Thang đo Fahrenheit được nhà khoa học người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit tạo ra vào năm 1724. Đến năm 1742, một nhà thiên văn học Thụy Điển là Andres Celsius đã đề xuất một hệ thống đo lường nhiệt độ khác dễ sử dụng hơn dựa trên các bội số của 10. Hiện nay, thang đo lường mang tên Celsius được chấp nhận rộng rãi tại hầu hết quốc gia trên thế giới.
Nếu nhiệt độ chiều nay là 21 độ, hầu hết mọi người sẽ cho rằng đó hẳn là một ngày đẹp trời, ấm áp và dễ chịu, nhưng với thang đo kiểu Mỹ, 21 độ lại là biểu hiện của một ngày đông lạnh lẽo vô cùng.
Nguyên nhân là bởi hầu hết các quốc gia trên thế giới đều sử dụng thang đo nhiệt độ Celsius (độ C) - một phần của hệ đo lường mét (metric system); theo đó, định nghĩa nhiệt độ đóng băng và nhiệt độ sôi của nước lần lượt là 0 độ và 100 độ. Tuy nhiên, tại Mỹ và một số vùng lãnh thổ khác như quần đảo Cayman, Bahamas, Belize và Palau, thang đo nhiệt độ được sử dụng phổ biến lại là thang Fahrenheit (độ F). Theo hệ đo lường này, nước sẽ đóng băng ở 32 độ và sôi ở 212 độ. Như vậy, 21 độ C sẽ tương đương với 70 độ F.
Người Mỹ không thích hệ đo lường mét.
Sự tồn tại lâu dài của thang Fahrenheit là một trong những đặc trưng khó hiểu của người Mỹ, cũng giống như cách người Mỹ gọi môn bóng đá là "soccer" thay vì "football" như các quốc gia nói tiếng Anh khác. Vậy tại sao Mỹ lại sử dụng một thang đo nhiệt độ khác? Và tại sao nước Mỹ không điều chỉnh để đồng nhất với phần còn lại của thế giới? Có vẻ như không có gì giải thích cho điều này hợp lý hơn là sự bảo thủ trì trệ. Người Mỹ không thích hệ đo lường mét. Một cuộc thăm dò năm 2015 cho thấy, chỉ 21% công chúng ủng hộ việc chuyển sang sử dụng các đơn vị đo lường theo hệ mét, tỷ lệ phản đối lên đến 64%.
Mọi thứ sẽ hợp lý hơn nếu Fahrenheit đã trở nên lỗi thời và Celsius là một thước đo mới nổi, nhưng trên thực tế, thời điểm ra đời của hai thang đo này chỉ cách nhau có hai thập kỷ. Fahrenheit được đặt theo tên của nhà khoa học người Đức – Daniel Gabriel Fahrenheit – người đầu tiên vào đầu những năm 1700 đã thiết kế ra nhiệt kế rượu và thủy ngân, loại nhiệt kế rất chính xác và nhất quán. Tại cùng một vị trí và thời điểm nhất định, hai thiết bị nhiệt kế sẽ cho cùng một số đo nhiệt độ. Tác giả Henry Carrington Bolton giải thích trong cuốn sách năm 1900 có tên "Sự tiến hóa của nhiệt kế từ 1592 đến 1743" rằng "Chính nhờ kỹ năng cơ khí tuyệt vời khi làm việc với thủy tinh đã giúp Fahrenheit hoàn thành được thiết kế này".
Sự ra đời của thang đo Fahrenheit
Khi Fahrenheit bắt đầu, điều ông quan tâm nhất là làm sao đồng nhất được kết quả đọc nhiệt độ ở mọi thời điểm, chứ không phải so sánh nhiệt độ của các thứ khác nhau hay tại các thời điểm khác nhau trong ngày. Nhưng khi ông trình bày bài nghiên cứu về hệ thống đo lường nhiệt độ cho Hiệp hội hoàng gia London (the Royal Society of London) năm 1724, ông nhận ra cần phải bổ sung một thang đo nhiệt độ tiêu chuẩn.
"Về cơ bản, thang Fahrenheit được tạo ra ban đầu với mức 0 là nhiệt độ lạnh nhất của hỗn hợp đá lạnh và nước muối, và quan trọng nhất là thân nhiệt của cơ thể bình thường (khoảng 96 độ F) đã tạo ra một thang đo mà trên đó mỗi mức đo đều chia hết cho 2", Don Hillger, nhà khí tượng học của Viện Hợp tác nghiên cứu khí quyển đại học Colorado (Colorado State University's Cooperative Institute), đồng thời cũng là chủ tịch của Hiệp hội đo lường hệ mét (the US Metric Association – một tổ chức phi lợi nhuận ủng hộ hệ mét), giải thích. "Điều này dẫn đến nhiệt độ đóng băng là 32 độ F. Nhiệt độ sôi của nước sau đó được đặt bằng 212. Khoảng cách giữa hai mức nhiệt này, một lần nữa, là bội số của 2".
