ใครคือคนคิด ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ สงครามเคลมสถานะผู้คิดค้น และเกร็ดเรื่ององศาอุณหภูมิ

ว่ากันว่า ประเทศไทยมี 3 ฤดู

1. ร้อน

2. ร้อนมาก

3. ร้อนอิ๊บอ๋าย

จากสภาพอากาศร้อนจัดเมื่อหลังสงกรานต์ และมีฝนตกโปรยปรายลงมา ตามมาด้วยพายุฤดูร้อน จากนั้นฝนค่อย ๆ จางไป อากาศพอจะเย็นชื้นขึ้นบ้าง แต่แล้วอากาศก็กลับมาร้อนระอุอีกครั้ง

ทั้งไทย และที่อื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ยุโรปใต้ที่เผชิญหน้ากับคลื่นความร้อนมากที่สุดเป็นประวัติการณ์ ทั้ง ๆ ที่เพิ่งย่างเข้าสู่ฤดูใบไม้ผลิ

จากความแปรปรวนของสภาพอากาศ เดี๋ยวร้อน เดี๋ยวเย็น เดี๋ยวฝน เดี๋ยวหนาว บางครั้ง อาจทำให้เราย้อนนึกถึงผู้ค้นคิดประดิษฐ์ ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ ขึ้นมา

ที่บางคนเรียกว่า ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ บางคนก็เรียกว่า ‘เทอร์โมมิเตอร์’ และบางคนเรียก ‘ปรอท’ แต่ไม่ว่าจะเรียกอย่างไร นี่คือเรื่องราวความเป็นมาของ ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ ที่โลกได้สร้างขึ้น

ความพิเศษของ ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ อาจจะต่างจากเครื่องไม้เครื่องมืออื่น ๆ ที่โลกเคยคิดค้นมา เนื่องจากมีผู้ค้นคิดประดิษฐ์ ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ หลากเวอร์ชั่น-หลายคน-ต่างช่วงเวลา

‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ ยุคแรก

ปี ค.ศ. 1593 ‘กาลิเลโอ กาลิเลอิ’ ได้ชื่อว่าเป็นผู้ค้นคิดประดิษฐ์ ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ หรือ ‘เทอร์โมมิเตอร์’ (Thermometer) จากการที่เขาค้นพบการเปลี่ยนแปลงของกระเปาะในหลอดแก้วขนาดเล็ก ที่เมื่อจุ่มลงในน้ำร้อน/น้ำเย็น โลหะสีขาวประกายเงินแวววาว ที่เรารู้จักกันในนาม ‘ปรอท’

โดย ‘ปรอท’ ที่บรรจุอยู่ภายหลอดแก้วนั้น จะเคลื่อนไหวไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งในยุคนั้น นอกจาก ‘กาลิเลโอ กาลิเลอิ’ แล้ว ‘โรเบิร์ต ฟลัดด์’ และ ‘คอร์นีเลียส เดร็บเบล’ ก็ได้ชื่อว่าเป็นคนแรก ๆ ที่ประดิษฐ์คิดค้น ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ เช่นกัน

ขณะที่ในปี ค.ศ. 1611 ‘บาร์โตโลมีโอ เทลิโอ’ เป็นอีกคนที่พยายามสร้าง ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ โดยได้วาดภาพของ ‘เทอร์มิโนเตอร์’ เอาไว้ในหนังสือที่เขาเขียน แต่เพราะความซับซ้อนของมัน ทำให้อุปกรณ์ของเขาประดิษฐ์ไม่สำเร็จ จึงไม่อาจเรียกได้ว่าเขาคือผู้คิดค้น ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ ได้

ไม่น่าเชื่อว่า ‘วงการเทอร์มิโนเตอร์’ คล้ายกับ ‘แวดวงไฟฟ้า’ ที่ลูกศิษย์ลูกหาต่างแย่งชิงกันว่า อาจารย์ใครเป็นผู้คิดค้นคนแรก ไม่ว่าจะเป็น เธลีส, เบนจามิน แฟรงคลิน, อเลสซานโดร โวลตา, ไมเคิล ฟาราเดย์, นิโคลา เทสลา, โทมัส อัลวา เอดิสัน เพราะมีการเปิดหลักฐานขึ้นมาหักล้าง ว่า ‘กาลิเลโอ กาลิเลอิ’ ไม่ใช่ผู้ประดิษฐ์คิดค้น ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’

