Od odwróconej skali do międzynarodowego standardu.

Ludzkość od zawsze odczuwała ciepło i zimno, jednak przez wieki pojęcia te miały charakter subiektywny. To, co dla jednej osoby było „gorące”, dla innej mogło być zaledwie „ciepłe”. Przełom w obiektywnym pomiarze temperatury nastąpił na przełomie XVI i XVII wieku, a historia powstania skali, z której dzisiaj korzystamy na co dzień, kryje w sobie zaskakujący zwrot akcji.

Pierwsze próby: Termoskop Galileusza

Za pierwszego konstruktora przyrządu do mierzenia temperatury uważa się Galileusza, który pod koniec XVI wieku zbudował tzw. termoskop. Urządzenie składało się ze szklanej rurki zanurzonej w naczyniu z wodą. Gdy powietrze w rurce nagrzewało się lub chłodziło, poziom wody wewnątrz rurki zmieniał się. Termoskop nie miał jednak żadnej numerycznej skali i reagował nie tylko na temperaturę, ale również na zmiany ciśnienia atmosferycznego.

Dopiero w XVII wieku włoski lekarz Santorio Santorio dodał do termoskopu podziałkę, używając do jej kalibracji temperatury topnienia lodu oraz płomienia świecy. Były to jednak pomiary bardzo niedokładne.

Era precyzji: Fahrenheit i rtęć

Prawdziwy przełom w termometrii nastąpił w 1724 roku za sprawą urodzonego w Gdańsku fizyka Daniela Gabriela Fahrenheita. Udoskonalił on konstrukcję termometru, zastępując powszechnie stosowany alkohol rtęcią, co zapewniło znacznie wyższą dokładność.

Fahrenheit stworzył też własną skalę:

• 0°F stanowiła najniższa temperatura, jaką zdołał uzyskać w laboratorium (za pomocą mieszaniny lodu, wody i soli),

• 32°F stała się punktem zamarzania wody,

• 96°F miała odpowiadać temperaturze ludzkiego ciała (później skorygowana do 98,6°F).

Skala Fahrenheita zyskała ogromną popularność w świecie anglosaskim i do dziś jest powszechnie stosowana m.in. w Stanach Zjednoczonych.

Pomysł Andersa Celsjusza i skala „do góry nogami”

W 1742 roku szwedzki astronom Anders Celsjusz zaprezentował przed Królewską Szwedzką Akademią Nauk własną propozycję skali sto-stopniowej (tzw. skali centygradalnej). Opierała się ona na dwóch stałych i łatwych do odtworzenia punktach odniesienia przy ciśnieniu standardowym: temperaturze zamarzania i wrzenia wody.

Co ciekawe, oryginalna skala Celsjusza była stworzona odwrotnie do znanej nam dzisiaj:

• 0° oznaczało punkt wrzenia wody,

• 100° oznaczało punkt zamarzania wody.

Według Celsjusza takie podejście miało zaletę praktyczną w szwedzkim klimacie — unikano konieczności używania wartości ujemnych podczas zimowych mrozów. Im było zimniej, tym wartość na termometrze była wyższa.

Kto odwrócił skalę?

Skala w kształcie Zaproponowanym przez Celsjusza była mało intuicyjna dla codziennego użytku. Krótko po śmierci naukowca w 1744 roku podjęto decyzję o jej odwróceniu, tak aby 0° oznaczało krzepnięcie wody, a 100° jej wrzenie. O to, kto pierwszy wpadł na ten pomysł, spierano się przez lata — wśród zasłużonych wymieniano m.in. słynnego botanika Karola Linneusza oraz fizyka Martina Strömera.

Ostatecznie to odwrócona wersja stała się światowym standardem. W 1948 roku IX Międzynarodowa Konferencja Miar i Wag formalnie zastąpiła dotychczasową nazwę „skala centygradalna” (ang. centigrade) nazwą skala Celsjusza, honorując w ten sposób jej twórcę.

Dzisiejsze znaczenie

Współcześnie stopień Celsjusza jest jednostką pochodną w układzie SI, ściśle powiązaną ze skalą Kelvina (zaproponowaną w XIX wieku przez Lorda Kelvina na podstawie praw termodynamiki). Zero w skali Kelvina to zero absolutne (najniższa możliwa temperatura w fizyce), co odpowiada dokładnie -273,15°C.

Dzięki swojej prostocie i oparciu na fizycznych właściwościach wody, skala Celsjusza pozostaje najpopularniejszym systemem pomiaru temperatury na świecie.