Unt topit, ciuperci otrăvitoare și fascinanta poveste a unei invenții istorice: termometrul

Ne măsurăm frecvent temperatura în pandemie. Pretutindeni, de la cabinete medicale la baruri și restaurante, ea ne poate fi controlată ca o condiție pentru acces. Iar povestea originii termometrului, dispozitivul nelipsit în viețile noastre, este spusă de prestigioasa revistă Time.

La începutul secolului al 17-lea, în timpul Revoluției Științifice, când frontierele cunoașterii erau marcate cu noi căi de cuantificare a fenomenelor naturale, Galileo Galilei elabora noi metode, inovative și empirice, în astronomie, fizică și inginerie. El a condus omenirea și spre o realizare mai puțin cunoscută, dar esențială: posibilitatea măsurării căldurii.

La acea vreme, o mulțime de dispozitive de măsurare și unități de măsură erau inventate, conducând în cele din urmă la standardele actuale. Galileo este creditat cu invenția termoscopului, un dispozitiv pentru măsurarea căldurii. Dar nu era un termometru. Nu putea să măsoare din cauză că nu avea scară.

Pe la 1612, un venețian cu un nume atât de frumos că-l folosea de două ori, Santorio Santorio, a adus îmbunătățiri importante termoscopului. El este creditat cu adăugarea unei scări – un avans la fel de fundamental ca și însăși inventarea dispozitivului.

Primele termoscoape constau într-un tub vertical de sticlă cu o bulă în vârf și baza scufundată într-un vas cu un lichid ca apa, care urca în coloană. Când creștea temperatura aerului din bulă, presiunea schimba înălțimea coloanei de apă. Scrierile lui Santorio arată că stabilea maximul încălzind bula cu flacăra unei lumânări, iar minimul prin contact cu zăpadă în topire.

S-ar putea ca el să fi fost primul care a introdus termometrul în medicină, ca dispozitiv de comparare obiectivă a temperaturii corpurilor. Pacientul fie ținea bula în mâini, fie respira spre ea.

După 1650 a survenit un alt mare pas înainte când Ferdinando II De Medici, mare duce de Toscana, a adus modificări esențiale termoscopului. De Medici este citat ca fiind primul care a creat un design închis, neinfluențat de presiunea aerului. Termoscopul său era un tub vertical de sticlă umplut cu „spiritul vinului” – vin distilat – în care bule de sticlă cu aer la diferite presiuni urcau și coborau la variațiile temperaturii. Era atât de pasionat încât a fondat în 1657 Academia del Cimento, unde cercetători explorau forme diferite de termoscoape, inclusiv unele ornamentale cu coloane cilindrice în spirală. Îmbunătățirile în formă și funcționare au creat o cerere crescândă în ultimii 50 de ani ai secolului pentru „termoscoapele florentine”.

Dar chiar și cu o funcționalitate îmbunătățită, măsurătorile corecte ale temperaturii erau încă departe. Nu exista un standard acceptat pentru calibrare. Căile pe care oamenii încercau să stabilească puncte de referință erau ridicol de arbitrare: punctul de topire a untului, temperatura internă a animalelor, temperatura pivniții observatorului de la Paris, cea mai caldă sau cea mai rece zi în diferite orașe, sau „jarul de cărbuni în focul de la bucătărie”. Nu existau două termometre care să arate aceeași temperatură. Era un haos.

Apare astronomul danez Olaus Rømer, cu o invenție care a schimbat termometrul pentru totdeauna. În 1701 a avut ideea de a calibra o scară relativ la ceva mult mai accesibil: punctele de îngheț și de fierbere ale apei. Similar cu minutele dintr-o oră, intervalul dintre cele două puncte putea fi divizat în 60 de grade. Deși ar fi putut face asta și să fie foarte bine, nu a ajuns acolo. Din păcate, pentru că a utilizat inițial saramură înghețată pentru punctul minim de calibrare, măsurarea lui a punctului de îngheț al apei era de 7,5 grade, nu zero. Cunoscută azi ca scara Rømer, are doar importanță istorică și nu este utilizată.

Interesul pentru termoscoape continua să crească în Europa, iar un tânăr negustor a descoperit că instrumentele erau o marfă tot mai căutată. Le-a mai găsit și cu totul fascinante. Numele lui era Daniel Gabriel Fahrenheit. Deși probabil nu sunteți surprinși auzindu-i numele, povestea lui este cu adevărat remarcabilă.

