達爾文身旁的男人,發(fā)明了天氣預報
來源:科普中國
發(fā)布時間:2023-12-01
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2023年度“科普中國青年之星創(chuàng)作大賽”獲獎作品

作者:劉珊珊 周雪城


多年以后,《物種起源》發(fā)表的時候,達爾文會回想起跟隨小獵犬號環(huán)游世界的那些日子。其間,南美生物的分布情況以及現(xiàn)代生物與古生物間的地質(zhì)關系,令他印象至深,并啟迪了他對物種起源的認識。而今天故事的主角,就是小獵犬號軍艦艦長——羅伯特·菲茨羅伊。這個名字在歷史中或許并不如達爾文那樣家喻戶曉,然而,他的一生卻與科學、航海和天氣預報密不可分。這位英國貴族出身的紳士,沒有用他的金湯匙攫取權力和金錢,而是以卓越的科學貢獻,成為了不可磨滅的歷史人物。


菲茨羅伊畫像?圖源:wikipedia


1805年,菲茨羅伊出生于英國阿姆普頓·霍爾的一個上層家庭。“快活王”查理二世是他的先人,前英國首相格拉夫頓公爵是他的祖父,而當時的陸軍司令是他的舅舅。這樣顯赫的家庭背景下,菲茨羅伊人生軌跡應該是在貴族學校接受良好的教育,然后升入劍橋或者牛津大學,之后投身政治,平步青云。但他“不愛江山愛航海”,對家族的期望毫無興趣,反而對波瀾壯闊的大海充滿期待。


1817年,12歲的他毅然進入英國皇家海軍學院,開始為成為一名船長做準備。極具天賦的他僅用了20個月就完成了數(shù)學、古典文學、牛頓力學、航海學、外語、繪畫、劍術、舞蹈等多門課程。隨后他加入皇家海軍,作為學徒跟隨艦艇四處巡游,并在幾年后以前所未有的雙滿分成績畢業(yè)。


畢業(yè)后,聰慧又勤勉的他很快就迎來了大海的召喚。1828年,小獵犬號船長斯托克斯因工作壓力自殺,菲茨羅伊接任臨時船長,他帶著自豪和憧憬出發(fā),全然不知命運會以什么樣的形式延伸。這一年,他只有23歲。


他的任務是對巴塔哥尼亞、火地島和麥哲倫海峽的海岸進行考察和測定。長時間的航行伴隨的是無盡的孤寂和無聊,為了防止重蹈前船長的覆轍,他委托科學家蒲福為他尋找一位私人同行者。沒想到這個職位幾經(jīng)輾轉(zhuǎn),到了年輕的達爾文面前。此時的達爾文只有22歲,剛剛大學畢業(yè)他每天“玩蟲、騎馬、打獵、吃宵夜”,遠沒表現(xiàn)出開宗立派的睿智和堅毅,但其充沛的熱情和對植物的了解還是使他獲得了這個職位。上船后,二人相處得頗為融洽,工作上相輔相成,共同勘測航道,一起采集標本,忙得不亦樂乎。


雖然在這樣的相伴下,旅途不再孤單,但這趟航行依然說不上輕松。冰山、敗血癥、刺骨的寒冷、還有讓人望而生畏的野人,都讓一行人吃盡了苦頭。不過,最危險的還是海上的風云突變,前一秒還天朗氣清,下一秒就黑云壓城。帕姆佩羅的冷風,圣艾爾摩之火,威利瓦颮,海峽狂風,個個致命。比如1929年,船只遭遇凜冽的帕姆佩羅冷風,兩名水手當場殞命。雖然菲茨羅伊已經(jīng)在船上裝備了當時最先進的氣象儀器,什么氣壓計,溫度計,風速計,但依然無法保證每次都能走為上計。不過通過不斷地和惡劣天氣斗智斗勇,他對氣象的研究越來越深入,之后他總結經(jīng)驗,發(fā)表了《氣壓計和天氣手冊》,為他的氣象事業(yè)奠定了基礎。


