1835年4月，美國氣象學(xué)家威廉·雷德菲爾德被一篇匿名文章吸引了注意力。這篇刊登在《富蘭克林研究院期刊》上的文章對雷德菲爾德的風(fēng)暴理論提出了質(zhì)疑。作者宣稱，他將會在不久的將來糾正雷德菲爾德的錯(cuò)誤。在19世紀(jì)，科學(xué)家受到學(xué)術(shù)界同行的質(zhì)疑并非新鮮事，但對于在風(fēng)暴研究領(lǐng)域頗有建樹的雷德菲爾德而言，這不啻于一篇討伐自己“學(xué)術(shù)帝國”的檄文。他決定予以回應(yīng)。于是，一場關(guān)于風(fēng)暴的學(xué)術(shù)爭端就此展開。

下面讓我們沿著時(shí)間的脈絡(luò)重溫這段有趣的歷史。

“上帝之鞭”

1831年8月10日傍晚，巴巴多斯靜謐秀美的大好風(fēng)光一如往昔。當(dāng)夕陽漸漸沉沒在遙遠(yuǎn)的地平線下時(shí)，大風(fēng)驟起，大片翻涌的愁云堆積在天邊。入夜之后，風(fēng)力加大，最終于凌晨時(shí)分演變成猛烈的颶風(fēng)。持續(xù)時(shí)間長達(dá)6小時(shí)的颶風(fēng)摧毀了這座迷人的小島：海灣里?？康拇槐豢耧L(fēng)掀翻在岸邊，島上的建筑和種植園區(qū)被夷為平地，4000多人不幸遇難。在颶風(fēng)的淫威之下，巴巴多斯這片富饒的甘蔗產(chǎn)地一夜之間變得滿目瘡痍，不僅蒙受了重大的經(jīng)濟(jì)損失，而且發(fā)生了人道主義危機(jī)。

風(fēng)暴肆虐過后的10月7日，時(shí)任巴巴多斯總督的詹姆斯·里昂爵士決定將這一天定為全民哀悼日以及向上帝的感恩日，因?yàn)樗徒^大多數(shù)人一樣，認(rèn)為風(fēng)暴是超出科學(xué)范圍的神跡，風(fēng)暴的出現(xiàn)不過是上帝對人類施行的一場審判。

有別于民眾的認(rèn)知，學(xué)者們不愿相信人類在風(fēng)暴面前只能祈禱。于是，一場揭秘風(fēng)暴的行動(dòng)就此展開。雷德菲爾德也由此嶄露頭角。

初識風(fēng)暴

雷德菲爾德在42歲之前并未被氣象學(xué)界所熟知。此前的他不過是一名經(jīng)營輪船公司的商人。憑借著獨(dú)到的眼光、創(chuàng)新能力和打拼精神，雷德菲爾德在商界X4K8A5qV/er+fPT0JgIRggzdC/qkJT5lZ7DNE7AfI9Y=收獲了不俗的口碑以及可觀的財(cái)富。那時(shí)的雷德菲爾德并未想到，不久之后，他將叩開氣象學(xué)界的大門，并在風(fēng)暴領(lǐng)域潛心研究數(shù)十年。

1831年，在從紐約去往紐黑文的輪船上，雷德菲爾德遇到耶魯大學(xué)教授丹尼森·奧姆斯特德。倆人聊到了一篇有關(guān)冰雹的論文，并很快談起了風(fēng)暴。雷德菲爾德向奧姆斯特德講述了自己對風(fēng)暴的見解。據(jù)他觀察，一場風(fēng)暴肆虐過后，在相距1500米的兩地，樹木的倒伏方向并不一致，甚至完全相反。雷德菲爾德?lián)送茢啵L(fēng)暴的風(fēng)向是不斷變化的。為了驗(yàn)證自己的猜想，他搜集了各地出版的報(bào)紙，并繪制出風(fēng)暴的移動(dòng)路線，最終斷定風(fēng)暴是一場移動(dòng)的巨型旋風(fēng)。

奧姆斯特德對雷德菲爾德的風(fēng)暴理論產(chǎn)生了濃厚興趣，他鼓勵(lì)雷德菲爾德就相關(guān)研究撰文發(fā)給《美國科學(xué)期刊》。幾個(gè)月后，震驚氣象學(xué)界的《大西洋沿岸盛行風(fēng)暴研究》一文問世。

