风暴瓶的历史及传播.pdf
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1、WeChat:kexuemag43风暴瓶的历史及传播王思琛萨日娜风暴瓶是一种通过瓶中的结晶形态判断天气的仪器,尤其用来确定风暴的有无及大小。19 世纪风暴瓶在航海中得到了广泛应用。本文通过追溯风暴瓶的历史,探讨其在中国的传播,进而透视出东西方科技交流的状况风暴瓶,又名天气瓶,是一种用来预测天气的透明玻璃瓶。风暴瓶于18、19 世纪已为欧洲熟悉并使用。法国科幻小说海底两万里第12 章中也提到风暴瓶:“当瓶中混合物分解就预告了暴风雨的来临”,并将其作为诺第留斯号航行必备的仪器。雨果在流亡海岛期间创作的小说海上劳工2 中,热尔特雷船长列举了许多预示风暴来临的物象征兆,其中即包含风暴瓶:“我有一根气候
2、变化预测管,它显示的征兆也不妙。”据此推测雨果听闻甚至见过、使用过风暴瓶。现有文献资料无法确定风暴瓶的第一发明者,由于其所含物质都是常用的炼金药品,故风暴瓶很可能是当时炼金术士的成果3。但在较长一段时间里,它未被当作科学的天气预测仪器,许多人认为用它预测天气是荒谬的,仅将之视为有趣的工艺品。这种情况在菲茨罗伊(R.Fi t z Ro y)主持英国贸易部下设的气象局工作期间得到改变,他将风暴瓶作为一种科学的风暴预测器在全英国范围内推广使用,可以说菲茨罗伊是风暴瓶发展史上至关重要的人物风暴瓶的理论基础依据菲茨罗伊18 6 3年出版的天气学手册4,风暴瓶中只含有樟脑、水、酒精、硝酸钾、氯化铵五种物质
3、。樟脑可溶于酒精,不溶于水;水与酒精可互溶,因而风王思琛:博士研究生:萨日娜:教授,上海交通大学科学史与科学文化研究院,上海2 0 0 2 40。Wang Sicheng:Doctoral Candidate;Sa Rina:Professor,Schoolof History and Culture of Science,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai200240.科学源流ORIGIN&DEVELOPMENT暴瓶中的液体常有结晶。实验表明,风暴瓶中的结晶为樟脑晶体5,即风暴瓶中硝酸钾、氯化铵、酒精和水都是影响樟脑结晶的辅助品,它们自身不会析出晶体
4、。风暴瓶中的樟脑晶体变化主要受温度影响,人们可以根据瓶中晶体形态了解过去一段时间的温度变化,却很难预测未来的天气。但对当时难以获得精确仪器或接收天气预报的渔民来说,风暴瓶作为平民化仪器,仍有很高的实用价值。风暴瓶于18、19 世纪广为流传,当时人们尚未完全了解风暴瓶的工作原理,对风暴瓶的态度大致分为两类。以菲茨罗伊、科学仪器制造商内格雷蒂(H.Negretti)和赞布拉(J.Zambra)为代表,认为温度并不是影响结晶的唯一原因,大气中的电也会影响瓶中结晶,故风暴瓶可以与气压计、温度计一起预测天气。菲茨罗伊坚信风暴瓶中的结晶变化由空气中的电压导致:“用精密的电流计反复实验,测量空气中的电压,已
5、经证明了这些事实。”4 在当时,大气电理论在富兰克林、开尔文等人的发展下逐渐兴起,且人们通常认为雷暴天气与大气中电荷电场变化密切相关,因而菲茨罗伊认为风暴瓶中晶体变化受大气电的影响,故能预测天气。菲茨罗伊还专门致信法拉第,同他讨论电对风暴瓶的影响,然而法拉第对菲茨罗伊的理论给予否定。1861年10 月19 日,法拉第在回信中写道:“我认为除了温度外,没有什么因素能够影响混合物的状态。”5以法拉第、汤姆林森(C.Tomlinson)为代表,认为风暴瓶中的结晶变化只受温度影响,不能预测天气。汤姆林森18 6 3年在伦敦、爱丁堡、都柏林哲学杂志和科学院杂志上发表了题为关于俗称风暴瓶的实验442023
