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大气中的“关卡”
海洋世界 | 时间: 2010-06-12 19:29  | 文章来源: 香颂

“一整天的实验之后,这个课题已完全在我的掌握之中。”

廷德耳宣布:自己要通过实验来证明傅里叶和普耶的理论观点。那时,物理学家们已经研究了液体和固体的热吸收特性。当时,科学家们普遍认为,气体对热是“透明”或“几近透明”的,它们顶多能吸收少量的热。廷德耳要面对的挑战是,如何找到合适的方法,来观察到那些“无法察觉”的现象。

1859年5月,廷德耳把自己关在皇家学会的地下室,集中精力研究各种气体的热吸收特性。他使用了十分精密的仪器,用来检测气体的热吸收现象。5月9日,他尝试着检测了几种气体,结果都不太好。他在日记中写道:“……还没观察到明显的结果。”9天后,他便攻克了难题。5月18日,他在日记中流露出胜利的喜悦:“一整天的实验之后,这个课题已完全在我的掌握之中。”

廷德耳发现,空气确实具有拦截热量的能力,但其中各组分对热的吸收能力不同。他通过实验证明:大气的主要成分——氧气和氮气——对热是“透明”的,即它们并无吸收热量的能力,但那些化学结构比较复杂的分子却有很强的吸热能力。煤炭燃烧后产生的气体(包括二氧化碳、一氧化碳、甲烷以及其他碳氢化合物)对热量的拦截能力几乎相当于一块木板。在所有能够吸收热量的气体中,二氧化碳和水蒸气的能力尤其强,被大气所拦截的热辐射的大部分都落入这两种气体之手。

6月10日,廷德耳在英国皇家学会的集中会议上公布了自己的实验结果,维多利亚女王的丈夫阿尔伯特亲王也出席了会议。廷德耳对实验结果的阐述具体而形象:“对我们的眼睛来说,试管里的那些气体就和空气本身一样,是透明的、看不见的;但是对热辐射而言,它们就仿佛是一块云彩,热辐射几乎无法穿过它们。过去人类在此问题上的大胆猜测已经被实验所证实。太阳的热量穿过大气达到地球;但是,当它们经过地球的反射,要穿过大气重返太空,可就没那么容易了。”

《物种起源》在当年就已经掀起了争论大风暴,而人类是在很久之后才意识到温室效应的重大意义。

廷德耳并没有马上跟进实验。他惦记着自己的书,手上还有半打其他项目。直到1860年下半年,廷德耳才重新回到温室气体的实验上来。他改良了实验仪器,测试了更多的气体,获得了更为精确的实验结果。根据实验结果,廷德耳坚信:大气组分的改变会导致各种气候突变,但他却无法预见其对全球气候的调节作用。廷德耳肯定注意到了工厂烟囱里冒出的黑烟,但他没意识到二氧化碳过多可能会改变地球的整体气候。在廷德耳生活的年代,人类还没有那么无所不能,因此很少有人会认为人类可以在全球范围内改变某些东西,比如全球气候。

人们都认为温室效应是20世纪末的发现。事实上,在达尔文发表《物种起源》之前,全球变暖就已经有了理论基础,而且还得到了实验的证实。然而,廷德耳不是达尔文。达尔文是一位隐士,《物种起源》不仅仅描述了自然界的现象,里面还充满了作者的深度思考和智慧。廷德耳是另外一种人。他精力充沛,擅长社交,喜欢成为公众关注的焦点。他总是非常忙,被各种事务所包围。廷德耳的发现并没有给人类思想带来翻天覆地的变革。《物种起源》在当年就已经掀起了争论大风暴,而人类是在很久之后才意识到温室效应的重大意义。与实际情况相比,温室效应的理论过于超前。它待在角落里,身上蒙上了一层又一层灰尘。直到人类发现冰川的融化速度越来越快,才看到它的价值。

如果廷德耳看到今天全球气候变化至此,他会怎么想?有一点可以肯定:他会为冰川的融化而难过不已。那座曾让他无比赞叹的德斯博伊斯冰川,现在已从人间蒸发。

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