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科学没有国界,也不分性别。女性的世界里不只有华美和实用,还有真理。
Sciencewasofnocountryandofnosex.Thesphereofwomanembracesnotonlythebeautifulandtheuseful,butthetrue.
撰文
维罗妮卡
美国退休石油地质学家雷蒙德·索伦森(RaymondP.Sorenson)痴迷于美国南北战争以前的技术书籍。年的一天,在翻阅年的《科学发现年鉴》(AnnualofScientificDiscovery)时,一篇论文引起了他的注意——早在年,作者就极有预见性地将二氧化碳的吸热能力与气候变化联系在了一起。而在三年后,爱尔兰物理学家约翰·丁达尔(JohnTyndall,-)才发现了不同气体在长波红外线辐射(longwaveinfraredradiation)下吸热不等的现象,被认为证实了大气中二氧化碳含量与后人所说的温室效应之间的关联。
丁达尔被视作现代气候科学的先驱,而这位籍籍无名的论文作者——尤妮丝·富特(EuniceNewtonFoote,-)却被掩埋在历史的尘埃中。
索伦森很快意识到,自己无意中的发现将改写一门学科的历史。年1月,索伦森发表文章[1]讲述自己的发现,肯定了富特在二氧化碳与气候变暖问题上的学术优先权。
至此,沉寂了一个多世纪之久的尤妮丝·富特和她的开创性研究,终于浮出了水面。
图1.《科学发现年鉴》是由美国经济学家大卫·埃姆斯·威尔斯(DavidAmesWells,-)编纂的系列丛书,收录了许多重要的科研文献,涵盖的领域十分广泛。尤妮丝的论文被收录在年的卷册中。
来源:BiodiversityHeritageLibrary
先驱,如流星般划过
年8月23日清晨,美国科学界数百名重要的研究者齐聚纽约州奥尔巴尼市(Albany,NewYork),出席第八届美国科学促进会(AAAS,AmericanAssociationfortheAdvancementofScience)年度会议,交流自己的研究成果和研究兴趣。
会上,当时德高望重的约瑟夫·亨利(JosephHenry,-)展示了一篇作者为女性的科学论文。这位以电感单位“亨利(H)”留名的物理学家,被认为是继本杰明·富兰克林(BenjaminFranklin,-)之后美国最伟大的科学家之一。
在宣读论文前,亨利添加了一段开场白:“科学没有国界,也不分性别。女性的世界里不只有华美和实用,还有真理。”(Sciencewasofnocountryandofnosex.Thesphereofwomanembracesnotonlythebeautifulandtheuseful,butthetrue.)[2]这句话仅存于会议速记员的手写记录中,在后世得以被还原。
图2.年上映的电影短片Eunice中,尤妮丝(右)坐在台下看着亨利在台上宣读她的研究。
图源:Youtube
这是尤妮丝的论文首次公开亮相。论文题为《影响太阳光线热能的环境条件》(Circumstancesaffectingtheheatofthesun’srays)[3],仅有短短两页,简洁凝练。没有专业实验设备,尤妮丝仅用了一个“效力还不错的”空气泵、四支水银温度计和两个直径约10cm、长约76cm的玻璃圆筒,便搭建了她的科学世界。
尤妮丝使用空气泵将一个玻璃圆筒中的气体抽出,再泵入另一个玻璃圆筒内,使得一个筒内气体稀薄,另一个筒内的气体密度则相对更大。两个圆筒内分别置有温度计。待两个玻璃圆筒留置阴凉处达到相同温度后,再转移至阳光下,每隔2~3分钟观测一次温度。尤妮丝分别用经氯化钙(CaCl2)脱水的干燥空气、饱和湿空气、普通空气、氢气(H2)、氧气(O2)和二氧化碳(CO2)重复了这一测温过程。
从观测到的数据中,尤妮丝得出了三个结论:
①随着密度的增加,气体吸收太阳光热量的能力增加,反之亦然;
②与干燥的空气相比,潮湿的空气吸收太阳光热量的能力更强
③含有二氧化碳的气体在太阳光照射下升温最明显,移至阴凉处后所需的冷却时间也最长。
图4.将尤妮丝年论文中记录的数据以现代图表形式呈现。作图者将尤妮丝记录的气体升温过程进行对数拟合,并将各气体升温拟合函数的第4、5和6个时间点的温度值与普通空气升温拟合函数的相应时间点的温度值之差(摄氏度)作为纵坐标,计算得出此图。
图源:TheRoyalSocietyNotesandRecords[4]
尤妮丝的实验设计精巧、结论扎实,但更重要的是,在公众尚未开始重视气候变化问题的19世纪中叶,尤妮丝便以超前的意识,将她所观察到的二氧化碳的吸热特点与全球气候变化联系在了一起。她在论文结尾处推断,如果某一时期地球大气中二氧化碳所占的比例增加,全球的气温也会随之升高。(Anatmosphereofthatgaswouldgivetoourearthahightemperature;andifassomesuppose,atoneperiodofitshistorytheairhadmixedwithitalargerproportionthanatpresent,anincreasedtemperaturefromitsownactionaswellasfromincreasedweightmusthavenecessarilyresulted.)
然而,这篇论文并未被收录入AAAS的年度会议记录(annualProceedings)中——按理说,年会上展示的所有论文都应该收录在案。它的完整版本发表于年的《美国科学与艺术杂志》(AmericanJournalofScienceandArts)上,署名“EuniceFoote”(图3)。随后,《科学美国人》[5]()、《纽约每日论坛报》[6]()等多家杂志都刊登了尤妮丝的研究摘要。仅有的两份欧洲摘要都省略了她关于二氧化碳对气候影响的直接结论,而爱丁堡新哲学杂志上的摘要甚至只把作者标注为伊莱沙·富特的太太(Mrs.ElishaFoote,伊莱沙为尤妮丝的丈夫)。
就连最有可能帮到她的亨利,受其研究领域所限(主要为电磁学),也没有充分认识到这篇文章的重大意义。亨利承认尤妮丝的研究是有价值的,但当时的他认为“深入解析这些实验结果的意义是非常困难的”。(Althoughtheexperimentswereinterestingandvaluable,thereweremanydifficultiesen
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