Butter schmelzen, giftige Pilze und die seltsame Geschichte der Erfindung des Thermometers

Die Temperaturmessung ist während der COVID-19-Pandemie zu einem festen Bestandteil des täglichen Lebens geworden. Überall, von Arztpraxen bis zu Bars, ist das Testen auf hohe Körpertemperaturen eine Vorsichtsmaßnahme, die viele öffentliche Einrichtungen jetzt treffen, wenn Menschen die Räumlichkeiten betreten. Hier ist die Entstehungsgeschichte des Tools, das uns seit Beginn der Krise nervös gemacht hat.

Im frühen 17.Jahrhundert, während der wissenschaftlichen Revolution, als die Grenzen der Entdeckung durch neue Wege zur Quantifizierung von Naturphänomenen gekennzeichnet waren, entwickelte Galileo Galilei neue, innovative und empirisch fundierte Methoden in Astronomie, Physik und Ingenieurwesen. Er brachte die Menschheit auch dazu, einen weniger bekannten, aber entscheidenden Fortschritt zu machen: die Fähigkeit, Wärme zu messen.

In dieser Zeit wurden eine Vielzahl von Messgeräten und Maßeinheiten erfunden, die schließlich die Standardeinheiten schmiedeten, die wir heute haben. Galileo wird die Erfindung des Thermoskops zugeschrieben, ein Gerät zur Messung von Wärme. Aber es ist nicht dasselbe wie ein Thermometer. Es konnte die Temperatur nicht messen, weil es keine Skala hatte.

Um 1612 machte der venezianische Gelehrte Santorio Santorio mit einem Namen, der so schön war, dass er ihn zweimal verwendete, entscheidende konzeptionelle Fortschritte beim Thermoskop. Ihm wird das Hinzufügen einer Skala zugeschrieben — ein Fortschritt, der so grundlegend ist wie die Erfindung des Geräts selbst. Die frühen Thermoskope bestanden im Wesentlichen aus einem vertikal ausgerichteten Glasrohr mit einer Glühbirne oben und einer Basis, die in einem Flüssigkeitspool wie Wasser aufgehängt war, das lief eine Länge der Säule hinauf. Als die Temperatur der Luft in der Glühbirne zunahm, änderte ihre Ausdehnung die Höhe der Flüssigkeit in der Säule. Santorios Schriften weisen darauf hin, dass er das Maximum durch Erhitzen der Glühbirne des Thermoskops mit einer Kerzenflamme und das Minimum durch Berühren mit schmelzendem Schnee festlegte.

Möglicherweise war er sogar der erste, der das Thermometer auf dem Gebiet der Medizin als Gerät zum objektiven Vergleich der Körpertemperatur einsetzte. Um eine Messung durchzuführen, würde der Patient entweder die Glühbirne mit der Hand halten oder darauf atmen.

In den 1650er Jahren kam es zu einem weiteren Durchbruch, als Ferdinando II de’Medici, Großherzog der Toskana, wichtige Designänderungen am alten Thermoskop vornahm. De’Medici gilt als der erste, der ein abgedichtetes Design entwickelt hat, das nicht vom Luftdruck beeinflusst wird. Sein Thermoskop bestand aus einem vertikalen Glasrohr, das mit „Weingeist“ — destilliertem Wein — gefüllt war, in dem Glasblasen mit unterschiedlichem Luftdruck mit Temperaturänderungen auf- und abstiegen. Er interessierte sich so sehr für die Wärmemessung, dass er 1657 eine private Akademie, die Accademia del Cimento, gründete, an der Forscher verschiedene Formen und Formen für ihre Thermoskope erforschten, darunter kunstvoll aussehende Designs mit spiralförmigen zylindrischen Säulen. Aufgrund der Verbesserungen in Form und Funktion der Instrumente, Ihre Nachfrage wuchs im letzten stetig 50 Jahre des 17.“

