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华氏温标的起源与奠基
华氏温标，以其奠基者——才华横溢的波兰裔德国物理学家兼精密仪器制造师丹尼尔·加布里埃尔·华氏（Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686-1736）的名字命名，是他于1724年在荷兰共和国提出的一套温度测量系统。该温标采用华氏度（符号：°F）作为其计量单位，在18世纪初期，华氏不仅发明了革命性的玻璃水银温度计，更为科学界带来了第一个被广泛使用的标准化温标，极大地推动了当时对温度的精确理解和应用。
早期定义：三个基准点
关于华氏如何界定其温标的最初方法，历史上存在着多种记载和推测，但根据他最初的论文，我们可以看到几个关键的定义点：
- 0°F的设定： 华氏将0°F确定为由水、冰和氯化铵（一种常见的盐）混合物制成的盐水溶液的冰点温度。这种混合物能够提供一个比纯水冰点更低的稳定参照点，体现了华氏严谨的实验精神。
- 中间参照点32°F： 他注意到，纯净冰水的温度被精确地设定为32°F，这成为了温标中的一个重要固定点。
- 人体温度的估算： 另一个关键的参考点是他对当时健康人体平均体温的最佳估计，最初设定为90°F，随后调整至96°F。值得注意的是，现代医学普遍接受的正常人体体温约为98.6°F（约37°C），因此华氏早期的数值略低于当前的认知，大约低了2.6°F。
20世纪的标准化与现代精确定义
在漫长的20世纪中，华氏温标的定义得到了进一步的标准化和简化，主要通过两个相距180°F的固定点来界定：
- 纯水的冰点被定义为32°F。
- 纯水在海平面标准大气压下的沸点则被定义为212°F。
如今，华氏温标的定义与全球科学界普遍采用的开尔文（Kelvin）温标紧密关联。这意味着它最终是通过一系列基本物理常数——如玻尔兹曼常数、普朗克常数以及铯133原子未受扰动的基态超精细跃迁频率——来终极界定。这种基于基本物理常数的定义，使得华氏温标的测量基准达到了前所未有的精确度和普适性，摆脱了对特定物质性质的依赖。
华氏温标的历史地位与贡献
华氏温标在历史上占据了显著的地位。在18世纪，它的出现标志着温度测量进入了一个标准化时代，为科学家和工程师们提供了一个统一、可重复的度量标准。与此同时，华氏发明的玻璃水银温度计更是人类历史上第一个被广泛使用、兼具高精度与实用性的测温工具，极大地推动了科学实验和日常生活中的温度测量。这两项突破性的成就，共同奠定了华氏在物理学史上的重要地位。
华氏温标的今日世界应用
尽管华氏温标曾是全球最主要的温度计量系统，但随着科学的进步和国际交流的日益频繁，其使用范围逐渐缩小。目前，华氏温标主要在以下地区作为官方或常用温标：
- 主要使用者： 美国（包括其未合并领土，如波多黎各、关岛）、其在西太平洋的自由联合国家（帕劳、密克罗尼西亚联邦和马绍尔群岛）、开曼群岛以及前美国殖民地利比里亚。这种坚持既是历史沿袭的结果，也反映了其国民在日常生活中对这一温标的深厚习惯。
- 双重使用地区： 在安提瓜和巴布达以及其他使用相同气象服务的国家，如圣基茨和尼维斯、巴哈马和伯利兹，华氏度与摄氏度（Celsius）一同被使用，以满足不同用户的需求。
- 英属海外领土： 少数英属海外领土，包括英属维尔京群岛、蒙特塞拉特、安圭拉和百慕大，也仍然同时使用这两种温标。
- 英国的特殊情况： 在英国本土，尽管官方和科学领域普遍使用摄氏度，但华氏度有时仍被报纸用于头条新闻中，尤其是在报道热浪等极端天气时，以期达到更具煽动性的效果。
世界上绝大多数国家和地区的官方及科学领域已全面采用摄氏温标。摄氏温标由瑞典天文学家安德斯·摄氏在华氏温标诞生约20年后提出，其以水的冰点为0°C、沸点为100°C的简明百分制特性，迅速成为全球首选。然而，“摄氏度”（Celsius）这个名称直到很久以后的1948年才正式被国际认可，以纪念这位科学先驱。
常见问题解答 (FAQs)
- 华氏温标是什么？
- 华氏温标是由物理学家丹尼尔·加布里埃尔·华氏于1724年提出的一种温度测量系统，以华氏度（°F）为单位。
- 谁发明了华氏温标？
- 华氏温标由波兰裔德国物理学家和精密仪器制造师丹尼尔·加布里埃尔·华氏发明。
- 华氏温标最初是如何定义的？
- 最初，0°F被定义为水、冰和氯化铵（一种盐）混合物的冰点；32°F被定义为纯净冰水的温度；而他估计的人体平均体温最初设为90°F，后修正为96°F。
- 华氏温标现在是如何精确定义的？
- 现代华氏温标的定义与开尔文温标挂钩，而开尔文温标则通过玻尔兹曼常数、普朗克常数和铯133原子的超精细跃迁频率等基本物理常数来终极界定，确保了极高的精确性和普适性。
- 哪些国家或地区仍在使用华氏温标？
- 主要在美国及其属地、太平洋上的自由联合国家（帕劳、密克罗尼西亚联邦和马绍尔群岛）、开曼群岛以及利比里亚作为官方温标使用。另有一些国家和英属海外领土将其与摄氏度并用。
- 为什么美国等国家仍在使用华氏温标？
- 主要是历史沿袭、国民长期形成的日常使用习惯以及大规模转换可能涉及的经济成本和社会适应问题，使得这些国家至今仍保留使用华氏温标。
- 华氏度与摄氏度有何主要区别？
- 华氏温标中，纯水的冰点是32°F，沸点是212°F，两者相距180°F；而摄氏温标中，纯水的冰点是0°C，沸点是100°C，两者相距100°C。两者之间的度数间隔和参照点不同，导致了数值上的差异。