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瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯出生：从极光观测到摄氏温标的科学遗产

时间： 2025-03-12 14:29:19 阅读： 59

一位将温度测量标准化的科学先驱，用实验精神与全球视野奠定现代热学基础

早年学术启蒙与欧洲科学探索

1701年11月27日，安德斯·摄尔修斯出生于瑞典乌普萨拉的一个学术世家，其父为乌普萨拉大学天文学教授。受家庭影响，他自幼展现出对自然科学的天赋，26岁便担任乌普萨拉科学协会会长，并在母校任教。1730年，摄尔修斯正式成为乌普萨拉大学天文学教授，开启了他融合理论研究与实地考察的科学生涯。

1732年至1736年，摄尔修斯开启欧洲科学访问之旅，足迹遍及德国、意大利、法国等地。在纽伦堡，他整理并发表了1716-1732年间316次极光观测记录，首次提出极光现象与地球磁场的关联性，这一成果成为早期空间物理研究的重要文献。在巴黎，他参与了一场关于地球形状的科学论战：法国学者认为地球呈纵向椭圆形，而英国学派支持牛顿的“两极扁平说”。为验证理论，摄尔修斯加入法国科学院北极考察队，于1736年赴拉普兰地区测量子午线弧长，最终数据证实地球赤道半径更长，有力支持了牛顿力学体系。

乌普萨拉天文台与实验科学范式

1741年，摄尔修斯主持创建乌普萨拉天文台，将其发展为北欧天文研究的核心机构。他主导的观测项目涵盖恒星定位、行星运动及气象记录，并推动仪器精度标准化。例如，他改进了六分仪的设计，使其更适用于高纬度地区的复杂气候条件。

摄尔修斯尤为强调实验在科学发现中的核心地位。1742年，他在论文《温度计中两个不动刻度的观察》中系统阐述研究方法：通过控制气压、纬度等变量，验证水的冰点与沸点的稳定性。实验表明，冰点不受地理位置影响，而沸点与大气压力呈线性关系，这一结论与现代数据高度吻合。

摄氏温标：从颠覆性设计到全球标准

1742年，摄尔修斯向瑞典皇家科学院提交了温度计量方案的里程碑论文。他设计的水银温度计以水的沸点为0度、冰点为100度，并将两者间均分为100个刻度（表1）。这一“逆向标度”旨在避免低温测量的负值问题，但实际使用中因不符合直觉而引发争议。

1745年，植物学家卡尔·林奈将标度反转，形成沿用至今的摄氏温标。尽管摄尔修斯未亲眼见到这一调整，但其核心贡献——以水的相变点作为基准、百分制分度法——成为国际温标的基础。1954年，第十届国际计量大会正式以“Celsius”命名该温标，确立其对热学的历史性影响。

跨国合作与科学精神的传承

摄尔修斯的成就得益于其开放的国际视野。他早年参与的北极科考促进了欧洲学术机构的数据共享，而摄氏温标的推广更凸显标准化测量的全球价值。例如，18世纪英国航海家利用摄氏温度计提升海上气象记录精度，间接推动了航海安全与殖民贸易。

1744年4月25日，摄尔修斯因肺结核逝世于乌普萨拉，其墓志铭仅简单标注生卒年份，但科学界以多种形式纪念他：月球“摄尔修斯环形山”永久铭刻其名，乌普萨拉大学保留其实验室原貌，而每日天气预报中的“℃”符号则是对他最广泛的致敬。

这位天文学家的跨界探索证明，基础科学的突破往往源于对自然现象的精确观测与大胆重构。从极光研究到温度标准化，摄尔修斯用44年生命诠释了实验科学与国际协作如何塑造现代世界的认知框架。