Dla większości z nas temperatura 25 stopni to krótki rękaw, słońce na twarzy i myśl: „wreszcie”. Tymczasem w Stanach Zjednoczonych taka prognoza wywołałaby raczej nerwowe poszukiwania czapki i rękawiczek. Wszystko przez to, że Amerykanie mierzą temperaturę w stopniach Fahrenheita, a nie Celsjusza. I tak 25°F to w przybliżeniu −4°C. Skąd wziął się ten podział i dlaczego świat do dziś nie potrafi dogadać się w sprawie temperatury?
Zanim było „ciepło” i „zimno” w liczbach
Cofnijmy się o około trzysta lat, do przełomu XVII i XVIII wieku. Termometry już istniały i wykorzystywały prostą zasadę fizyczną: substancje, takie jak powietrze, alkohol czy rtęć zmieniają objętość pod wpływem temperatury. Problem polegał na tym, że każdy mierzył „po swojemu”. Jeden termometr pokazywał „więcej”, drugi „mniej”, ale nikt nie był w stanie powiedzieć, o ile dokładnie.
Brakowało wspólnej skali, czyli zestawu umownych punktów odniesienia, dzięki którym pomiar dałoby się powtórzyć w innym miejscu i czasie. Bez tego nie było mowy ani o porównaniach, ani o poważniejszej nauce.
Fahrenheit: precyzja zamiast elegancji
Przełom nastąpił w 1724 roku, gdy Daniel Gabriel Fahrenheit, uczony pochodzący z Gdańska, zaproponował własną skalę temperatury. Jej fundamentem nie była estetyka liczb, lecz powtarzalność pomiarów.
Zero stopni Fahrenheit ustalił jako najniższą temperaturę, jaką potrafił uzyskać w laboratorium, wykorzystując mieszaninę lodu, wody i soli. Kolejnym punktem odniesienia była temperatura ludzkiego ciała, którą umownie określił jako 100 stopni (dziś wiemy, że to około 98,6°F). Woda zamarzała przy 32°F, a wrzała przy 212°F.
Z dzisiejszej perspektywy te liczby mogą wydawać się przypadkowe, ale w XVIII wieku liczyło się coś innego: termometry Fahrenheita były jednymi z najdokładniejszych dostępnych instrumentów. A skoro działały dobrze, skala szybko zdobyła popularność.
Celsius i prostota wody
Kilka lat później pojawiła się konkurencja. W 1742 roku szwedzki astronom Anders Celsius zaproponował skalę opartą na zjawiskach znanych każdemu: zamarzaniu i wrzeniu wody przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym.
Co ciekawe, pierwotnie było „na odwrót” niż dziś: 0° oznaczało wrzenie, a 100° zamarzanie. Dopiero po śmierci Celsjusza skala została odwrócona do formy używanej obecnie. Najczęściej przypisuje się to Carl von Linné (Linneuszowi) lub kręgowi szwedzkich uczonych, którzy uznali, że rosnąca temperatura „w górę skali” będzie po prostu wygodniejsza w codziennym użyciu.
I rzeczywiście była. Skala Celsjusza okazała się intuicyjna, łatwa do zapamiętania i bliska codziennym doświadczeniom.
Dlaczego świat się nie dogadał
Skala Fahrenheita szybko przyjęła się w Anglii, a później w krajach Imperium Brytyjskiego. Europa kontynentalna postawiła natomiast na Celsjusza. Gdy w XX wieku zaczęto standaryzować jednostki miar, większość państw uznała, że prostsza skala wygrywa.
Brytyjczycy zaczęli oficjalnie przechodzić na stopnie Celsjusza w 1961 roku, m.in. w prognozach pogody. Skala Fahrenheita jednak przetrwała w użyciu potocznym i do dziś funkcjonuje w Stanach Zjednoczonych oraz w kilku krajach i terytoriach, takich jak Bahamy, Kajmany czy Belize. Reszta świata doszła do wniosku, że po co komplikować sobie życie.
Nie tylko Celsjusz i Fahrenheit
Po drodze istniały też inne skale. Dość popularna była skala Réaumura, w której woda zamarzała przy 0°, a wrzała przy 80°. Dziś spotyka się ją głównie w starych tekstach i historycznych opisach klimatu.
W nauce i technice kluczową rolę odgrywa natomiast skala Kelvina. Jest to skala absolutna, w której zero oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę – tzw. zero absolutne. Wynosi ono 0 K, czyli −273,15°C. To punkt, w którym ustaje ruch cieplny cząstek, a fizyka wchodzi na bardzo cienki lód teorii kwantowej.
Ciepło, zimno i wspólny język Ziemi
Spór o stopnie to w gruncie rzeczy opowieść o porządkowaniu świata. Temperatura, tak oczywista w codziennym doświadczeniu, przez wieki była nieuchwytna i nieporównywalna. Dopiero dzięki standaryzacji mogliśmy zacząć mówić jednym językiem – czy to o klimacie, procesach geologicznych, czy o warunkach panujących we wnętrzu Ziemi.
A jeśli następnym razem zobaczysz w amerykańskiej prognozie 25 stopni i pomyślisz „idealna pogoda”, pamiętaj: to tylko kwestia skali.