Fahrenheit s-a născut în Polonia, la Danzig (azi Gdansk) într-o familie de negustori de succes. În 1701, când el avea doar 12 ani, ambii părinți au avut o soartă crudă: au murit după ce au mâncat ciuperci otrăvitoare. Împreună cu frații și surorile, a fost luat în grijă și încredințat unui negustor ca ucenic. Dar tânărul Daniel nu era atras de profesie. Era mai interesat de știință și prelucrarea sticlei (veți vedea unde va duce). Chemarea lui era să studieze și proiecteze termometre și barometre. Dar, practicând neîncetat aceste activități, a acumulat datorii pe care nu le putea onora.

Deși Fahrenheit avea dreptul la o moștenire de la părinți, nu o putea folosi pentru plata datoriei. Noii lui tutori erau responsabili cu asta. Soluția lor: să-l trimită ca lucrător naval pe vasele Companiei Olandeze a Indiilor de Est ca să câștige bani și să-și plătească datoriile. Fahrenheit a scăpat de această soartă fugind din țară. Trebuia să aștepte până la vârsta de 24 de ani, când ar fi avut dreptul la moștenire ca să satisfacă obligațiile financiare. Așa că a preumblat prin Germania, Danemarca și Suedia, continuând să-și urmeze dragostea pentru știință.

În cele din urmă, drumul lui s-a intersectat cu al lui Rømer la Amsterdam. Colaborarea lor a dat primul termometru cu argint viu (mercur), care avea precizie mai mare decât predecesoarele. Iar în cele din urmă a fost capabil să producă mai multe termometre cu citiri identice datorită proiectului mai bun cu mercur.

Cererea de termometre era în creștere, iar Fahrenheit era în cea mai bună poziție ca să dezvolte scara de măsurare omonimă. S-a bazat pe cea a lui Rømer, dar a calibrat punctul zero ca temperatură de îngheț a unei soluții de saramură cuprinzând părți egale de apă, sare și gheață – substanțe accesibile tuturor. A aflat că suprafața unei soluții din părți egale de apă și gheață îngheață la 32 de grade, care a devenit cunoscutul „punct de îngheț” pe scara Fahrenheit. Cu încă două salturi de 32 – adică 96 de grade – scara dă ceea ce Fahrenheit a măsurat ca temperatură a corpului uman, punându-și termometrul sub braț. Totul s-a potrivit bine, instrumentul a prins și a adus prima scară standard de măsurare a temperaturii.

Fiind un număr arbitrar ca bază de pornire, nu e de mirare că 32 a devenit subiect pentru teorii ale conspirației. Au existat zvonuri că Fahrenheit era mason activ și și-a bazat scara pe „cele 32 de grade de iluminare” ale unor rituri francmasonice. Dar nu există înregistrări oficiale ale apartenenței lui la masonerie.

Scara Fahrenheit cu creșterile de câte 32 de grade între punctul de îngheț al mixturii de saramură și temperatura (aproape corectă) a corpului omenesc nu pare a fi arbitrară în sine. Ciudățenia ei a început să apară doar pe măsură ce lumea a început să adopte sistemul metric.

Beneficiile scării metrice și aplicațile ei în diverse domenii – distanță, volum, masă, electricitate – au făcut ca tot mai multe colonii să o adopte ca standard pentru comerț. Deoarece integra sistemul numeric universal în unități de câte zece, cunoscuta „bază zece”, era intuitivă și ușor de folosit. La jumătatea secolului trecut, sistemul metric domina globul.

Cu adoptarea universală a sistemului metric, sistemul Fahrenheit a fost succedat de scara de măsurare inventată de astronomul suedez Anders Celsius în 1742. El a calibrat mai precis procesul, utilizând simplu punctele de îngheț și de fierbere ale apei la nivelul mării – fără mixtură salină necesitând măsurări proprii, à la Fahrenheit. Totuși, pe scara lui, 100 de grade erau punctul de îngheț. Mai degrabă decât Celsius, cel care cam în același timp cu inovația acestuia a conceput un aranjament similar, dar cu 100 ca punct de fierbere (actuala scară Celsius) a fost fizicianul, matematicianul, astronomul și muzicianul francez Jean-Pierre Christin.