Doch selbst mit dieser verbesserten Funktionalität hatte die genaue Temperaturmessung noch einen weiten Weg vor sich. Es gab noch keinen akzeptierten Standard für die Kalibrierung. Die Art und Weise, wie Menschen versuchten, einen Bezugspunkt zu finden, war lächerlich willkürlich; sie verwendeten so weitreichende Standards wie den Schmelzpunkt von Butter, die Innentemperatur von Tieren, die Kellertemperatur des Pariser Observatoriums, den wärmsten oder kältesten Tag des Jahres in verschiedenen Städten und „glühende Kohlen im Küchenfeuer.“ Keine zwei Thermometer haben die gleiche Temperatur gemessen. Es war ein Durcheinander.

Geben Sie den dänischen Astronomen Olaus Rømer ein, der eine Innovation ankündigte, die die Thermometrie für immer verändern würde. 1701 hatte er die Idee, eine Skala relativ zu etwas viel Zugänglicherem zu kalibrieren: dem Gefrier- und Siedepunkt von Wasser. Ähnlich wie wir Minuten innerhalb einer Stunde messen, könnte der Bereich zwischen diesen Punkten in 60 Grad unterteilt werden. Obwohl er das hätte tun können, und es wäre großartig gewesen, ist er nicht ganz dorthin gekommen. Unbeholfen, da er ursprünglich gefrorene Sole als unteren Kalibrierpunkt verwendet hatte, erfolgte seine Messung des Gefrierpunkts von Wasser bei 7,5 Grad, nicht bei Null. Heute als Rømer-Skala bekannt, hat sie historische Bedeutung, wird aber formal nicht verwendet.

Als das Interesse an Thermoskopen in ganz Europa weiter zunahm, entdeckte ein junger Kaufmann, dass die Instrumente zu einem immer beliebteren Handelsgut wurden. Er fand sie auch äußerst faszinierend. Sein Name war Daniel Gabriel Fahrenheit. Obwohl Sie wahrscheinlich nicht überrascht sind, dass sein Name hier auftaucht, ist seine Geschichte ziemlich bemerkenswert.

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Fahrenheit wurde in Danzig, Polen (heute Gdańsk), in eine erfolgreiche Handelsfamilie geboren. Im Jahr 1701, als Fahrenheit erst 12 Jahre alt war, trafen sowohl sein Vater als auch seine Mutter ein obskures Schicksal: Sie starben am Verzehr giftiger Pilze. Zusammen mit seinen Geschwistern wurde er von neuen Erziehungsberechtigten aufgenommen und zu einer Kaufmannslehre ernannt. Der junge Daniel kümmerte sich jedoch nicht viel um den Beruf. Er interessierte sich mehr für Wissenschaft und Glasbläserei (Sie können sehen, wohin das geht). Das Studium, Erstellen und Entwerfen von Thermometern und Barometern wurde zu seiner Berufung. Aber in seinem unerbittlichen Streben nach diesen Aktivitäten sammelte er Schulden an, die er nicht decken konnte.

Obwohl Fahrenheit Anspruch auf ein Erbe seiner Eltern hatte, konnte er es noch nicht zur Begleichung der Schulden verwenden. Stattdessen wurden seine neuen Wächter dafür verantwortlich gemacht. Ihre Lösung: Ernennen Sie ihn als Seefahrtsarbeiter für die Niederländisch-Ostindien-Kompanie, damit er das Geld verdienen kann, um sie zurückzuzahlen. Fahrenheit entkam seinem Schicksal, indem er aus dem Land floh. Er musste die Jahre abwarten, bis er 24 war, wenn er Anspruch auf sein Erbe hätte und in der Lage wäre, seine finanziellen Verpflichtungen zu erfüllen. So wanderte er 12 Jahre lang durch Deutschland, Dänemark und Schweden, während er seiner Liebe zur Wissenschaft nachging.

