在現代物理學上,比重,是指物體的重量和其體積的比值,是為了表示不同物質性質上的差別所引入的一個物理概念。中國對比重概念的提出和應用是很早的。在《孟子》一書中就有這樣的記載:“金重於羽者,豈謂一鈞金與一輿羽之謂哉?”意思是講平時所說金子比羽毛重,是指相同體積時的金子和羽毛之比,而決不是將1塊金子去與1車羽毛的重量去作比較。

怎樣才能方便而準確地測量出一種液體的比重呢?現代社會中,在需要測量一種液體的比重時,人們會使用一種叫做“比重計”的儀器。這是一根封閉的、附有標度的細長玻璃管,管底有一泡狀部分,內裝鉛丸或水銀。將比重計插入待測液體後就直立浮起,液體比重越大,比重計浮得越高,與液麵相平處的刻度就直接表示出了液體比重的數值。而使用這種原理製作的比重計在中國古代即已有了。

在測定物質比重上,中國古代的製鹽工人,創製出了世界上最早的液體比重計。宋代姚寬的《西溪叢話》中有這樣一段話:“予監台州,杜瀆鹽場,日以蓮子試鹵。擇蓮子重者用之,鹵浮三蓮四蓮味重,五蓮尤重。蓮子取其浮而直。若二蓮直,或一直一橫,即味差薄;若鹵更薄,即蓮沉於底,而煎鹽不成。閩中之法,以雞子桃仁試之,鹵味重則正浮在上,鹹淡相半,則二物俱沉,與此相類。”這裏記載了中國古代製鹽工人測定鹽鹵比重的兩種方法:一種是用浮蓮法。選重的蓮子10顆,放入鹽鹵中,鹽鹵浮蓮的數目越多,鹽味越重。蓮子直立浮者鹵味為重,橫著浮起則鹵味較淡,蓮子沉底,鹽鹵就煮不成鹽了。另一種方法是用雞蛋或桃仁的浮沉情況來測定鹽鹵的比重。當鹽鹵的比重大,而雞蛋或桃仁的平均比重相比之下為小時,則雞蛋或桃仁就浮出液麵;如果鹽鹵淡,其比重小於雞蛋或桃仁的平均比重時,則雞蛋或桃仁就下沉。這兩種方法與現代所用的浮子式比重計的原理是一致的。

明代陸容,在《菽園雜記》中也有這樣一段記載:“(鹵水)比重三分蓮子試之,先將小竹筒裝入蓮子於鹵中,若浮而橫倒者,則鹵極鹹,乃可煎燒;若立浮於麵者稍淡;若沉而不起者,俱棄不用。”這種與蓮子配合使用的小竹筒,已成了一隻攜帶方便的液體比重計,其原理與現代所用的浮筆式比重計顯然相同。

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