《氣壓計和天氣手冊》封面?圖源:Google Books


1836年,小獵犬號完成任務,光榮返航。菲茨羅伊向英國海軍部上交了82張圖標和8張海岸線圖,這些精細準確的圖譜畫得極為出色,直到二戰(zhàn)時期才被逐漸替代。憑借這次航行,菲茨羅伊名聲大噪,不但獲得了地理學會的最高榮譽,還被任命為新西蘭總督。不過這可算不上是個好差事。那時的新西蘭還不是風吹草低見牛羊的富庶之地。菲茨羅伊作為第二任總督,頗有篳路藍縷,以啟山林的艱辛。而且當?shù)氐囊泼窈屯林呀?jīng)到了水火不容的地步。移民擁有有組織的領導、有影響力的報紙、還有英國老家背后的支持。而土著卻勢單力薄,局面明顯被動。然而,菲茨羅伊沒有屈從于移民的強勢,他大力推動人人平等的理念,主張不管是移民還是土著均擁有同等的土地權利,政府不與撥款,他甚至會自掏腰包推行政策。


可想而知,在那個圈地跑馬的殖民擴張時代,這樣的平權政策勢必無法獲得英國政府的支持,沒過多久,他就被當局召回。這趟旅程沒有給菲茨羅伊帶來政績,他反而因為自掏太多腰包而一貧如洗。這時,英國氣象部門成立,好友達爾文知道他在航行期間積累的氣象知識,力邀他出任部門主管。這次邀請,真正開啟了菲茨羅伊的氣象生涯,也叩響了天氣預報業(yè)務的大門。


剛剛成立的氣象部門人手短缺,菲茨羅伊手下只有三個人。然而部門不大,責任卻不??!他們要匯總航船記錄的海量氣象數(shù)據(jù),統(tǒng)計航線上每個月的典型風向、氣溫等氣象要素,找到合適的航線。但菲茨羅伊發(fā)現(xiàn),只做這些依然遠遠不夠。


1859年8月26日,載著500名淘金客的“皇家憲章號”從澳大利亞墨爾本出發(fā),駛向英國利物浦,和他們在同一條船上的,還有至少價值7.7億英鎊的黃金。這些冒險家收獲了巨額財富,滿心期待地踏上了歸家的旅途。船上一位水手上船前給母親寄了一封信,信上寫道:母親啊,請為我祈禱順風吧,而我將為風聲鳴笛。然而,他期待的順風在行程接近終點時戛然而止。10月25日,旅程倒數(shù)第二天,海上氣壓驟降,空氣變冷,海霧彌漫。缺少氣象知識的泰勒船長下令繼續(xù)前進,卻正好駛?cè)腼L暴中心。其實,只要船長看到氣壓計顯示的低壓,又讀過菲茨羅伊撰寫的《氣壓計和天氣手冊》,就會知道這種情況下,向左航行就可以遠離風暴中心。


但是,現(xiàn)實沒有如果。風暴持續(xù)了三天,包括皇家憲章號在內(nèi)的133艘船舶沉沒,800人喪生,因皇家憲章號損失最為慘重,這場風被稱為皇家憲章風。


這場災難震驚了包括菲茨羅伊在內(nèi)的英國大眾,他們知道,必須做點什么了。


其實菲茨羅伊早就提議:“每艘航船都應進行氣象觀測和預警?!钡窃S多船長根本不知道該如何安裝儀器和采集數(shù)據(jù),更不要說如何分析氣象數(shù)據(jù)。菲茨羅伊冥思苦想后,想到了一個新辦法。那就是與其期待每個船長精通氣象學,還不如讓懂氣象的人時刻關注天氣,然后把天氣信息廣而告之。沿著這個思路走下去,他決定做一件以前從未有人做過的事,他要發(fā)布風暴預警和天氣預報。


預測天氣,聽起來是天方夜譚。從前,人們只能通過巫師的水晶球透出的模糊景象和巫師語焉不詳?shù)慕庾x窺探天機,猜測下一場風雨將在何時發(fā)生。而此時,菲茨羅伊希望可以憑借多年航海經(jīng)驗和擔任氣象廳主管時發(fā)現(xiàn)的氣象規(guī)律,真正科學地預測天氣。1861年2月6日,他發(fā)布了第一份歐洲海岸線風暴預警,并通過電報傳輸。這次預警非常及時,使許多船只躲過風暴的摧殘。1861年8月1日,《泰晤士報》左下角一塊不起眼的地方開辟了一個小專欄,標題是明后兩天的天氣概況。內(nèi)容為:

北部地區(qū):輕微的偏西風,晴。

西部地區(qū):輕微的偏南風,晴。

南部地區(qū):較強的偏西風,晴。


第一份天氣預報原稿?圖源:metoffice.gov.uk


這是人類歷史上第一份官方天氣預報。他為普羅大眾打開了氣象學的大門。從計劃去倫敦出差的商人,到準備去海邊度假的家庭,越來越多的人從此開始關注天氣,認識天氣。天氣預報也成為了維多利亞時代的奇談。甚至在一個周日的早晨,女王的使者竟敲響了菲茨羅伊的房門,向他詢問第二天的天氣,以幫助女王決定第二天是否前往懷特島。