Schließlich kreuzte sich sein Weg mit dem von Rømer in Amsterdam. Ihre Zusammenarbeit brachte das erste Quecksilberthermometer hervor, das eine höhere Genauigkeit und Präzision als seine Vorgänger bot. Und schließlich konnte er mehrere Thermometer herstellen, die aufgrund des verbesserten Designs mit Quecksilber konsistente Messwerte lieferten.

Mit der steigenden Nachfrage nach Thermometern war Fahrenheit in der perfekten Position, um seine gleichnamige Skala zu entwickeln. Er basierte es auf Rømers, kalibrierte aber den Nullpunkt auf die Gefriertemperatur einer Salzlösung, die aus einer gleichen Mischung von Wasser, Salz und Eis besteht — Substanzen, die für alle zugänglich sind. Er fand heraus, dass die Oberfläche einer Lösung aus gleichen Teilen Wasser und Eis bei 32 Grad gefror, was heute der allgemein bekannte „Gefrierpunkt“ in der Fahrenheit-Skala ist. Mit zwei weiteren Schritten von 32—das heißt, 96 Grad-die Skala abgestimmt, was Fahrenheit als die Temperatur des menschlichen Körpers gemessen, wie durch Platzierung des Thermometers unter seiner Achselhöhle kalibriert. Alles passte gut zusammen, und so setzte sich das Messgerät durch und wurde schließlich zur ersten Standardskala der Temperatur.

Da 32 eine scheinbar willkürliche Zahl für die Basis des Thermometers ist, ist es vielleicht nicht ganz überraschend, dass seine Wahl als Futter für Verschwörungstheoretiker gedient hat. Es gab Gerüchte, dass Fahrenheit ein aktiver Freimaurer war und den Ausgangspunkt seiner Skala auf die „32 Grad der Erleuchtung“ stützte, die einigen Riten der Freimaurerei entsprechen. Es gibt jedoch keine offiziellen Aufzeichnungen über seine Mitgliedschaft in den Freimaurern.

Wenn man die Sensibilität betrachtet, die Fahrenheit tatsächlich hervorbringt, um die Skala in 32-Grad-Schritten zwischen dem Einfrieren des Solemischs und seiner (fast genauen) Messung der menschlichen Körpertemperatur zu markieren, erscheint das Messgerät nicht so willkürlich. Seine Seltsamkeit wurde erst hervorgehoben, nachdem die Welt begann, das metrische System zu übernehmen.

Die Bequemlichkeit der metrischen Skala und ihre Anwendung auf eine Vielzahl von Messungen — Entfernung, Volumen, Masse, Elektrizität — führten dazu, dass immer mehr Kolonien sie als Handelsstandard annahmen. Da es in das universelle numerische System in Zehnereinheiten integriert war, das allgemein als „Basis-Zehn“ bekannt ist, war es intuitiv und erleichterte die Berechnungen. Mitte des 20.Jahrhunderts dominierte das metrische System den Globus.

Nach der weltweiten Einführung der metrischen Skala wurde das Fahrenheit-System durch die Skala ersetzt, die 1742 vom schwedischen Astronomen Anders Celsius erfunden wurde. Er machte den Kalibrierungsprozess genauer, indem er einfach den Gefrier— und Siedepunkt von Wasser auf Meereshöhe verwendete – kein Salzgemisch mehr, das eigene Messungen à la Fahrenheit erfordert. Auf seiner ursprünglichen Skala waren jedoch 100 Grad der Gefrierpunkt. Anstatt Celsius war es Jean-Pierre Christin, ein französischer Physiker, Mathematiker, Astronom und Musiker, der etwa zur gleichen Zeit wie Celsius ‚Innovation eine ähnliche Anordnung konzipierte, jedoch mit 100 als Siedepunkt — der aktuellen Celsius-Skala.

Adaptiert mit Genehmigung von Out Cold: Ein erschreckender Abstieg in die makabre, kontroverse, lebensrettende Geschichte der Hypothermie von Phil Jaekl, ab sofort bei PublicAffairs erhältlich.

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