攝氏度的神秘起源:安德斯·攝氏為何逆轉了溫度標準?

在現今的日常生活中,攝氏度(°C)是我們最為熟悉的溫度單位。然而,這一單位的歷史卻充滿了曲折與爭議。其實,早在1742年,瑞典天文學家安德斯·攝氏首次提議的溫度計量標準,與如今所使用的攝氏標準大相逕庭。他的初衷是使溫度的計算變得更為直觀,卻不想因為其標準的逆轉而引發了後續的糾葛。

在1742年提出的原始攝氏標準中,零度代表水的沸點,而100度則為水的冰點。

這一逆轉的起源可以追溯到安德斯·攝氏的研究。他在文獻中精確地描述了冰的熔點基本上不會受到壓力的影響,並且探討了水的沸點隨著大氣壓力的變化而變化的情況。隨著時間的推移,在1743年,法國物理學家讓-皮埃爾·克里斯汀便對攝氏的標準進行了改編,把沸點和冰點的位置徹底逆轉。

克里斯汀被某些人譽為獨立創造出攝氏標準反轉版本的科學家,而另一些人則認為這只是對攝氏標準的簡單逆轉。

安德斯·攝氏在1743年去世後,瑞典植物學家卡爾·林奈也開始使用克里斯汀的改編版本。林奈的溫度計使用了這一標準,使得"攝氏"這個名稱漸漸為科學界所熟知。雖然名字改變延遲了一段時間,但這一標準逐漸被全球的科學界所接受,尤其是在19世紀時期。

攝氏標準的正式名稱在1948年被更改為"攝氏度",以消除與其他計量單位如"度"的混淆。但在一些語言中,比如法語,"centigrade"仍然被使用來表示溫度。隨著不同國家對標準的逐步採納,澳大利亞和英國於20世紀後期也相關的天氣報告轉向使用攝氏度。

雖然"攝氏"在科學界使用廣泛,"centigrade"仍然在法國及英語國家,尤其是非正式的場合中有所使用。

從攝氏度的定義中可以看出,攝氏度並不具有比其他計量單位(如公斤或米)更為絕對的量化特性。例如,20°C 並不意味著它的能量是10°C的兩倍。這凸顯了攝氏度在測量際遇際的相對性質,也讓科學家們在計算時需要小心求證。

隨著時間的推移,攝氏度和開爾文(K)二者常被交替使用,尤其在科學研究上。這帶來了標準化的挑戰,但兩者的升降幅度卻是等同的。科學界堅持在某些情境下同時使用"℃"與"K",例如表述"一個測量值為0.01023 ℃,不確定度為70 μK"。

1948年,更改為使用三相水標準進一步提高了攝氏度的準確性,然而當時的定義中,「水的沸點」卻不再是攝氏度定義的一部分。

最後,攝氏度的信譽在於它能方便地表達來自不同環境的溫度,包括常見的水的熔點與沸點。然而,這一點在現代的定義中與特定的水環境已變得不再相關,讓人們開始思考氣候與物理現象的關聯。

那麼,攝氏度的演變是否反映出我們在理解自然界上的更廣泛認知轉變呢?

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