Der var engang, hvor selv det at koge vand kunne være et stort videnskabeligt problem. I slutningen af 1700-tallet forsøgte fysikere over hele Europa at finde et fast punkt på temperaturskalaen – et universelt udgangspunkt for at måle varme og kulde. Men vand viste sig at være et upålideligt referencepunkt. Det kogte ved én temperatur i bjergene, en anden i dalene, og endda forskelligt fra dag til dag i det samme laboratorium.

I 1776 nedsatte Royal Society i London et udvalg, ledet af Henry Cavendish, for at standardisere datidens termo­metre. Udvalget opdagede dog, at vands kogepunkt varierede med lufttrykket, og at de væsker, man målte varmen med i termometrenes glasrør, ikke havde samme varme overalt.

Det betød, at det i praksis var umuligt at lave entydige temperaturmålinger. Alligevel blev dette tidlige forsøg på jagt på at bruge vands kogepunkt som et fikspunkt på temperaturskalaen begyndelsen på den lange historie, der førte frem til den moderne temperaturmåling – og til den SI-enhed, vi i dag kalder kelvin.

Blod, smør og kogende vand

De første termometre med termometriske væsker som kviksølv, sprit og luft dukkede op allerede omkring år 1600. Galileo Galilei og hans samtidige lavede primitive “thermoskoper”, som blot viste, at luften udvidede sig, når det blev varmt. I løbet af 1600-tallet blev termometre taget i brug til mere videnskabelige målinger – men der var et problem: Ingen vidste, hvad tallene på skalaen betød.

Hver fabrikant havde sit eget system. Edmond Halley, bedst kendt for sin komet, beklagede sig i 1693 over, at “ingen termometre nogensinde viser det samme”. Nogle brugte den koldeste vinterdag eller den varmeste sommerdag som referencepunkt, mens Isaac Newton valgte kropsvarmen, og andre igen kogepunktet for vin. Den franske fysiker Joachim Dalencé foreslog endda at bruge smørs smelte­punkt som en øvre temperaturgrænse.

Det var først i begyndelsen af 1700-tallet, at vands fryse- og kogepunkt begyndte at blive bredt accepteret som et fælles fikspunkt. Vand var tilgængeligt overalt og virkede som en “naturlig” reference. Men som Cavendish og hans kolleger i Royal Society-udvalget snart opdagede, var naturen mindre stabil, end man havde håbet.

Kelvin var ikke blot teoretiker, men også organisator. Han arbejdede for at skabe et system af ensartede enheder – det såkaldte CGS-system (centimeter, gram, sekund). Dette dannede senere grundlaget for det internationale metriske system, som blev formaliseret med Meterkonventionen i 1875.

Efterhånden som flere lande tilsluttede sig, blev ideen om fælles standarder et symbol på oplysningstidens idealer: præcision, rationalitet og internationalt samarbejde. Standardisering er dog ikke kun videnskab, men også politik. Lande som Storbritannien og USA var tilbageholdende med at acceptere SI-systemet, fordi de ikke så nogen praktisk gevinst i at skifte.

Samtidig var der et kulturelt og sprogligt aspekt: SI-enhederne blev forbundet med kontinentaleuropæiske idealer og særligt en udpræget fransk form for abstraktion og matematisk idealisering, mens de engelske mål (for eksempel inch, pound, gallon, Fahrenheit) blev set som mere anvendelige og almindelige, fordi de allerede var etableret som tekniske standarder indenfor håndværk og industri. 

Kritikken mod fransk abstraktion kan måske virke underlig, hvad angår temperaturmåling. Det var jo skotten Lord Kelvin, der først havde foreslået den teoretisk funderede og universelle temperaturskala, og han var lige så empirisk og praktisk anlagt som andre britiske naturvidenskabsmænd. Men sådan var det – og er det til dels stadig, for USA har stadig ikke fuldt implementeret SI-systemet.

I SI-systemet fik Kelvin sin helt egen plads. Temperaturskalaen hedder nemlig kelvin (K), og i 1954 blev den fastlagt som 1/273,16 af vandets tredobbelte punkt – den tilstand, hvor is, vand og damp eksisterer i ligevægt ved præcis 0,01 °C.

Den nyeste definition

I 2019 blev SI-systemet omlagt, denne gang ud fra naturens mest fundamentale konstanter. Meteren blev knyttet til lysets hastighed, kilogrammet til Plancks konstant, sekundet til atomernes svingninger.

Kelvin-enheden blev defineret ud fra Boltzmanns konstant (k = 1,38×10⁻²³ J/K) – en størrelse, der forbinder energien i enkeltpartikler med den makroskopiske temperatur. Dermed forblev kelvin uafhængig af ethvert fysisk materiale, men stadig forankret i materiens mikroskopiske bevægelser.

Da Kelvin i 1848 offentliggjorde sin første artikel om en absolut temperaturskala, skrev han beskedent, at hans system kun var tænkt som et forslag til praktiske formål. Han kunne næppe have forudset, at hans navn en dag skulle være kendt som en af naturvidenskabens mest fundamentale enheder.

Måske ville det have glædet ham, at målet stadig er det samme som i 1700-tallet: At finde orden midt i naturens mangfoldighed og evige forandring. For selv om vand stadig nægter at koge ved den samme temperatur uafhængigt af omgivelserne, har vi lært at gøre denne uorden til grundlaget for en af de mest præcise måleenheder, mennesket nogensinde har skabt. ♦