大得多,下端连接着一条细长的开口玻璃管。
使用者先用把温度计上端的玻璃泡加热,再把玻璃管垂直插入水中。随着外界气温变化,玻璃管中的水柱就会上升高或降低。但是,这种温度计结构简陋,容易受到气压等外界环境影响,所以测量误差比较大。
后来,在某一次闲谈中,伽利略的朋友桑克托留斯教授从中得到灵感,突发奇想:温度计是测气温的。要是让发烧的病人含住玻璃泡,是不是就能测量出体温啦?于是,桑克托留斯对伽利略的温度计改造了一番,发明出了世界上第一个体温计。
我们总以为,伟大的发明都要有个惊世骇俗的开头,但其实大多数发明的起源都是那么朴实无华——可能是一场朋友之间的闲谈,可能是一次出于好奇的尝试。世界上第一个体温计的发明就是这么简单:发热病人口含大玻璃泡,医生观察水柱高度变化,测得体温。
(饺饺实在找不到相应的图片,请大家自行脑补。可能和口吞电灯泡的场景差不多?)
“沸点”概念的提出与体温计刻度的标准化
虽然桑克托留斯的体温计有刻度,但每个温度计的刻度都不一样,很难“标准化生产”。每做出一个体温计,都要经过很久的测试后才能标上刻度。
直到1691年,意大利科学家卡洛·雷纳尔迪尼提出了“沸点”的概念。
他认为,将水的冰点和沸点作为两个固定点,之间十二等分,可以用来度量温度;通过不同比例混合热水和冷水,可以得到冰点和沸点之间的任一温度。
后来,经过科学家的反复测算和改进,体温计的刻度终于实现了标准化。而这个看似可以一笔带过的研发过程,实则花了一个多世纪。
“华氏温标”与水银温度计的发明
1714年,德国物理学家丹尼尔·加布里尔·华伦海特发明了“华氏温标”和“华氏温度计”。
后来,一位医生向他抱怨说现在的体温计体积太大了,每次量体温要花20分钟,用起来很不方便,所以华伦海特开始想办法减小体温计的体积,最终决定替换掉体温计中的水,用酒精和水银作为新材料,研制出了体积更小、测量时间更短的酒精和水银体温计。
德国物理学家丹尼尔·加布里尔·华伦海特
在这里,饺饺要开个小差:大家猜猜,欧洲在忙着发明体温计的时候,中国在做什么呢?
其实,大家略微推算就能得出当时正值清康熙年间。温度计的相关知识,正是在那时由在华传教士传入中国的。最具代表性的是比利时传教士南怀仁,向当时的中国人普及了温度计的制作、用法和原理,并编纂了温度测量方面的书籍。
另外,据史料记载,南怀仁是个“硬核技术男”,1662年还给当时8岁的康熙帝做过一个长65厘米的蒸汽动力玩具小汽车......有种打破次元壁的赶脚呢。
电子体温计、片状体温计、内服体温计......新型体温计层出不穷
随着现代医学的不断发展,在19世纪,西方临床医学诊断学有了很大进步。
1868年,德国医生翁德利希首次提出“发烧状况因疾病而异,不同疾病会呈现出不同的体温变化曲线”。从此,体温测量开始成为医生在诊断疾病时的必要环节和重要依据,也成为家庭必备的常用医学器械之一。
后来,大家发现水银体温计的生产和使用过程中有引起汞中毒的危险,于是大家开始思考,如何可以不用水银,而且更快速地测量体温。
1984年,大卫·菲利普斯发明了红外线耳温计,通过测量人体耳道和鼓膜的热辐射来测定人体温度,使体温测量更方便快捷;
之后,美国科研机构发明了“片状体温计”。这种体温计只有薄薄一片,上面布满了附有数字的排列整齐的圆点,使用者可以根据圆点颜色的变化确定体温。这种体温计不含水银和玻璃,不会破碎,可以一次性食用,避免交叉感染,深受大家喜爱。
2019年3月14日,日本东北大学研究人员最新发明一种“药片式”内服体温计。这种温度计只有药片大小,里面有温度感应器和微型集成电路,每隔30分钟测量一次体内温度并发送数据,使用完毕后可随排泄物排出体外。
小结:
一个看似不起眼的温度计,其实经过了科学家几百年的研究与改进,是人类智慧的结晶。
不过,由于水银体温计造成了严重的环境污染和安全隐患,已在以欧盟各国为首的多个国家被禁用。
下一个登上历史舞台的,又会是谁呢?