6、年5月75卷3 期科学SCIENCE检验的文章,详述他关于风暴瓶做的多组实验和结论,认为风暴瓶是一种粗糙的温度计,且效果不如温度计,因为它没有统一的标准,甚至在同一地区的两所不同房子中的风暴瓶,由于受到不同的辐射,瓶中的结晶状况也不相同。即便几位科学家不认同风暴瓶准确预测天气的能力,菲茨罗伊仍致力于向民众推广,其原因在于虽然风暴瓶的效果不如某些精密仪器准确,但它作为粗糙温度计的作用已被科学家认可,适用于普通渔民、水手。风暴瓶的词源和起源风暴瓶词源探析英文中对风暴瓶的称呼多种多样,一般称之为thestormglasses(风暴瓶)、FitzRoys stormbarometers(菲茨罗伊风暴晴
7、雨表)、chemicalweatherglass(化学天气瓶)、camphorglass(樟脑瓶)、theweatherglass(天气瓶)thecamphorstormglass(樟脑风暴瓶)等。其中有两个关键词:barometer和glass,即风暴瓶的主体,它们的修饰词多变,chemical、c a m p h o r、storm和weather分别体现了风暴瓶所含物质、工作原理和应用方向的特点。不过,在气象仪器发展历史中,weatherglass一般是所有反映天气状况的玻璃仪器的统称,风暴瓶只是其中一种。天气学手册正文中对风暴瓶的称呼是camphorglass,以瓶中含有的特殊物质樟脑
8、命名;在附录中,两次称为stormglass,且有so-called前缀。结合上下文,可推测当时stormglass是一种俗称,流传广泛却不正式,camphorglass是更为学术和正式的用语。而chemicalweatherglass一名出现在威克里布(Wiegleb)17 9 1年的近代化学发现发展史6 一书中,chemical一词凸显了风暴瓶有别于基于其他物理性质制造的天气预报仪的特色。由于stormglass一名既能反映风暴瓶的特性,又是现今常用词语,故本文统一称为stormglass(风暴瓶)。法语中对风暴瓶的称呼除barometredeFitzroy,bouteilletempet
9、e,v e r r e s-d e-t e m p e t e s 三种英文名称的直译外,还有由法国律师、气象爱好者勒戈(P.Legaux)所起的特殊称呼 pronostic”,取“预测”之意。风暴瓶在日语中常被称为:天気管(岚()风雨计()测候器()等。汉语对风暴瓶的称呼更为丰富且皆译自英文,如天气瓶、风暴瓶、晴雨表、风雨表、风雨计、寒暑表、辨天时表等。这些名称繁多混乱,有的译名将风暴瓶与气压表、温度计混作一谈,经过岁月的淘炼,现已废弃不用。现在常用的“天气瓶”和“风暴瓶”都是英文名称的简单直译。西方气象学知识传人我国之际,“Barometers”“thermometers分别被翻译成“风雨
10、针表”(今气压计)“寒暑针表”(今温度计)等。当时的“风雨表”通过测空气压力来预知风雨,即今天的气压表,因此将风暴瓶称为“风雨计表”的译者认可风暴瓶预测天气的能力,甚至认为风暴瓶的原理与气压表的原理有相似之处。傅兰雅(J.Fryer)和江衡翻译的测候器图说7 中将风暴瓶创造性地翻译为“辨天时表”,既与其他仪器有所区分,又展现了风暴瓶的功用,遗憾的是这一名称未被时人广泛接受。从风暴瓶的形态来看,“瓶”比“表”更合适。然而包括傅兰雅在内的许多人都使用“表”而非“瓶”,可能是借鉴barometers译名的缘故。这些混乱的译名体现了当时人们对风暴瓶中结晶原理的理解及对风暴瓶用途的认识的不同。风暴瓶的起
