Термометр

Термометр

Современный человек живет в окружении полезных и умных вещей. Но он подчас не представляет, сколько интересного могли бы рассказать о себе эти вещи, каким долгим, а нередко и трудным был их путь через толщу столетий.

Взять, к примеру, знакомый всем термометр. Он кажется нам извечным спутником человека, а на самом деле переступил он порог нашего дома не так уж давно.

В эпоху Возрождения, когда математика поднялась на трон «царицы наук», стало понятно, что нет ничего более убедительного, чем число, мера и вес. Такого мнения придерживались и медики. Они уже могли мерить лекарства не щепотками или пригоршнями, как продолжалось тысячелетиями, а на точных аптекарских весах. Но как узнать температуру тела? Ведь ее не взвесишь, не увидишь, не потрогаешь.

Первый термометр (точнее, воздушный термоскоп), совершенно непохожий на современный, был изобретен в самом конце XVI века. Его автор — один из титанов эпохи Возрождения, итальянский ученый Галилео Галилей, подтвердивший и развивший гелиоцентрическую теорию Коперника. Наряду с крупными астрономическими открытиями Галилей заложил основы механики и создал множество различных приборов. Но жизнь ученого, судьба его наследия трагичны.

На протяжении почти десятилетия он был узником инквизиции и под давлением папской церкви вынужден был отказаться от своего «ложного учения». Множество его драгоценных рукописей было сожжено, значительная часть утеряна. Сохранилось лишь то, что удалось собрать преданным Галилею ученикам. Вот в этих рукописях и были обнаружены сделанные автором рисунки и ссылки на эксперименты, проведенные с помощью термоскопа.

Что же представлял собой воздушный термоскоп Галилея?

К стеклянному шару размером с куриное яйцо ученый припаял тонкую стеклянную трубочку. Согревая руками шар (а следовательно, и находящийся в нем воздух) и перевертывая его, он погружал свободный конец трубки в сосуд с подкрашенной водой или вином. Как только шар остывал, объем содержащегося в нем воздуха уменьшался, и вода, занимая его место, поднималась по трубке. В отличие от современного термометра в приборе
Галилея расширялся воздух, а не ртуть.

Почти одновременно с Галилеем, еще не зная о его изобретении, профессор Падуанского университета Санторио, врач, анатом и физиолог, создал свой прибор, с помощью которого измерял температуру человеческого тела.

В те времена полагали, что выдыхаемый человеком воздух исходит непосредственно из сердца и несет «жизненную теплоту». Вот ее-то и пытался измерить Санторио, чтобы постичь. как он считал, одну из главных тайн жизни организма.

Прибор был достаточно громоздким и тоже состоял из шара, но уже заполненного жидкостью, и извилистой трубочки с нанесенными на нее делениями. Температура различных частей тела определялась в течение десяти пульсовых ударов по изменению уровня жидкости в трубке. Человек в это время или дышал в термометр, или брал его в рот, или согревал руками — в зависимости от цели эксперимента. Санторио был первым врачом, который узнал, что наше тело имеет постоянную нормальную температуру, и оценил отклонение ее от нормы как состояние болезненное.

В начале XVII века в Европе было сделано множество оригинальных термометров. В Нидерландах, например, получил распространение так называемый голландский тип с изогнутой трубкой и двумя шарами: нижний заполнялся жидкостью, в верхнем находился воздух.

Первый термометр, показания которого не зависели от перепадов атмосферного давления, был создан в 1641 году при дворе Фердинанда, императора Священной Римской империи, который слыл не только покровителем искусств, но и был автором ряда физических приборов. Опыты физика Торичелли с ртутными барометрами дали толчок для модификации термоскопа Галилея: его перевернули, заполнили шар окрашенным спиртом и запаяли верхний свободный конец трубки.

Кроме того, при дворе Фердинанда создавались и забавные по своей форме термометры, похожие на маленьких лягушат. Они были выполнены настолько тонко и искусно, что вызывали восхищение современников. Эти термометры предназначались для измерения температуры тела человека и легко прикреплялись к коже пластырем.

Полость «лягушат» частично заполнялась жидкостью, на поверхности которой плавали цветные шарики различной плотности. Когда жидкость согревалась, объем ее несколько увеличивался, а плотность соответственно уменьшалась. И тогда некоторые шарики погружались на дно прибора. Температура пациента определялась согласно количеству разноцветных шариков, оставшихся на поверхности: чем их меньше, тем выше была температура испытуемого.

Немецкий физик бургомистр Магдебурга Отто фон Герике, изучая атмосферный воздух, создал серию оригинальных термометров, в том числе и поистине гигантский — высотой до семи метров. Этот уникальный термометр надежно крепился к стене дома с его теневой стороны; действовал он по принципу воздушного.