โดยในปี ค.ศ. 1612 มีการเปิดเผยบันทึกว่า ‘ซานโตรีโอ ซานโตเร’ ลูกศิษย์ของ ‘กาลิเลโอ กาลิเลอิ’ เป็นผู้ประดิษฐ์คิดค้น ‘เทอร์โมมิเตอร์’ ขึ้นเป็นคนแรก จากการที่เขานำหลอดแก้วยักษ์ที่เขาสร้างสรรค์ขึ้นไปตรวจวัดอุณหภูมิคนไข้ โดยให้คนไข้ใช้มือสัมผัสเทอร์โมมิเตอร์สักครู่หนึ่ง หลังจากนั้น ‘ซานโตรีโอ ซานโตเร’ จะใช้วิธีการอ่านบั้งระดับน้ำในหลอดแก้วยักษ์ว่าคนไข้มีอุณหภูมิเท่าไหร่

ซึ่งในห้วงเวลาระหว่างปลายคริสต์ศตวรรษที่ 17 ต่อต้นคริสต์ศตวรรษที่ 18 ได้มีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก พาเหรดมาขอเข้าร่วมวงไพบูลย์ในการค้นคิดประดิษฐ์ ‘เทอร์โมมิเตอร์’ ไม่ว่าจะเป็นโรเบิร์ต ฮุค, คริสโตเฟอร์ เวรน, โรเบิร์ต บอยล์, คริสเตียน ฮอยเกนส์, เอ็ดเม มาริออต กระทั่งนักดาราศาสตร์คนดัง ‘เอ็ดมอนด์ ฮัลเลย์’ ผู้ค้นพบ ‘ดาวหางฮัลเลย์’ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ‘เซอร์ไอแซค นิวตัน’ ผู้ค้นพบ ‘กฎของแรงโน้มถ่วง’ และ ‘แคลคูลัส’

 

การแข่งขันรุนแรงขึ้น เมื่อ ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ ปรากฏตัว

ปี ค.ศ. 1702 ‘โอเล โรเมอร์’ เจ้าของฉายา ‘ผู้วัดความเร็วแสงคนแรกของโลก’ ได้สร้างสรรค์ ‘เทอร์โมมิเตอร์’ ขึ้น โดยกำหนดให้จุดเดือดของน้ำอยู่ที่อุณหภูมิ 60 องศา ส่วนจุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่อุณหภูมิ 7.5 องศา จากนั้นได้มี ‘โรเมอร์อีกคน’ คือ ‘อาร์.เอ.โรเมอร์’ ได้คิดค้น ‘เครื่องวัดอุณหภูมิ’ แบบใหม่ขึ้นปี ค.ศ. 1708 ตั้งชื่อว่า ‘โรเมอร์เทอร์โมมิเตอร์’ ซึ่งกำหนดจุดน้ำเดือดที่ 80 องศา และจุดเยือกแข็งของน้ำที่ 0 องศา ก่อนจะโดนทักท้วงจากคนในวงการ จนต้องปรับเทคนิคการวัดอุณหภูมิใหม่ โดยเปลี่ยนจุดเยือกแข็งของน้ำไปที่อุณหภูมิ 8 องศา

ช่วงที่ ‘เทอร์โมมิเตอร์’ ของ ‘โอเล โรเมอร์’ ได้รับความนิยม โลกได้ให้การต้อนรับการปรากฏตัวของ ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ ในปี ค.ศ. 1717 โดยใช้ ‘ปรอท’ เป็นตัวกำหนดอุณหภูมิ และเป็นผู้ริเริ่มพัฒนา ‘ระบบการแบ่งช่อง’ หรือ ‘การกำหนดขีดบนเครื่องวัดอุณหภูมิ’

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวัดความร้อนร่างกายมนุษย์ที่เขากำหนดไว้ที่ 96 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งลักษณะของเครื่องวัดอุณหภูมิของ ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ นั้นประกอบด้วย 2 ส่วนคือ 1. ส่วนตรวจวัดอุณหภูมิ และ 2. ส่วนแสดงผล ซึ่งจะทำการแปลผลการตรวจวัดเป็นตัวเลขอุณหภูมิ จากการขยายตัวของปรอทที่อยู่ในกระเปาะ เมื่อปรอทได้รับความร้อนก็จะขยายตัวเคลื่อนสูงขึ้นเรื่อย ๆ

