前些年，電視臺播出陳杰同名小說的《大染坊》，小說的原型是濟南東元盛染廠。劇中有個細節值得尋味，在清朝末年，由於國內沒有測量溫度的設備，老掌櫃張啟垣自創魷魚來測量溫度，根據魷魚彎曲的幅度，來測量染池的溫度。無法量化溫度，就無法進行系統研究，同時也無法重複驗證。像《大染坊》中，對魷魚測溫度還保密，如果老掌櫃絕後，或者突然離世，掌握溫度的技術如何傳承？溫度對人類文明的影響非常巨大，溫度的量化，以及
能否駕馭更高溫度，反應了一個文明的等級。
《大染坊》劇照
溫度與文明
歷史上我們判斷文明的等級，常常按照冶煉技術的高低來判斷，如果你能把爐子的溫度燒到1000攝氏度，就進入了青銅時代；如果能把爐子的溫度再升高200-300度，就能夠冶煉生鐵，進入鐵器時代；如果溫度再高點，就能夠燒製瓷器，或者玻璃，就進入了工業時代。
人類最早能夠加工的金屬多是軟金屬，比如金和銅，這些金屬幾乎不用加熱，只需要鍛造就能夠製作成想要的形狀。公元前3000年左右，人們發現，只要將這些銅加熱並且加入錫，就能夠產生一種合金青銅，相較於軟銅，這種合金銅更加耐久，而且更加堅硬。
西周青銅器
青銅和錫的比例大概是8:1，如果銅含量高一點，材質比較軟，能夠製造複雜的盔甲。如果加入銅量少一點，材質就比較硬，就可以製造各種劍或者鼎等。羅馬人在這些銅中還加入了銀、金等金屬，所以早期的戰爭，消耗的都是財富，只有貴族和騎士才能上戰場。
公元前1900年，在北非的新月沃土，赫梯人能夠把爐子的溫度加熱到1300度，不但溫度升高了，而且冶煉技術也提高了。地球上絕大多數的鐵礦都是以氧化鐵的方式存在，所以在加熱的過程中，還需要加入氧氣，氧氣和焚燒的木炭產生反應，形成了一氧化碳，一氧化碳繼續加熱之後，能形成二氧化碳，帶走鐵礦石當中的氧分子，排入大氣當中。當爐子溫度來到1500攝氏度的時候，浮渣便會浮在金屬表面，生鐵就形成了。當這些手拿生鐵武器的赫梯人，騎馬進入兩河流域的時候，猶如外星文明降維打擊。
赫梯人
溫度與瓷器
當然掌握瞭如此高的溫度，也能夠製造出陶器，由於早期掌握的溫度比較低，製造出的陶器不但笨重而且不美觀。最重要的是，由於沒有掌握釉彩技術，這時候的陶器，就像我們家裡的花盆，是盛不住水的。
雖然中國瓷器名揚海外，但是上釉技術並不是中國人發明的，是巴比倫人發明的。他們成功將鹽或者蘇打和沙子中的石英混合加熱，只有就產生一種玻璃狀的物質，才能防止水從容器中流出來。
古巴比倫陶器
雖然這些巴比倫人，將富含石英的細沙還有蘇打抹在陶器表面，卻依然造不出釉面，因為他們缺乏高嶺土。於是這些古巴比倫人，將這項技術應用到燒製面磚上，沒有再想著拿它製作瓷器。
後來羅馬人將這些玻璃裝飾在教堂上，彩色的拼接玻璃克服了無法制造大塊玻璃的缺陷，同時還構成了靈動的畫面，為宗教題材故事增加神秘色彩。
古羅馬教堂
其實這些文明沒有發明出瓷器，最主要的原因是沒有高嶺土，這種特殊的礦石，在中國景德鎮儲量卻非常豐富。雖然在美洲也發現了大量的高嶺土，可惜在哥倫布到來之前，這裡還沒有掌握足夠高的溫度。
我們通過瓷器和陶器的斷面就能夠發現它們的區別，陶器由於溫度低，斷面是黏土顆粒，而瓷器斷面非常光滑，和玻璃非常類似，這是爐子燒到1300度以上，才能夠形成細密組織。
瓷器斷面
溫度與玻璃
西歐沒有造出瓷器，可是中國也沒有吹出玻璃器皿。大約在公元前1000年，兩河流域製造出了無色的玻璃。公元前50年，在今天的巴勒斯坦地區，出現了吹制玻璃。公元12世紀，玻璃已經成為一種重要的工業原料。
相比較於西方的玻璃，中國的玻璃主要是鉛鋇玻璃，在混入鉛鋇之後，玻璃的粘性降低，很難適合吹法制作玻璃。相比較於中國，西方的玻璃生產，早早就進入工業化，迅速進入各領域。
吹玻璃圖
進入17世紀，西方因為玻璃的普遍應用，發明了很多測量工具，望遠鏡、顯微鏡、溫度計等等先後問世，隨後還出現了時間的記錄工具-擺鐘。要不是這些測量工具的發明，科學無法進入量化的階段。
也是因玻璃與瓷器的區別，讓中西方科技在此時產生巨大的“分流”。1600年，幾位荷蘭眼鏡師，發明瞭望遠鏡，後世很多人認為望遠鏡是伽利略發明的，其實他是第一個將望遠鏡對準天空的天文學家。之後他觀察到木星居然還有自己的衛星，這打破了多年來，所有行星圍繞地球旋轉的思維範式。這也為十幾年後，哥白尼的日心說打下了基礎。
