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ダニエル・ガブリエル・ファーレンハイトFRS (1686 年 5 月 24 日 - 1736 年 9 月 16 日) [ 1 ]は物理学者、発明家、科学機器製作者でした。彼はポーランドでドイツ系の家系に生まれましたが、生涯の多くをオランダ共和国で過ごしました。ファーレンハイトは温度計の設計と製造を大幅に改善しました。彼の温度計は正確で一貫性があり、それぞれが独自のファーレンハイト温度計を持つ異なる観測者が互いに温度測定値を確実に比較することができました。 [ 2 ]ファーレンハイトはまた、当時のアルコール入り温度計よりも正確で、一般的に優れた設計のガラス製水銀温度計を初めて成功裏に製造した人物としても知られています。彼の温度計の人気は、それらに付属していた彼のファーレンハイト目盛の普及にもつながりました。 [ 3 ]
ファーレンハイトは、当時ポーランド・リトアニア共和国にあったダンツィヒ（グダニスク）で生まれた。ファーレンハイト家は、いくつかのハンザ都市に住んでいたドイツのハンザ商人の一族だった。ファーレンハイトの曽祖父はロストックに住んでおり、ファーレンハイト家はヒルデスハイムに起源を持つという研究結果がある。[ 4 ]ダニエルの祖父は、ケーニヒスベルク（当時はプロイセン公国）のクナイプホーフからダンツィヒに移り、1650年に商人としてそこに定住した。彼の息子、ダニエル・ファーレンハイト（ダニエル・ガブリエルの父）は、ダンツィヒの有名な商人の娘、コンコルディア・シューマンと結婚した。ダニエルは、幼少期を生き延びたファーレンハイト家の5人の子供（息子2人、娘3人）の長男だった。彼の妹であるヴァージニア・エリザベス・ファーレンハイトはベンジャミン・クリューガーと結婚し、聖職者で劇作家のベンジャミン・エフライム・クリューガーの母親となった。[ 5 ]
若い頃、ファーレンハイトは「特に勉強に熱心」で、ダンツィヒ・ギムナジウムへの入学が予定されていた。[ 6 ] : 111しかし、1701年8月14日、両親が毒キノコを食べて亡くなった。[ 7 ]ファーレンハイトは2人の兄弟姉妹とともに後見人のもとに置かれた。1702年、後見人はファーレンハイトを簿記のコースに入学させ、アムステルダムで4年間の商人見習いとして働かせた。[ 8 ] : 1
見習い期間を終えたファーレンハイトは逃亡し[ 6 ] : 111 、1707年に神聖ローマ帝国、スウェーデン、デンマークを旅するようになった。後見人の要請により、彼をオランダ東インド会社に雇い入れる目的で逮捕状が発行された[ 8 ] : 3-4
1706年頃までに、ファーレンハイトはフィレンツェ式温度目盛を用いた気圧計とアルコール入り温度計を製造・出荷していた。[ 6 ]： 116 1708年、ファーレンハイトはコペンハーゲン市長で天文学者のオーレ・レーマーと会見し、レーマーの温度目盛と温度計の製造方法について説明を受けた。レーマーはファーレンハイトに、高精度温度計の需要が高いことを伝えた。 [ 8 ]： 4この訪問はファーレンハイトに、自身の製品の改良を試みるきっかけを与えた。[ 9 ]偶然ではないかもしれないが、ファーレンハイトの逮捕状はレーマーとの会見の頃に取り下げられた。[ 8 ]： 3-4
1709年、ファーレンハイトはダンツィヒに戻り、気圧計と温度計を用いて観測を行った。1710年にはさらに旅を続け、1711年に両親の遺産整理のためダンツィヒに戻った。1711年にケーニヒスベルクとミタウへ再び旅した後、1712年にダンツィヒに戻り、そこで2年間滞在した。この間、彼は温度計の技術的な問題解決に取り組んだ。[ 8 ]： 4-5
ファーレンハイトは1713年に水銀温度計の実験を開始した。[ 8 ]： 26またこの頃、ファーレンハイトは温度計にレーマーの目盛りを改良したものを使用しており、これは後に彼自身のファーレンハイト目盛りへと発展する。1714年、ファーレンハイトはダンツィヒを離れ、ベルリンとドレスデンに移り、そこでガラス職人と密接に協力した。[ 8 ]： 5同年、クリスティアン・ヴォルフはファーレンハイトのアルコール式温度計を2つ受け取った後、雑誌にファーレンハイトの温度計について記述し、科学界におけるファーレンハイトの名声を高めるのに貢献した。[ 9 ]： 74
ファーレンハイトは気象観測機器への関心に加え、1715年頃には水銀時計、永久機関、ヘリオスタットの構想にも取り組んでいた。彼はこれらのプロジェクトについてライプニッツと書簡を交わすようになった。書簡のやり取りから、ファーレンハイトはプロジェクトに取り組む中で資金が底をつきかけ、研究を続けるために有給の職を得る手助けをライプニッツに求めたことがわかる。[ 8 ]： 5-7