Огромный медный шар, покрытый краской небесного цвета и украшенный золотыми звездами, заполнялся воздухом. Прикрепленное к нему Снизу одно колено трубки было частично заполнено жидкостью. Другое, более короткое, оставалось открытым, благодаря чему внутрь можно было погрузить поплавок, соединенный системой блоков с позолоченной фигурой ангела в полный человеческий рост.

В жаркую погоду нагретый в шаре воздух вытеснял жидкость из трубки, поплавок поднимался, а ангел опускался вниз, указывая своими перстами на соответствующее деление шкалы. Самое нижнее из семи делений показывало—«великая жара», а самое верхнее — «великий холод».

Единой шкалы градусов, так хорошо знакомой нам сегодня, тогда еще не было. Ученые никак не могли найти те две исходные точки, расстояние между которыми следовало бы поделить на равные части. Предлагали учитывать, например, точки таяния льда и расплавленного сливочного масла, замерзания и свертывания анисового масла, температуры снега и самого жаркого летнего дня.

Гениальный Исаак Ньютон избрал точку таяния льда и температуру человеческого тела. В 1694 году 80-летний профессор Падуанского университета Карло Ренальдини предложил исходить из температуры таяния льда и кипения воды, а интервал между ними разделить на 12 равных частей. Современники не поняли всего значения этого предложения, и только позже оно нашло себе достойное место в науке.

Физик Фаренгейт (1686—1736), живший в Голландии, один из виднейших представителей науки своего времени, создал первый надежный ртутный термометр со шкалой от О градусов до 600, когда ртуть начинала закипать. В качестве исходных он использовал не две, а три точки. Первая — 0° определялась в стакане со смесью льда, воды, солей аммония и морской соли. Вторая — 32° соответствовала точке таяния льда и определялась в воде с плавающими льдинками. Третья — 96° — нормальная температура полости рта или подмышечной впадины здорового человека. Точка кипения воды по Фаренгейту — 212°.

Интервал между исходными точками шкалы делился на равные части, каждая из которых соответствовала одному градусу. Термометр Фаренгейта более всего походил на тот, который и по сей день широко распространен в мире.

Интересно, что вопрос о том, как Фаренгейт градуировал свою шкалу, окончательно прояснился только в 1930 году, когда в Военномедицинской академии в Ленинграде были найдены 13 его писем в адрес Германа Бургава, крупнейшего врача того времени, который вошел в историю медицины под именем «Учитель почти всей Европы».

В температурной шкале знаменитого французского естествоиспытателя Реомюра (1683—1757) использована только одна исходная точка — 0 градусов —температура замерзания воды. Реомюр заменил ртуть на раствор спирта определенной концентрации и принял его объем при 0° за 1000 условных единиц. При нагревании этот объем увеличивался прямо пропорционально температуре: от точки замерзания до точки кипения — с 1000 единиц до 1080, то есть на 80 единиц. Поэтому температура кипения воды по Реомюру соответствует 80 градусам, а вся шкала разделена на 80 равных частей.

Последнее слово в градуировании шкалы термометра, которым мы пользуемся сегодня, принадлежит шведскому астроному и физику Андерсену Цельсию (1701—1744). Он предложил (в 1742 году) стоградусную шкалу, в которой 0 градусов соответствует температуре кипения воды, а 100 градусов — точка таяния льда. Впоследствии независимо друг от друга Кристиан (Франция) и Стромер (Швеция) перевернули шкалу Цельсия, сделав 0° начальной точкой отсчета — точкой таяния льда. В таком виде эта шкала дошла до наших дней, завоевав самую широкую известность в мире.

Любопытно сложилась судьба термометров с разной градуировкой. Наименьший успех, как это ни странно, они имеют там, где были изобретены. Так, термометр Фаренгейта широко используется в странах, где говорят по-английски, термометр Реомюра — в странах, где говорят на немецком языке. Прибор шведа Цельсия не прижился в Швеции, но зато им пользуются почти повсеместно на земном шаре.

В медицинской практике термометрия начала применяться намного позже, чем в технике. Еще в 1861 году немецкий клиницист Карл Герхард считал измерение температуры слишком сложной процедурой, чтобы возможно было введение его в практику и частое применение».

В нашей стране внедрение термометрии в клинику тесно связано с именем великого русского терапевта С. П. Боткина. Он высоко ценил роль естествознания в медицине и всегда стремился ввести во врачебную практику все последние достижения науки. С 1860 года Сергей Петрович стал активным проводником этого метода обследования больного.

Из лабораторий, больниц и клиник пришел и в наш дом этот простой, но столь необходимый прибор — медицинский термометр, который достойно служит науке и стоит на страже здоровья человека.

Т. Сорокина, кандидат медицинских наук

© Ваш домашний доктор