如果說小獵犬號的航行,讓菲茨羅伊體會到了少年得志的意氣風發(fā);敗走新西蘭,讓他品味到了命運的陰晴不定。那天氣預報的成功發(fā)布,可以說是他洗盡鉛華后,人生的另一個高光時刻。


然而,光鮮的背后麻煩也接踵而至。


首先是天氣預報。即使是當代,天氣預報都常因預報失誤而被公眾吐槽,一百多年前的情況更是可想而知。一方面,公眾不斷抱怨菲茨羅伊的天氣預報不夠精準,準備開展天氣預報的公司也順勢推波助瀾,散布他的謠言;另一方面,當時的氣象理論百花齊放,沒有統(tǒng)一的理論,菲茨羅伊預報天氣采用的理論并沒有得到科學界的普遍認可。面對這些,他只能焚膏繼晷,更加努力地工作,期間還擠出時間撰寫了備受好評的《天氣學手冊》。


《天氣學手冊》封面?圖源:Google Books


然而,這些努力并沒有換來好的結果,政府削減了氣象部門的資金預算,刊載天氣預報的《泰晤士報》,也開始有文章對他的預報冷嘲熱諷,讓他感覺壓力巨大。同時,長年累月的工作擊垮了他的身體,曾在火地島群山穿行的他,在朋友眼中已經(jīng)“精疲力盡,瘦弱不堪”,他不得不暫停工作,到郊區(qū)休假。他的經(jīng)濟狀況也很糟糕,雖然他所在的部門每年得到大量撥款,但是都被他用來建立氣象站,完善天氣預報。雙向情感障礙也在時刻折磨著他,晚年時,他時常在崩潰的邊緣徘徊。這還沒完,皇家憲章號遇險的那年,他的老友,小獵犬號上的戰(zhàn)友達爾文,發(fā)表了《物種起源》,直接否定了《圣經(jīng)》中的神創(chuàng)論。這無疑深深打擊了虔誠的基督徒菲茨羅伊。在赫胥黎與威爾伯主教在牛津進行有關進化論的大論戰(zhàn)時,沒多少人知道,菲茨羅伊也在場。他高舉《圣經(jīng)》,聲稱“《圣經(jīng)》就是不容懷疑的真理”,人們卻只把他當做一個瘋子。


終于,在1865年春天,和煦的春風還未吹進英倫三島,身心俱疲的菲茨羅伊用剃刀割斷了自己的喉嚨,永遠的離開了。我們無從得知壓死駱駝的最后一根稻草是什么,只知道他離開前一天還發(fā)布了最后一份天氣預報:


4月29日,倫敦,雷暴雨。

他去世后,政府中止了風暴預警和天氣預報,隨即收到漁民和市民的大量投訴。后來的統(tǒng)計也表明,菲茨羅伊發(fā)布的預警中,有75%都得到了證實。但是這些,他都看不到了。


他的一生并不幸運。作為一名基督教徒,他的環(huán)球遠航最終破壞了圣經(jīng)的權威;作為一名紳士,他在新西蘭推行人人平等的原則,卻被當局罷免;作為氣象部門的負責人,他耗費巨大精力發(fā)布風暴預警和天氣預報,明明很有用卻因為太過超前而不被理解。


但人們不會忘記他的貢獻。雖然在那個時代,他的預報理論性不足,但他的思想啟迪了無數(shù)氣象人。后來者跟隨他的腳步,不斷完善氣象理論,并最終在計算機的幫助下,得到了我們現(xiàn)在看到的天氣預報。1878年國際氣象組織成立,當即確認菲茨羅伊為天氣預報的創(chuàng)始人和氣象學的泰斗。2002年,為了表達對他的敬意和懷念,BBC的海上天氣預報電臺將非尼斯泰爾區(qū)域改名為菲茨羅伊區(qū)域。


BBC海上天氣預報區(qū)域圖,左下角的FitzRoy區(qū)域即為紀念菲茨羅伊而改名的區(qū)域?圖源:bbc.com

羅伯特·菲茨羅伊,天氣預報事業(yè)的先行者,最終獲得了人們的尊敬和景仰。


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