列文·胡克顯微鏡
1665年，列文·胡克用自己磨製的鏡片，製作出了第一臺顯微鏡，並且出版了《顯微圖集》，整個歐洲一時洛陽紙貴。在他的這本書當中，人們第一次看見了蒼蠅的眼睛，跳蚤的解剖圖，甚至還有軟木塞的結構等。歐洲第一次開始出現了“細胞”，微生物學開始發展起來。
1594年，伽利略讀到一本《氣體力學》的書籍，其中認為氣體的膨脹與收縮和溫度呈現正相關的關係。於是他做了一個“溫度計”，通過加熱密閉容器當中的空氣，推動水位上升。之後人們嘗試各種液體，比如酒精，亞麻籽油等，直至1700年，人們才開始使用液體汞。後來人們將冰塊的熔點以及水的沸點定義為溫度的0攝氏度和100攝氏度。
氣體溫度計
瞭解到溫度以後有什麼用？
量化溫度以後有什麼用呢？熱能只是能量的一種形式，如果是一個封閉的系統內部，能量各種形式的轉換是守恆的，這也被稱為熱力學第一定律。可是當人們造出蒸汽機的時候，卻發現鍋爐吸收的熱量，和冷凝器排放的熱量，並不相等，兩者的差就是蒸汽機的功。
之後焦耳還發現電流也能夠產生熱能，除此之外，他還用了一個裝置，當重物下降的時候，攪動杯子中的液體，然後用溫度計精確計算產生了多少熱能，之後人們嘗試各種方式產生熱能。可是人們發現，機械能能夠100%轉化為熱能，可是熱能卻無法100%轉化為機械能，其他形式的能量轉換也呈相同狀態。
瓦特蒸汽機
為了探究熱能和其他能量的關係，以及它是通過什麼途徑傳播，它和溫度是什麼關係，於是誕生了熱力學。人們不希望用模糊的概念來研究熱能，而發展出了熱力學三大定律。
除了能量守恆，人們還認為分子之間總體走向無序，也就是熵，但是當物體到達絕對零度的時候，無序的運動才會停止。這也導致了熱量從熱的地方向冷的地方流動，而不可能相反。
格陵蘭島冰塊屋
所以如果不想讓我們的人體處於“停止”的狀態，就要時刻保持著身體的溫度，如果想讓我們的大腦一直保持著思考，也必須在37攝氏度左右。在這個星球上，無論是男人還是女人，無論你生活在非洲赤道地區，還是在北歐的格陵蘭島，我們的溫度都是在37攝氏度左右。
哺乳動物也大都在37攝氏度左右，是不是有一種無形的力量，把我們的溫度都控制在37攝氏度？哺乳動物的大腦就像一臺精密的儀器，只有在恆溫的狀態下才能夠產生各種複雜的化學反應，也只有恆溫下，才會有無數的信號在神經細胞之間傳遞與接收，所有的一些都依賴於恆定的溫度。
那為什麼是37攝氏度呢？這是長期進化博弈的結果，體溫過高意味著更高的代謝速率，雖然我們的動作更為敏捷，但是我們的消耗的能量也更多。其實高溫對身體是有各種好處的，比如我們感染之後，會讓自己的溫度升高，會殺死大部分的病菌。
量化溫度不但能夠讓我們更加了解自己的身體，同時還讓我們更加了解宇宙。我們宇宙成為今天的樣子，一切都取決於大爆炸之初的三分鐘。在宇宙大爆炸的0.01秒，宇宙的溫度高達1000億攝氏度。此時宇宙就像一鍋湯，鍋湯當中只有質子和中子，各佔50%，而且質子和中子之間可以互相轉化。
宇宙大爆炸14秒之後，宇宙溫度由1000億度迅速下降到30億度，而質子和中子的比例也相應變成了5:1的比例。因為中子的β衰變，逐漸讓它衰變成了質子，如果沒有快速形成原子核，我們整個宇宙可能只有質子，那麼我們的化學週期表將是空的了。在大約3分46秒的時候，宇宙溫度降低到9億度，此時質子和中子形成了穩定的原子核，全宇宙質子與中子構成7:1比例，宇宙在此刻定型。
巨大的恆星就像一個大型的鍛造爐，把宇宙當中氫和氦打造成不同的元素。在這些恆星當中，從氦變成碳，碳變成氧，氧變成硅，只要恆星的溫度越高，越有可能鍛造出元素週期表靠後的元素。如果我們的太陽核心溫度不夠，它會變成紅矮星或者白矮星。
宇宙大爆炸在3分46秒，溫度達到9億度的時候定型，人類如果想要探索宇宙更深層的秘密，掌握更高階的技術，對溫度的控制是必不可少的。人類對溫度的認知與掌握，不僅僅是文明程度的象徵，同時也是探索人體，探索宇宙的必要工具。
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