1717年か1718年に、ファーレンハイトはアムステルダムに戻り、気圧計、空気計、水銀温度計、アルコール温度計を商業的に販売し始めた。[ 8 ] : 8 1721年までに、ファーレンハイトは温度計の製造と標準化のプロセスを完成させた。[ 8 ] : 24彼の水銀温度計はアルコール温度計よりも優れていたため、非常に人気があり、彼が開発し温度計に使用した測定システムであるファーレンハイト目盛が広く採用されることになった。[ 3 ]
ファーレンハイトは残りの人生をアムステルダムで過ごした。1718年からアムステルダムで化学の講義を行った。1724年にイギリスを訪れ、 5月5日に王立協会のフェローに選出された。[ 10 ]同年、王立協会の科学誌『フィロソフィカル・トランザクションズ』に、さまざまなテーマでラテン語の論文を5本発表した。2番目の論文「Experimenta et observationes de congelatione aquæ in vacuum factæ」では、彼が作った温度計と、それを校正するために使用した基準点について説明している。2世紀もの間、この文書はファーレンハイトの温度計の作り方を説明した唯一の資料だった。[ 9 ] : 75 20世紀、エルンスト・コーエンは、ファーレンハイトとヘルマン・ブールハーフェの間の対応関係を発見し、ファーレンハイトの目盛りの基準点を説明する記事の信憑性にかなりの疑問を投げかけ、実際にはファーレンハイトの目盛りはレーマーの目盛りに大きく由来していたことを明らかにした。W.E.ノウルズ・ミドルトンは著書『温度計の歴史と気象学におけるその使用』の中で、次のように書いている。
（華氏目盛に関する）混乱の多くは、（華氏が王立協会論文で述べたことを）文字通りに解釈し、計器製作者が自身の製作過程を隠蔽しようとする、あるいは少なくとも読者を混乱させようとする自然な傾向を無視したことに起因していると私は考えている。[ 9 ]： 75
— W・E・ノウルズ・ミドルトン著『温度計の歴史と気象学におけるその利用』
1736 年 8 月より死去まで、ファーレンハイトは、ホラント州および西フリースラント州での特許申請に関連して、ハーグのプレイン広場にあるヨハネス・フリスレフェンの家に滞在した。9 月初めに彼は病気になり、7 日には健康状態が悪化したため、公証人のウィレム・ルイスブルックに遺言書の作成を依頼した。11 日、公証人は再び訪れ、いくつかの修正を行った。その 5 日後、ファーレンハイトは 50 歳で死去した。4 日後、彼はハーグのクローステルケルク(修道院教会)で、貧困者として分類される第 4 級の葬儀を受けた。 [ 8 ] [ 11 ] [ 12 ]
ファーレンハイトの 1724 年の論文[ 13 ] [ 14 ]によると、彼は 3 つの固定温度点を参照して目盛りを決定しました。最低温度は、氷、水、塩 (「塩化アンモニウムまたは海塩」)の冷熱混合物を準備し、共晶系が平衡温度に達するのを待つことによって達成されました。次に、温度計を混合物に入れ、温度計内の液体が最低点まで下がるのを待ちました。そのときの温度計の読み取り値を0 °Fとしました。2 番目の基準点は、表面に氷がちょうど形成され始めたときに温度計を静止水に入れたときの読み取り値として選択されました。[ 15 ]これは30 °Fとされました。3 番目の校正点は90 °Fとされ、機器を脇の下または口に入れたときの温度計の読み取り値として選択されました。[ 16 ]
ファーレンハイトは、この温度目盛で水銀が約300度で沸騰するという考えを思いついた。他の研究者たちは、水が凝固点より約180度高い温度で沸騰することを示した。ファーレンハイト目盛は後に再定義され、凝固点から沸点までの範囲がちょうど180度になった[ 13 ]。180は合成数であり、多くの分数で割り切れるため、都合の良い値である。この目盛の再定義により、今日の正常な平均体温は98.6度とされているが[ 17 ] 、ファーレンハイトの元の目盛では96度であった[ 18 ] 。
華氏目盛は、1970年代まで英語圏の国々で気候、産業、医療目的の主要な温度基準でした。英国気象庁は1963年に「摂氏」目盛を標準として正式に採用しましたが、1980年代まで公共放送では華氏を使い続けました。現在では、米国を除いて世界の他の地域で長年使用されてきた摂氏目盛にほぼ置き換えられていますが、米国では気温と天気予報は依然として華氏で放送されています。[ 19 ]