นอกจากนี้ ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ ยังได้ค้นคิดประดิษฐ์ ‘เครื่องวัดความชื้นสัมพัทธ์’ ขึ้นอีกด้วย ซึ่งในระหว่างนั้น มวลมนุษยชาติได้ใช้ ‘เทอร์โมมิเตอร์’ ของ 2 ค่าย คือของ ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ และของ ‘โอเล โรเมอร์’ เป็นหลัก

ต่อมาในปี ค.ศ. 1730 การเกิดขึ้นของนาม ‘แอนเดอร์ เซลเซียส’ ซึ่งถือเป็นคู่ปรับตลอดกาลของ ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ โดย ‘แอนเดอร์ เซลเซียส’ เป็นผู้กำหนดจุดเดือดของน้ำเป็น 0 องศา และจุดเยือกแข็งของน้ำเป็น 100 องศา

ก่อนที่ในปี ค.ศ. 1745 ‘คาร์ล ฟอน ลินเน่’ ได้ ‘เปลี่ยนสเกล’ แบบ ‘กลับหัวกลับหาง’ จากที่ ‘แอนเดอร์ เซลเซียส’ กำหนดไว้คือ จุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่ 0 องศา ส่วนจุดเดือดของน้ำอยู่ที่ 100 องศา ทำให้วงการวิทยาศาสตร์ก็ได้ตกลงใช้ ‘อุณหภูมิเซลเซียส’ เป็นอุณหภูมิมาตรฐานตามที่ ‘แอนเดอร์ เซลเซียส’ ได้คิดค้นไว้

จนกระทั่งการมาถึงของ ‘วิลเลียม ลอร์ด เคลวิน’ ในปี ค.ศ. 1848 ได้เสนอให้อุณหภูมิ -273° เซลเซียสเป็นอุณหภูมิศูนย์องศาสัมบูรณ์ และให้ ‘ทุกองศาเคลวิน’ ที่เพิ่มมีค่าเท่ากับ 1 องศาเซลเซียส สเกลการวัดอุณหภูมิในระบบนี้เรียกว่า ‘เคลวินสเกล’

 

‘8 ผู้ยิ่งใหญ่’ คนคิดค้น ‘องศาอุณหภูมิ’

1. ‘แดเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์’ ผู้คิดค้น ‘องศาฟาเรนไฮต์’

เจ้าของสัญลักษณ์ °F หน่วยมาตรวัดอุณหภูมิ ‘องศาฟาเรนไฮต์’ มีจุดอ้างอิงต่ำสุด 0°F คืออุณหภูมิจุดเยือกแข็งของน้ำ น้ำแข็ง และเกลือแอมโมเนียมคลอไรด์ ‘องศาฟาเรนไฮต์’ เป็นมาตรวัดอุณหภูมิแรกที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งทุกวันนี้ ‘องศาฟาเรนต์ไฮต์’ กำหนดจุดเยือกแข็งอยู่ที่ 32°F และจุดเดือดอยู่ที่ 212°F โดย ‘องศาฟาเรนต์ไฮต์’ เป็นมาตรวัดอุณหภูมิอย่างเป็นทางการในสหรัฐอเมริกา และประเทศที่ใกล้ชิดกับสหรัฐอเมริกาในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตก ดินแดนหมู่เกาะที่เป็นดินแดนโพ้นทะเลของสหราชอาณาจักร และประเทศไลบีเรีย

2. ‘แอนเดอร์ เซลเซียส’ ผู้คิดค้น ‘องศาเซลเซียส’

เจ้าของสัญลักษณ์ °C  หน่วยมาตรวัดอุณหภูมิ ‘องศาเซลเซียส’ มีจุดอ้างอิงต่ำสุด 0°C คืออุณหภูมิจุดเยือกแข็งของน้ำ และจุดเดือดของน้ำคือ 100°C โดยในปัจจุบัน ‘องศาเซลเซียส’ ใช้กันแพร่หลายทั่วโลก ยกเว้นสหรัฐอเมริกา และไลบีเรีย รวมถึงประเทศที่ใช้บริการทางอุตุนิยมวิทยา และดินแดนโพ้นทะเลของสหราชอาณาจักรฯ เท่านั้นที่นิยมใช้หน่วย ‘องศาฟาเรนไฮต์’ แต่ ‘องศาเซลเซียส’ นั้น ถูกใช้ในวงการวิทยาศาสตร์ทั่วโลก หรือที่เรียกว่าเป็น ‘มาตรวัดอุณหภูมิสากล’ นั่นเอง

