摄氏度的神秘起源:安德斯·摄氏为何逆转了温度标准?

在现今的日常生活中,摄氏度(°C)是我们最为熟悉的温度单位。然而,这一单位的历史却充满了曲折与争议。其实,早在1742年,瑞典天文学家安德斯·摄氏首次提议的温度计量标准,与如今所使用的摄氏标准大相径庭。他的初衷是使温度的计算变得更为直观,却不想因为其标准的逆转而引发了后续的纠葛。

在1742年提出的原始摄氏标准中,零度代表水的沸点,而100度则为水的冰点。

这一逆转的起源可以追溯到安德斯·摄氏的研究。他在文献中精确地描述了冰的熔点基本上不会受到压力的影响,并且探讨了水的沸点随着大气压力的变化而变化的情况。随着时间的推移,在1743年,法国物理学家让-皮埃尔·克里斯汀便对摄氏的标准进行了改编,把沸点和冰点的位置彻底逆转。

克里斯汀被某些人誉为独立创造出摄氏标准反转版本的科学家,而另一些人则认为这只是对摄氏标准的简单逆转。

安德斯·摄氏在1743年去世后,瑞典植物学家卡尔·林奈也开始使用克里斯汀的改编版本。林奈的温度计使用了这一标准,使得"摄氏"这个名称渐渐为科学界所熟知。虽然名字改变延迟了一段时间,但这一标准逐渐被全球的科学界所接受,尤其是在19世纪时期。

摄氏标准的正式名称在1948年被更改为"摄氏度",以消除与其他计量单位如"度"的混淆。但在一些语言中,比如法语,"centigrade"仍然被使用来表示温度。随着不同国家对标准的逐步采纳,澳大利亚和英国于20世纪后期也相关的天气报告转向使用摄氏度。

虽然"摄氏"在科学界使用广泛,"centigrade"仍然在法国及英语国家,尤其是非正式的场合中有所使用。

从摄氏度的定义中可以看出,摄氏度并不具有比其他计量单位(如公斤或米)更为绝对的量化特性。例如,20°C 并不意味着它的能量是10°C的两倍。这凸显了摄氏度在测量际遇际的相对性质,也让科学家们在计算时需要小心求证。

随着时间的推移,摄氏度和开尔文(K)二者常被交替使用,尤其在科学研究上。这带来了标准化的挑战,但两者的升降幅度却是等同的。科学界坚持在某些情境下同时使用"℃"与"K",例如表述"一个测量值为0.01023 ℃,不确定度为70 μK"。

1948年,更改为使用三相水标准进一步提高了摄氏度的准确性,然而当时的定义中,「水的沸点」却不再是摄氏度定义的一部分。

最后,摄氏度的信誉在于它能方便地表达来自不同环境的温度,包括常见的水的熔点与沸点。然而,这一点在现代的定义中与特定的水环境已变得不再相关,让人们开始思考气候与物理现象的关联。

那么,摄氏度的演变是否反映出我们在理解自然界上的更广泛认知转变呢?

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