11、源风暴瓶可能是中世纪炼金术士的成果,但具体起源已不可考。天气学手册中明确提出,一百多年前风暴瓶在英国被生产制造,但很难确定它的创造者4。可以明确的是它曾被售卖于老伦敦桥上一家有“山羊和指南针”标志的店中。罗杰(K.Roger)在老伦敦桥周围的标志和酒馆一书中记载,在老伦敦桥上有一家以“山羊和指南针”为名的酒吧,可推测菲茨罗伊所指的风暴瓶可能就在这家酒吧售卖。然而,菲茨罗伊于18 6 1年记载,大约在40 年前,一位叫马拉克雷迪(Malacredi)的意大利人将风暴瓶引人英国,这与他的天气学手册中所说的一百多年前风暴瓶在英国已经开始生产制造前后矛盾。意大利起源说并非菲茨罗伊的个人观点,法国也有许
12、多支持者,如哈瓦那气象台台长波伊(A.Poy),他认为风暴瓶最初由不知名的意大利人制造。此外,也有人提出风暴瓶由法国律师勒戈发明,勒戈利用名为“pronostic”的仪器,从17 7 6 一17 8 1年进行观测并预测风暴的产生及相对大小。同菲茨罗伊一样,勒戈已被证实并非风暴瓶的创造者,比安奇(Bianchi)17 8 2 年出版的小册子指出WeChat:kexuemag45ORIGIN&DEVELOPMENT科学源流一位名叫菲奥罗尼(Fioroni)的意大利物理仪器制造者给出了风暴瓶的介绍和配方,同时表明风暴瓶的创造者不知为何人。8 由此可见,即便在菲茨罗伊和勒戈生活的时期,也无法明确风暴瓶
13、的发明者及创造时间,解开发明者之谜或许还有待新资料的发掘与研究。菲茨罗伊的贡献菲茨罗伊作为英国海军中将,在航海领域有诸多贡献。他是英国气象局的创始人,同时也是著名的“贝格尔号”(thebeagle)的船长,他曾邀请达尔文远航,成为达尔文进化论的见证者。长期的海上航行经历让他对海上风暴预警产生浓厚的兴趣,意识到风暴预测对海上航行人员生命和财产的重要性。正如穆尔P.Moore)的评价:“如果说物种起源是科学对过去的擅自闯入,那么天气预报就意味着对神圣未来的入侵。”9 菲茨罗伊年轻时就读于皇家海军学校,他对当时最先进的气象学知识十分了解,在蒲福(F.Beaufort)的指挥下开始从事气象、水道的测量
14、工作;此外,同海员、渔民的密切接触使他积累了许多天气预测的经验性知识。18 56 年成为气象局局长的菲茨罗伊“向6 0 个港口发放气压计并附使用说明,以便他们了解气压变化与风的关系。他从18 6 1年开始在气象局收集英国国内15个地方的天气电报,并通过巴黎收集欧洲各地的天气资料,每天向报纸(泰唔士报)提供天气图,在各个港口做出暴风标志,发布暴风警报”10 ,并在一些地区雇佣专人维护保养,这一行为受到许多渔民的感激与赞誉。然而,由于当时科学技术条件的限制,暴风警报的准确率较低,巨大的挑战和压力使他的精神状态愈发糟糕,最终选择自杀。18 7 8 年,国际气象组织成立,菲茨罗伊被正式确认为天气预报的
15、创始人和气象学泰斗,这位气象预报事业的先驱者终于得到世界认可,获得了他应有的地位和名分。菲茨罗伊不仅是一位船长,更是一名严谨的科学FRINTEDFOTVERSSOOIETYGOATANDCOMPASSESHEoArasasymbolsprangfromalong-pastmytholosytobocomoafavouriterienoutido ourEnglkah InnsThocompaxeermayhavoindicatedthatminebostwasamason.Amoro lovablelegend from tho17thcenturyhan itthat thonamowaso
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