Về thang đo độ Celsius
Hệ thống này có vẻ khá được ủng hộ bởi chính quyền của đế quốc Anh trước đây; mặc dù tại Anh, Fahrenheit đã được sử dụng làm thang đo nhiệt độ tiêu chuẩn trước, Mỹ khi đó là thuộc địa của Anh cũng sử dụng hệ đo này.
Vào năm 1742, một nhà thiên văn học người Thụy Điển tên là Anders Celsius đã phát minh ra một hệ thống đo nhiệt độ mới đơn giản hơn dựa trên bội số của 10, trong đó, khoảng cách giữa nhiệt độ đóng băng và nhiệt độ sôi ở mực nước biển là 100 độ. (Theo trang ThoughtCo.com, ban đầu, Celsius quy ước nhiệt độ đóng băng là 100 và nhiệt độ sôi là 0, nhưng cuối cùng mọi người đã đảo ngược chúng lại).
Phải đến năm 1961, cơ quan khí tượng quốc gia Anh mới chuyển sang sử dụng thang Celsius.
Khoảng cách 100 độ tròn khiến thang đo độ Celsius tự nhiên trở nên phù hợp với hệ đo lường mét. Nó chính thức được người Pháp sử dụng và phát triển vào cuối những năm 1700. Tuy nhiên, những quốc gia nói tiếng Anh vẫn ưu tiên sử dụng những đơn vị đo trước đây như pound, inch và Fahrenheit. Phải đến năm 1961, cơ quan khí tượng quốc gia Anh (the UK Met Office) mới chấp nhận chuyển sang sử dụng thang Celsius để mô tả nhiệt độ trong những bản tin dự báo thời tiết, nhằm đồng bộ đơn vị đo lường với các nước châu Âu khác. Hầu hết các quốc gia trên thế giới đều nhanh chóng điều chỉnh theo – ngoại trừ một ngoại lệ đáng chú ý là Mỹ, nơi Cơ quan thời tiết quốc gia (the National Weather Service - NWS) vẫn tiếp tục xuất bản các dữ liệu nhiệt độ theo chuẩn Fahrenheit – dù cho nhân viên của cơ quan này đã chuyển sang Celsius từ lâu.
"NWS phục vụ công chúng các báo cáo sử dụng độ Fahrenheit, nhưng phần lớn các hoạt động của họ chẳng hạn như các mô hình dự báo thì lại sử dụng độ Celsius", Hillger cho biết. "Đối với hầu hết các quan sát thời tiết tự động, nhệt độ cũng được ghi lại bằng độ Celsius. Nếu chuyển đổi đơn vị sử dụng trong các báo cáo thời tiết, thì có thể bỏ bớt thao tác thêm độ Fahrenreit khi xuất bản đến công chúng. Tuy nhiên, kể cả khi NWS nhận thức được sự phù hợp của độ Celsius, những chương trình khí tượng trên truyền hình lại đang phục vụ khán giả, phần đông là những người rất hiếm khi sử dụng thang Celsius, ngoại trừ cư dân một số vùng biên giới sát Canada và Mexico".
Jay Hendricks, người điều hành Nhóm đo lường nhiệt động lực học (Thermodynamic Metrology Group) của Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật Hoa Kỳ (NIST), chỉ ra rằng thang đo Fahrenheit cũng có lợi thế nhất định bởi: "Nó có phạm vi đo nhiệt độ môi trường thông thường rộng hơn. Tức là, nó có thể giúp chúng ta cảm nhận được rõ ràng sự khác biệt nhiệt độ hơn, ví dụ như khi so sánh giữa 70 độ F và 71 độ F, sẽ chi tiết hơn là so sánh giữa 21 độ C và 22 độ C. Vì con người có thể phân biệt được đến 1 độ F nên thang đo này đem lại cảm giác chính xác hơn cho trải nghiệm của con người".
Thế nhưng, lợi thế của thang Fahrenheit sẽ không còn nếu sử dụng số thập phân để biểu thị theo thang Celsius. "Lấy ví dụ quy đổi tương đương 70 và 71 độ Fahrenheit, khi chuyển sang độ Celsius sẽ là 21,1 và 21,7 độ C", Hendricks cho biết thêm.
Thông tin thú vị bên lề
Theo thông tin từ Phòng thí nghiệm Từ trường cao Hoa Kỳ (the National High Magnetic Field Laboratory), Anders Celsius, người tạo ra thang đo độ Celsius, cũng là người đầu tiên phát hiện ra mối liên hệ giữa cực quang (hay ánh sáng phương bắc) với sự dao động của từ trường Trái đất vào năm 1733.