在文章中，雷德菲爾德提出了這樣一種理論：風(fēng)暴其實(shí)是一個(gè)規(guī)模巨大的旋風(fēng)，它就像陀螺一樣到處轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，但在颶風(fēng)中間的颶風(fēng)眼zQI+bn1ho5vhbWr0/OfObH8qe+FvpG7tcINxfsrYWgw=里其實(shí)是沒有風(fēng)的。雷德菲爾德還通過一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)構(gòu)造出風(fēng)暴的模型：在盛有一半水的圓柱形容器中，用攪拌棒沿著圓形軌跡朝一個(gè)方向不停攪拌容器中的水，進(jìn)行離心運(yùn)動(dòng)的水體的中部水位下降、外圍水位升高。風(fēng)暴的力學(xué)結(jié)構(gòu)由此呈現(xiàn)在人們眼前。該實(shí)驗(yàn)還一舉解答了三個(gè)困擾人們的難題：一是弄清了為何一場西北風(fēng)暴后面總是跟著一場東南風(fēng)暴。二是解答了風(fēng)暴中心氣壓變低的問題，同時(shí)證明了某地的氣壓為何會在風(fēng)暴來臨前升高。三是解開了風(fēng)暴眼的秘密，即由旋風(fēng)中心的真空作用引起，風(fēng)暴中心會出現(xiàn)短暫的無風(fēng)平靜期。

雷德菲爾德的理論在當(dāng)時(shí)較好地解釋了風(fēng)暴運(yùn)行的機(jī)制，因而獲得了學(xué)術(shù)界專家的一致認(rèn)可。雷德菲爾德相信自己會親手揭開風(fēng)暴形成的神秘面紗，直到一篇匿名文章的出現(xiàn)。

匿名作者

這篇匿名文章的作者是美國氣象學(xué)家詹姆斯·埃斯皮，他比雷德菲爾德年長4歲，是個(gè)典型的學(xué)院派，個(gè)性堅(jiān)定且強(qiáng)勢，學(xué)術(shù)風(fēng)格大膽而激進(jìn)。埃斯皮任職于費(fèi)城的富蘭克林研究院古典系，從事與氣壓波動(dòng)相關(guān)的研究工作，并精通數(shù)學(xué)計(jì)算。

1834年，埃斯皮當(dāng)選美國自然科學(xué)協(xié)會與富蘭克林研究院聯(lián)合委員會主席，并正式投身于風(fēng)暴的研究工作。埃斯皮培養(yǎng)了14名天氣日志記錄員，負(fù)者記錄每天的風(fēng)向和云的特征，以期盡可能多地收集新生風(fēng)暴的信息。與此同時(shí)，埃斯皮通過對“潛熱”的研究，發(fā)現(xiàn)水汽通過上升氣流維持在空中并最終形成了云。這一發(fā)現(xiàn)猶如最后一塊拼圖，至此，埃斯皮構(gòu)建起了一套完整的動(dòng)態(tài)天氣系統(tǒng)理論。

在接下來的日子里，埃斯皮著手驗(yàn)證自己的水汽循環(huán)理論。得益于扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，埃斯皮的計(jì)算工作進(jìn)展順利。后來，埃斯皮升任美國自然科學(xué)協(xié)會氣象學(xué)聯(lián)合委員會主席，這使他有機(jī)會利用真實(shí)數(shù)據(jù)對自己的理論進(jìn)行模擬。隨著研究的深入，埃斯皮意識到雷德菲爾德風(fēng)暴理論的最大缺陷是不能解釋風(fēng)為何會圍繞風(fēng)暴中心高速旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算，埃斯皮得出了自認(rèn)為更合理的解釋：風(fēng)暴下方的冷空氣借由水汽的強(qiáng)大推力不斷取代上升的暖空氣的位置，最終形成威力巨大的風(fēng)暴。

埃斯皮堅(jiān)信自己的水汽理論就是風(fēng)暴為何會產(chǎn)生的最終答案，除此之外的一切理論都是荒謬的。自信的埃斯皮決心采取縝密的行動(dòng)將雷德菲爾德趕下“王座”。

針鋒相對

鑒于雷德菲爾德的風(fēng)暴理論已深入人心，埃斯皮希望誘使雷德菲爾德率先發(fā)聲，從而掌握主動(dòng)，這才有了前文提到的那篇匿名文章。

這篇刊發(fā)于1834年的匿名文章篇幅不長，卻點(diǎn)名道姓直指雷德菲爾德論文的不妥之處，并聲稱將繼續(xù)保持懷疑，直到獲得更多證據(jù)以推翻其論斷。一年之后，埃斯皮等來了雷德菲爾德的反擊。

