体温計が発明される前、人々はどうやって体温を測っていたのでしょうか？体温計の過去と現在について語る

人類は昔から温度を測定する方法を探し求めてきました。当時の人々は「温度」という言葉の概念を持っていませんでしたが、物理的な感覚を使って温度の変化を定義していました。 400 年以上の開発を経て、今日では温度計は周囲温度の測定や体温の測定に限定されなくなりました。代わりに、それらは私たちの生活と生産のあらゆる側面に正確な温度データを提供し、分類された科学である温度測定を形成しました。

今日は、体温計の開発の歴史を簡単に振り返ってみましょう。

経験に基づいて温度変化を感知する - 氷瓶、火

古代では、人々は一般的に体の感覚を使って温度の変化を判断していました。さらに、古代人は外部環境の温度変化を感知する方法も数多く発見しました。

秦以前の時代から、古代の人々は水を入れた瓶を使って温度の変化を観察していました。 『緑時春秋・神大蘭茶進』には、「水の入った瓶の中の氷を見れば、世の中がどれだけ寒いか、魚や亀がどこに隠れているかが分かる」という格言があります。つまり、ボトルに水を入れてその水が凍ると、気温が非常に低く、寒い冬が到来したことがわかるということです。氷が溶けると気温が上昇します。この瓶は「氷瓶」と呼ばれ、中国で最も原始的な温度計と言えます。金属の精錬や陶磁器の焼成の過程で、あらゆる世代の職人は炎の色を使って炉内の温度を判断していました。

原理: 氷瓶は、異なる温度における水の形状の変化を利用して環境の温度変化を推測するために古代人が使用した方法です。火温は古代人が生み出した高温視覚推定技術です。しかし、これらは単なる経験的な認識であり、正確に測定することはできません。

世界初の温度計 - ガリレオ温度計

体温計が発明される前は、患者の体温を測る唯一の手段は手でした。当時の医学では、患者の状態が体温に関係していることはすでにわかっていましたが、医師がその日にたまたま微熱があったり、冷たいものに触れたばかりだったりすると、不正確な結果が出てしまいます。そこでガリレオは熱を測定できる道具を発明したいと考えました。 1593年、ガリレオは空気の熱膨張と収縮の現象を初めて応用して温度計を発明しました。

原理：測定対象物質（空気）がガラス球に接触すると、ガラス管上部の空気が熱膨張・収縮により体積変化し、それに応じて色のついた液柱が上昇または下降します。ガラス管に記された数字を参照することで、物質の特定の温度を測定することができます。これは世界初の目盛り付き温度計、ガス温度計です。

主な問題は、ガスの体積は温度だけでなく大気圧によっても影響を受けることです。当時は気圧の存在を知らなかったため、ガリレオの温度計は正確ではなく、測定誤差も大きかったのですが、ガリレオはこの問題を解決できませんでした。

最初の改良：蛇型温度計が発明された

1611年、ガリレオの弟子サンクトリオスが最初の温度計を改良しました。今では改良された温度計は非常に奇妙に思えます。彼は体温計のまっすぐな管を曲がりくねった管に変え、ガラス球のサイズを小さくして患者の口の中に収まるようにした。彼はまた、体温を測るために使われたガラスの曲管に温度変化を示す約110個の目盛りを刻みました。これは世界最古の温度計です。

原理: やはり空気の熱膨張と収縮です。ガラス管を細く長くすると測定精度が向上し、曲げた管は使いやすく読み取りやすくなります。

主な問題は、大気圧の影響を受けるため測定が不正確になることでした。さらに、当時は温度を測定するための統一された基準がありませんでした。

改善の方向性: 大気圧の影響を排除し(ガスを液体に置き換える)、より小型化して持ち運びに便利にする。

最初の液体温度計-水からアルコールへの変化

1650年、イタリアのフェルディナンドが初めて液体温度計として水を選択しましたが、2つの問題がありました。1つ目は、水の融点と沸点により、水で作られた温度計の測定範囲が狭くなる（0〜100℃）ことでした。 2つ目は、水は4℃で密度が最大になり、体積が最小になるという特殊な性質を持っていることです。つまり、水は0～4℃で加熱すると収縮し、冷却すると膨張するという「逆膨張」現象を起こします。したがって、4℃ 未満の測定は不正確になり、ガラスシェルが破裂することになります。

フェルディナンドはさまざまな液体を試し、最終的にシンプルで入手しやすいアルコールを選びました。アルコールの凝固点は非常に低く、熱膨張と収縮の現象が顕著だからです。しかし、アルコール温度計にも問題があります。アルコールの沸点は 78°C、凝固点は -117°C です (測定範囲は -117 ~ 78°C)。そのため、アルコール温度計は低温でも使用できますが、沸騰したお湯など78℃以上の物体の温度を測定することはできません。

原理: 液体は加熱すると膨張し、冷却すると収縮します。

主な問題は、測定範囲が十分に広くないことです。

改善の方向性: 沸点が高く、熱膨張と収縮がより顕著な液体を使用します。

最初の水銀温度計 - 現代の温度計の原型

1659年、フランスの天文学者ブリオリは水銀の高沸点を利用して、-39～357℃の測定範囲を持つ最初の水銀温度計を開発しました。このような温度計にはすでに現代の温度計の原型が存在します。

原理: 液体は加熱すると膨張し、冷却すると収縮します。

主な問題点としては、一定の測定範囲はあるものの、下限が比較的高いため、寒冷地での使用には適していないことが挙げられます。水銀は揮発性があり有毒です。

現代の温度測定技術 - 温度計の大きな進歩

科学技術の発展に伴い、熱電対温度計や赤外線温度計など、さまざまな種類の温度計が登場し、私たちの日常の生産と生活にさまざまな品質の温度値を提供しています。これらすべてはガリレオ温度計からゆっくりと発展してきました。将来的には、私たちの生産と生活をより便利にするために、より多くの種類の温度計が登場すると信じています。

原理：温度計は熱膨張と収縮に依存せず、温度変化によって引き起こされる他の量（抵抗など）の変化に依存し、データ処理を通じて温度値の変化を提示します。

文/Wang Congcong 写真/インターネット