——约翰•廷德耳和他的温室气体研究

撰文/吴溪

2009年是达尔文诞辰200周年，同时也是旷世巨著《物种起源》出版150周年。1859年，《物种起源》横空出世，震动了全世界。其实，就在《物种起源》出版前6个月，即1859年5月，爱尔兰物理学家约翰•廷德耳通过实验证明了一些气体对热辐射的显著吸收能力，为“温室效应”奠定了理论基础。当时，廷德耳的实验仅在学术界“激起几朵浪花”，并未引起更多的关注。今天，“温室效应”和“全球变暖”已成为世界性的话题，甚至被抬上了政治高度。在阐述进化论的理论之前，达尔文环游了世界，思考了20年；而廷德耳为了证明某些气体的“温室效应”，把自己关在伦敦的一间没有窗户的地下室，做了几个礼拜的实验。

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太阳的热量拥有穿过大气的能力。但是，当热量被地球吸收后，它们便发生了质变——由地球射向太空的光线不再拥有原来的“自由”。地球给从太阳来的热量发放了“通行证”，当它们要回去时却设置了层层“关卡”。结果，地球表面的热量逐渐积累，越来越多。

——约翰•廷德耳

廷德耳不光是个登山爱好者、探险家，他还是一位精力充沛的实验科学家。

1848年，28岁的约翰•廷德耳第一次来到阿尔卑斯山脚下。“眼前的美景是我今生所见之最。在德斯博伊斯冰川的一侧，所有的冰都被切割成美丽的形状，令人惊讶和赞叹。这里还没受到夏季炎热天气太大的影响，高高耸起的冰川尖顶，有着清晰而优美的线条，仿佛雕刻作品一般。”廷德耳被阿尔卑斯山的美景迷住了，沉醉其中。他发现，默德格莱斯冰川最具吸引力。它从勃朗峰北坡下面一直绵延到沙莫尼山谷，全长7千米，深200米，是法国最长的冰川。

廷德耳是成绩斐然的登山者。他曾数次攀登阿尔卑斯山的最高峰——勃朗峰；他登上了蒙特罗莎（阿尔卑斯山第二高峰，瑞士最高点）的顶峰，登山过程中所有的能量供给仅仅是一个火腿三明治；他是第一个登上魏斯峰（在德语中，它的意思是“白色顶点”）的人；要不是他的向导在最后一刻临阵退缩，他还有望登上马特霍恩山（马特霍恩的意思是“无法攀登的山峰”）。

廷德耳不光是个登山爱好者、探险家，他还是一位精力充沛的实验科学家。1853年，33岁的廷德耳谋到了一份好差事——英国皇家学会的自然科学教授。他的研究领域相当广泛，冰川只是其中的一个领域。廷德耳想知道的是，像默德这样的冰川是如何运动、如何融化的，而冰川的形成条件也让他十分好奇。

1859年是廷德耳埋头苦干、极其忙碌的一年。他忙着做实验、出席一个又一个学术会议，也开始着手写他的第一本关于冰川的书。当时，“温室效应”这个理论已经诞生。18世纪70年代，人类首次提出“温室效应”；到了19世纪20年代，法国人约瑟夫•傅里叶进一步发展了这个理论。傅里叶有着多重身份：他是个物理学家，当过秘密警察，还曾被派到埃及做总督，人生经历相当丰富。对于“为什么地球的实际温度比物理学家所推算的高”这个问题，傅里叶给出了自己的解释。他认为，太阳辐射透过大气达到地球，使地球变热；地球会将太阳辐射反射回太空，但辐射没那么容易透过大气。傅里叶猜想，热辐射（红外辐射）被大气所拦截，无法从地球逃逸到太空之中。几年后，另一个法国人克洛德•普耶推测，拦截热辐射的是大气中的某些气体。