在1835年4月寄給《富蘭克林研究院期刊》的回應(yīng)文章中，雷德菲爾德坦承自己關(guān)于愛丁堡氣壓變化的言論是錯(cuò)誤的，但不接受匿名作者的其他批評，特別是其傲慢無禮的態(tài)度。通過查閱大量的數(shù)據(jù)和資料，雷德菲爾德斷定埃斯皮的熱流似乎是會對局部天氣產(chǎn)生影響，比如說影響陸地上或海上的風(fēng)，但熱流并不是導(dǎo)致宏觀性的大氣事件的首要因素。所以，他又一次重申了自己的“風(fēng)暴是旋風(fēng)”的觀點(diǎn)，并且宣稱這是由“地球繞地軸自轉(zhuǎn)”引起的。

雷德菲爾德的回應(yīng)迅速成為了學(xué)術(shù)界熱議的話題，這也正是埃斯皮所期待的。在此期間，埃斯皮緊鑼密鼓地發(fā)表了一系列論文，成功地宣揚(yáng)了自己的水汽循環(huán)理論。萬事俱備，埃斯皮決定對雷德菲爾德進(jìn)行公開抨擊。

1836年7月，埃斯皮撰寫的《對霍頓、雷德菲爾德和奧姆斯特德理論的檢驗(yàn)》一文刊出。文章措辭尖銳，甚至稱得上是刻薄，直接反駁了雷德菲爾德關(guān)于風(fēng)暴的核心觀點(diǎn)，即風(fēng)暴是移動(dòng)旋風(fēng)的理論。他指出：“很明顯，所有這些事實(shí)都更符合豎直旋風(fēng)理論，而非水平旋風(fēng)理論?！?/p>

面對埃斯皮的公開批評，雷德菲爾德進(jìn)行了有禮有節(jié)的反擊。他在發(fā)表于1837年2月的《雷德菲爾德先生就某些風(fēng)暴的旋風(fēng)特性答埃斯皮先生書》一文中表示，自己無意推翻埃斯皮的氣流上升理論，只想闡述自己觀點(diǎn)的科學(xué)性和數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

二人都對自己的觀點(diǎn)據(jù)理力爭。在埃斯皮看來，雷德菲爾德的觀點(diǎn)缺乏系統(tǒng)理論的支持，只有一系列的觀察記錄和過于主觀的推斷。雷德菲爾德則認(rèn)為，埃斯皮過于執(zhí)著于自己的觀點(diǎn)，并一針見血地指出：如果水汽是風(fēng)暴的推動(dòng)力，為何最強(qiáng)大的風(fēng)暴往往出現(xiàn)在水汽活動(dòng)較弱的冬季？

與埋頭于研究的雷德菲爾德不同，埃斯皮選擇到更多的公開場所宣揚(yáng)自己的觀點(diǎn)。接下來的4年里，埃斯皮在氣象學(xué)聯(lián)合委員會主席頭銜的加持下，憑借精心的準(zhǔn)備和不俗的談吐，使自己的風(fēng)暴理論逐漸獲得美國氣象學(xué)界的認(rèn)可。勝利的天平開始向著埃斯皮傾斜；但他不知道的是，雷德菲爾德拿到了足以扭轉(zhuǎn)局面的砝碼—一封來自大西洋彼岸的來信。

跨洋來信

1838年4月，一封來自英國皇家工程師威廉·里德的信件端正地?cái)[在雷德菲爾德的書桌上，信中還附有幾張記錄風(fēng)暴的樣表。里德言辭恭敬，先是肯定了雷德菲爾德的風(fēng)暴理論，并表示自己打算發(fā)表一篇有關(guān)風(fēng)暴的論文，希望可以得到雷德菲爾德的指導(dǎo)。

里德出生于一個(gè)牧師家庭，作為家中長子的他聰明且富有責(zé)任感。里德同樣是非科班出身，與氣象學(xué)結(jié)緣始于一場風(fēng)暴。1831年秋，40歲的里德被派往風(fēng)暴過后的巴巴多斯災(zāi)區(qū)，負(fù)責(zé)監(jiān)督當(dāng)?shù)氐闹亟üぷ?。里德希望建立一份完整的檔案，記錄風(fēng)暴從產(chǎn)生、壯大到消散的全部過程。他收集了附近海域船只的航海日志，繪制出實(shí)時(shí)風(fēng)向圖，并標(biāo)出風(fēng)暴的移動(dòng)軌跡，同時(shí)推算其時(shí)速大約是10英里。不過，關(guān)于風(fēng)暴是如何形成的等一系列問題困擾著里德，直到他看到雷德菲爾德發(fā)表在《美國科學(xué)期刊》上的關(guān)于風(fēng)暴的論文。

在隨后的6年中，里德通過更多的資料驗(yàn)證了雷德菲爾德理論的正確性。于是，里德主動(dòng)聯(lián)系雷德菲爾德。此后，持相同觀點(diǎn)的二人保持著密切的聯(lián)絡(luò)，相互分享最新研究進(jìn)展。