3. ‘วิลเลียม ลอร์ด เคลวิน’ ผู้คิดค้น ‘องศาเคลวิน’

เจ้าของสัญลักษณ์ °K หน่วยมาตรวัดอุณหภูมิ ‘องศาเคลวิน’ ตั้งชื่อขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่ ‘วิลเลียม ลอร์ด เคลวิน’ ผู้เสนอให้อุณหภูมิ -273° เซลเซียสเป็นอุณหภูมิศูนย์องศาสัมบูรณ์ และให้ ‘ทุกองศาเคลวิน’ ที่เพิ่มขึ้น มีค่าเท่ากับ 1°C โดยสเกลการวัดอุณหภูมิในระบบนี้เรียกว่า ‘เคลวินสเกล’ และเรียกอุณหภูมิ ณ จุดดังกล่าวว่าศูนย์สัมบูรณ์ (0°K) ซึ่งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1°K มีค่าเท่ากับ 1°C

4. ‘โอเล โรเมอร์’ ผู้คิดค้น ‘องศาโรเมอร์’

เจ้าของสัญลักษณ์ °Rø หน่วยวัดอุณหภูมิ ‘องศาโรเมอร์’ กำหนดให้ 7.5°Rø เป็นจุดเยือกแข็งของน้ำ และ 60°Rø เป็นจุดเดือดของน้ำ โดย 0°Rø คือจุดเยือกแข็งของน้ำแข็ง และเกลือแอมโมเนียมคลอไรด์ โดยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1°Rø จะเท่ากับ 40/21°C ซึ่ง ‘องศาโรเมอร์’ เป็นหน่วยอุณหภูมิแรกที่มีการกำหนดตัวเลขอุณหภูมิที่มีความชัดเจนที่สุดร่วมกับ ‘องศานิวตัน’

5. ‘เซอร์ไอแซค นิวตัน’ ผู้คิดค้น ‘องศานิวตัน’

เจ้าของสัญลักษณ์ °N หน่วยวัดอุณหภูมิ ‘องศานิวตัน’ กำหนดให้ 0°N เป็นจุดเยือกแข็งของน้ำ และ 33°N เป็นจุดเดือดของน้ำ โดยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1°N จะเท่ากับ 3.03°C ซึ่ง ‘องศานิวตัน’ เป็นหน่วยอุณหภูมิแรกที่มีการกำหนดตัวเลขอุณหภูมิที่มีความชัดเจนที่สุดร่วมกับ ‘องศาโรเมอร์’

6. ‘วิลเลียม แรงคิน’ ผู้คิดค้น ‘องศาแรงคิน’

 เจ้าของสัญลักษณ์ °Ra หน่วยวัดอุณหภูมิ ‘องศาแรงคิน’ กำหนดให้จุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่ 491.67 °Ra และจุดกลายเป็นไอน้ำที่ 671.67 °Ra ส่วนอุณหภูมิต่ำสุดอยู่ที่ 0°Ra โดยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1°Ra จะเท่ากับ 1°F

7. ‘อาร์.เอ.โรเมอร์’ ผู้คิดค้น ‘องศาโรเมอร์’

เจ้าของสัญลักษณ์ °Ré หน่วยวัดอุณหภูมิ ‘องศาโรเมอร์’ กำหนดให้จุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่ 0°Ré และจุดเดือดของน้ำอยู่ที่ 80°Ré โดยอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 °Ré จะเท่ากับ 1.25°C

8. ‘โจเซฟ - นิโคลัส เดลิเซิล’ ผู้คิดค้น ‘องศาเดลิเซิล’

เจ้าของสัญลักษณ์ °D หน่วยวัดอุณหภูมิ ‘องศาเดลิเซิล’ กำหนดให้จุดเดือดของน้ำอยู่ที่ 0°D และจุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่ 150°D เป็นหน่วยที่นิยมใช้ในจักรวรรดิรัสเซียโบราณ โดย ‘องศาเดลิเซิล’ เป็นหน่วยการวัดอุณหภูมิที่แปลกกว่าหน่วยวัดทั่วไป เนื่องจากยิ่งอุณหภูมิที่วัดได้สูงขึ้นมากเท่าไหร่ อากาศจะยิ่งเย็นลงมากเท่านั้น ซึ่งสวนทางกับมาตรวัดแบบอื่นอย่างสิ้นเชิง