Марк Блау - От добермана до хулигана. Из имен собственных в нарицательные

Отец и мать умерли внезапно и одновременно. Даниэль Габриэль в 16 лет стал главой семьи. Он перебрался в Амстердам и начал там заниматься торговлей.

В постоянных переездах по городам Голландии, Северной Германии и Дании Фаренгейт свел знакомство со многими естествоиспытателями. Он понял, что университеты – не только цитадель науки, но и новый рынок сбыта. Ученые из Лейдена, Копенгагена, Лейпцига, Берлина охотно будут покупать изделия из стекла, те же барометры и термометры. В 1717 году Фаренгейт поселился в Гааге и первым в своей семье начал заниматься наукой и даже получать от этого прибыль.

Термометры Фаренгейта, снабженные шкалой, хорошо продавались. Наконец-то у ученых появилась возможность единообразно определять температуру! Фаренгейт ввел стандартную температурную шкалу де-факто. Так 250 лет спустя фирма IBM начала массовое производство персональных компьютеров и заставила всех последующих производителей принять созданную ими архитектуру в качестве стандарта.

Сейчас трудно сказать, почему, градуируя свой термометр, Фаренгейт использовал измерение температуры в трех точках. Решение несколько странное – третья точка оказывается лишней; скорее всего, она была контрольной (вроде четвертой ножки у табурета, устойчивости не добавляющей, если ее длину как следует не подогнать к длине других ножек).

За начало отсчета Фаренгейт принял температуру, как он считал, близкую к температуре замерзания ртути. При этом ртутный шарик «съеживался» и стеклянная трубка, выходящая из нижнего баллончика, оставалась пустой. Вторая точка отсчета на шкале Фаренгейта соответствовала температуре замерзания воды. Фаренгейт определил ее в 32 градуса (градусы Фаренгейта по величине отличаются от привычных нам, и потому обозначаются °F). Наконец, за 100 °F была принята температура тела человека. Как оказалось, Фаренгейт просчитался дважды. Температуру замерзания ртути он завысил почти вдвое, а нормальной температурой человеческого тела почему-то посчитал температуру сильно больного человека. В результате двух этих ошибок получилась довольно странная шкала, где температура кипения воды составляла 212 °F, а температура при которой воспламеняется и горит бумага, – 451 °F. Благодаря замечательному роману американского писателя Р. Брэдбери эта цифра стала знаменитой на весь мир. А шкала Фаренгейта как бы обрела вторую молодость. Потому что к тому моменту, когда роман Р. Брэдбери был опубликован (в 1953 году), почти все страны мира, за исключением Великобритании и США, перестали пользоваться этой не очень удобной, хотя и первой по времени изобретения температурной шкалой. Более того, благодаря роману, в котором герой по долгу службы сжигает книги, слово «Фаренгейт» стало в некотором смысле синонимом пламени. Модные мужские духи от фирмы «Кристиан Диор», названные «Фаренгейт», заключены во флакончик огненно-красного цвета.

Другую шкалу измерения температуры предложил в 1730 году французский ученый Рене Антуан Реомюр (René Antoine de Réaumur; 1683–1757). Он делал опыты со спиртовым термометром, а за две точки отсчета предложил принять точку замерзания и точку кипения воды. Расстояние между этими точками Реомюр разделил на 80 градусов. Почему? Да потому, что при изменении температуры в этих пределах спиртовая смесь, использовавшаяся Реомюром в термометре, расширялась на 8 процентов. Революционное правительство Франции утвердило использование шкалы Реомюра в своей стране. Постепенно эта температурная шкала распространилась и в других странах Европы. В России для метеорологических измерений ее применяли вплоть до 1869 года, но в обыденной жизни термометры Реомюра сохранялись едва ли не до революции. По крайней мере, сказка писателя В. М. Гаршина, написанная в 1882 году, начинается так: «В один прекрасный июньский день, – а прекрасный он был потому, что было двадцать восемь градусов по Реомюру, – в один прекрасный июньский день было везде жарко». Действительно жарко, ведь 28 градусов по Реомюру – это 35 привычных нам градусов Цельсия. Скорее всего, и в известной жалостной дореволюционной песне «Раскинулось море широко» температура тоже указана по шкале Реомюра:

Корабль в песне идет по Красному морю. Здесь сорокаградусная жара – не редкость. Так что в кочегарке у котлов было гораздо жарче: 45 градусов по Реомюру – это 56 градусов Цельсия!

Температурная шкала, которую мы считаем привычной, предложена в 1742 году шведским ученым Андерсом Цельсием (Anders Celsius; 1701–1744). Промежуток между точкой плавления льда и точкой кипения воды он разделил на 100 градусов. При этом сначала температура кипения воды была обозначена как 0 °C, а температура таяния льда как 100 °C. Но считать увеличение температуры в сторону охлаждения оказалось не совсем привычно, и довольно скоро ученые приняли решение поменять значения опорных температур местами.

Температурная шкала Цельсия была простой и удобной, благодаря чему быстро завоевала неанглоязычный мир; в англоязычных странах по-прежнему измеряли температуру градусами Фаренгейта. Правда, и в шкале Цельсия было определенное неудобство. Нулевую точку шведский ученый выбрал достаточно произвольно. При измерении низких температур приходилось к числу градусов добавлять минус. Или попросту говорить «столько-то градусов мороза». В некотором смысле, более прав был Фаренгейт, выбирая началом для своей шкалы температуру замерзания ртути: 39 градусов ниже точки замерзания воды. Такие температуры казались европейскому ученому просто нигде в мире не существующими. Абсолютным нулем!

Как оказалось, абсолютный нуль существует, но при более низких температурах. Это открытие принадлежит гениальному английскому физику Уильяму (Вильяму) Томсону, лорду Кельвину (William Thomson, lord Kelvin; 1824–1907). Его отец, Джеймс Томсон (1776–1849), был известным математиком. Сам же Уильям в 22 года занял кафедру теоретической физики в университете в Глазго. Он был талантливым математиком и разносторонним физиком, занимаясь самыми разными вопросами термодинамики и электричества, и даже геологии. Среди прочего, он участвовал в одном из крупных научно-технических проектов середины XIX века – прокладке трансатлантического кабеля. Дело в том, что по уже проложенному кабелю телеграфные сообщения проходили с сильными искажениями, причиной которых была большая длина провода. Томсон решил задачу передачи импульсов вдоль длинного проводника. В результате стала возможной трансатлантическая телеграфия.

К идее абсолютного нуля Уильям Томсон пришел на основе экспериментов Джеймса Джоуля. Обобщая их, он сформулировал второе начало термодинамики и показал, что температура тела определяется его внутренней энергией, суммарной энергией движения молекул. Чем меньше скорость движения молекул, тем ниже температура тела. Абсолютный нуль температуры – это когда все молекулы тела остановились. Расчеты показали, что это происходит при температуре –273, 15 °C. Ниже температуры просто быть уже не может. Собственно говоря, и абсолютный нуль температуры достижим только теоретически.