1838年8月，里德受邀參加英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會的年度大會，并成功做了一次有關(guān)其風(fēng)暴研究的演講。里德在演講中介紹了雷德菲爾德的風(fēng)暴理論，并講述了自己根據(jù)該理論所做的相關(guān)工作。里德還把自己的新書《風(fēng)暴規(guī)律初探》即將出版的消息公之于眾。新書中收錄了里德的大量專業(yè)研究內(nèi)容，包括給水手的提示、經(jīng)典的風(fēng)暴案例和供參考的風(fēng)暴實(shí)時(shí)地圖等實(shí)用信息。

里德在英國學(xué)術(shù)界大獲成功，雷德菲爾德的風(fēng)暴理論也隨之受到廣泛關(guān)注和認(rèn)可。當(dāng)里德的新書《風(fēng)暴規(guī)律初探》在美國發(fā)行后，埃斯皮發(fā)現(xiàn)之前的大好形勢不復(fù)存在，局面已然失控。

各執(zhí)半子

拿到《風(fēng)暴規(guī)律初探》一書后，埃斯皮第一時(shí)間對書中的風(fēng)暴圖進(jìn)行了重建，并有意剔除了部分?jǐn)?shù)據(jù)，使之更符合自己的風(fēng)暴理論。在隨后發(fā)表的論文中，埃斯皮表示，完善的航海日志明確顯示空氣是向內(nèi)流動(dòng)的，說明存在斜向上的力導(dǎo)致風(fēng)向發(fā)生偏移。

埃斯皮擅自修改數(shù)據(jù)的做法引發(fā)學(xué)術(shù)界不滿，其中也包括雷德菲爾德。他厭倦了這場曠日持久的爭論，并希望爭論能夠盡早結(jié)束。

1839年7月，雷德菲爾德集中火力，以辛辣的筆觸逐條批駁了埃斯皮的論點(diǎn)。輿論這次站在了雷德菲爾德一邊，美國當(dāng)時(shí)最有影響力的文學(xué)雜志《尼克博克》甚至認(rèn)為埃斯皮的觀點(diǎn)已被徹底推翻。

受到強(qiáng)烈質(zhì)疑的埃斯皮決定做最后一搏。1840年6月，埃斯皮動(dòng)身前往利物浦參加英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會的新一屆年會，并在大會上詳細(xì)闡述了自己的觀點(diǎn)。他像里德一樣通過各種圖表強(qiáng)調(diào)風(fēng)是如何朝著風(fēng)暴中心向上運(yùn)動(dòng)的。不過，埃斯皮的演講受到了臺下專家們的質(zhì)疑。最終，埃斯皮敗走英國學(xué)術(shù)界。

還好，隔海相望的法國學(xué)術(shù)界給予了埃斯皮支持。法國科學(xué)協(xié)會特意成立評審委員會，對埃斯皮的風(fēng)暴理論進(jìn)行詳細(xì)的論證，并充分肯定了他的理論，這讓埃斯皮大受鼓舞?；貒螅Ｋ蛊こ脛莩霭媪恕讹L(fēng)暴原理》一書。該書缺乏新的論點(diǎn)，更像是埃斯皮已經(jīng)發(fā)表的文章的匯總。這本著作雖然沒有終結(jié)論戰(zhàn)，但至少保住了埃斯皮的聲譽(yù)。往后的時(shí)間里，二人均沒能在風(fēng)暴研究中更進(jìn)一步，這場爭論也就此偃旗息鼓。

塵埃落定

1856年，來自美國田納西州的數(shù)學(xué)家威廉·費(fèi)雷爾親手為這場爭論畫上了句號。在《海洋的海風(fēng)與洋流》一文中，他證明地球自轉(zhuǎn)會導(dǎo)致氣流向氣壓較低處不斷運(yùn)動(dòng)，成功解釋了風(fēng)圍繞風(fēng)暴中心打轉(zhuǎn)的原因。這意味著，雷德菲爾德和埃斯皮都只說對了一半：風(fēng)的確如雷德菲爾德所言是圍繞一個(gè)中心點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)；埃斯皮也沒錯(cuò)，風(fēng)是向上運(yùn)動(dòng)的。

后人將雷德菲爾德和埃斯皮的風(fēng)暴理論合而為一，但是兩人都沒能等到這一天。1857年后，雷德菲爾德與埃斯皮相繼離世。風(fēng)暴將兩人緊緊聯(lián)系在一起，以對立的姿態(tài)；真相又讓二人和解，以這樣迷人的方式。

這，或許就是氣象學(xué)的魅力吧。

（作者單位：山西省氣象信息中心）

【責(zé)任編輯】趙 菲