氣象史研究對氣象科學究竟有什麼用？
——來自兩則例子的啟示
來源：中國氣象報 發布時間：2020-05-29
張改珍 劉波
閱讀優秀的氣象史研究文獻是進行氣象史研究的起點和基礎。中國科學技術大學教授石雲裡的文章《康熙宮廷裡的一縷機械論科學之光：在華耶穌會士介紹溫度計的另一著作》和《我的氣象生涯:陳學溶百歲自述》中陳學溶先生所講的雨量觀測故事都結合了「中西古今」氣象史，研究意義和價值令人深思。
石雲裡的研究講述了溫度計傳入中國的故事。史學家認為，世上最早的溫度計是義大利科學家伽利略於公元1593年發明的。直到1669年，在清朝欽天監工作的比利時耶穌會士南懷仁製作了一架空氣溫度計進獻給康熙皇帝，並於1671年發表了《驗氣圖說》，介紹溫度計的結構、用法和工作原理。南懷仁的這項科學工作獲得史學家相當的重視，也在科學史上佔據重要地位，是明清西方科學東傳史上的重要事件之一，標誌著近代歐洲熱學和氣象學知識在中國最早傳播。
這看起來是一件具有進步意義的事，缺憾之處在於，南懷仁引進和介紹的是當時西方已經過時了的科學和儀器。他用被歐洲科學革命推翻的亞里斯多德物理學來解釋儀器的原理。當時的歐洲已經通過實驗建立起新的空氣物理學和熱學，並由此認識到了舊空氣溫度計的缺陷，從而發明了新的液體溫度計。但南懷仁顯然對這一根本性的變革一無所知。
雖然遲了十幾年，約1687年後，耶穌會士白晉將這種新的液體溫度計帶進了中國，並寫了介紹著作《驗氣寒暑表說》（簡稱《寒暑表說》）。《寒暑表說》介紹了新式液體溫度計，指出老式氣體溫度計的不足，並系統引進伽利略到波義爾之間發展起來的氣體靜力學理論，在新機械論物理學的基礎上對溫度計進行理論性討論，與南懷仁藉助於亞里斯多德物理學，利用「自然厭惡真空」的概念來解釋溫度計工作原理的做法截然不同。
這則來自中國古代的科學傳播故事告訴我們：科學是可錯的，被尊為絕對權威2000多年的亞里斯多德物理學，最終被歐洲科學革命推翻；科學是歷史性的，有它發展的過程，人們曾經持續2000多年用亞里斯多德的物理學來解釋物理現象，之後新機械論物理學代替了它。由於持有科學理論的可錯性和歷史性，科學傳播也是可錯的、歷史的。《驗氣圖說》得以出版，而更為「科學」的《寒暑表說》卻最終沒有出版，這說明清代西方科學東傳是一個複雜的過程，而通過耶穌會士建立起來的傳播渠道非常脆弱。
石雲裡的研究歸屬於氣象史研究範疇。氣象史研究除了本身的拓展知識價值外，還進一步通過打開歷史的方式，告訴人們真正的科學是什麼。氣象學家通過氣象史研究對氣象科學本身將有更深的認識。對於科學普及來說，除了普及科學知識，同時需要傳達對科學、科學精神等的認識，科學史在此方面應該發揮獨特的價值。
陳學溶在百歲自述中講了兩個關於雨量觀測的故事。第一個是「1936年拉薩有5000毫米的降水」，後人看到可能會懷疑這個記錄有誤，因為拉薩測候所後來很多年的平均雨量只有400毫米至500毫米。但是陳學溶先生認為這是一個特殊的記錄，不是錯的。他基於三點得出這個判斷：首先，雨量觀測者徐近之是中央大學地理系的畢業生，並在西北考察團工作過一年，有很豐富的觀測經驗；其次，徐近之就這件事曾說過，「如果不是我在那裡的話，大概連我自己都要懷疑」；此外，徐近之的兩篇文章，一篇題為《拉薩今年之雨季》，介紹了1935年拉薩的降水情況，另一篇題為《拉薩旱澇說》（發表於1937年），比較分析了1935年和1936年拉薩的雨量。
第二個故事是，中國根據國際極地年計劃設立的兩個高山測候所之一——峨眉山測候所曾經在13個月的觀測期間，測得了9000多毫米的雨量，有人質疑這個數據的真實性。陳學溶認為這也只是一個特殊的記錄。首先，峨眉山地形特殊，雨量本身變化很大，如果站點設得很密的話，常可以得到驚人的數字；其次，雨量觀測負責人胡振鐸也在西北考察團工作過一年，而且還帶了兩個畢業於第二屆氣象練習班的測候生，也都很有觀測經驗。
陳學溶說：「我仔細閱讀了徐近之先生的那兩篇歷史文獻後，曾想到如果徐近之和胡振鐸兩位先生分別親自觀測到的拉薩和峨眉山的雨量都不可信，我們還能相信誰的觀測資料呢？」陳學溶先生對這兩個數據的研究和考證也屬於氣象史研究範疇，是氣象史研究直接影響氣象科學研究的一個例子。氣象史研究可能會影響或直接推動氣象科學研究。
在科學史研究領域，席澤宗先生在1955年發表的天文學史研究工作——《古新星新表》考訂了中國從殷代到公元1700年間的90次新星和超新星爆發記錄，它和1965年在《科學通報》第5期發表的《中朝日三國古代的新星紀錄及其在射電天文學中的意義》為超新星爆發的物理模型以及恆星演化理論提供了重要依據。幾十年來，這兩篇天文學史文獻以及席澤宗後續一系列科學史研究被各國天體物理學家在討論超新星、脈衝星等天體以及射電、γ射線和X射線觀測時頻繁引用。
長時間尺度的氣象學相關研究具有與上述古天文學史研究相同的特徵，因此，氣象史研究特別是古氣象史研究有助於推動氣象科學問題解決的潛在價值。
（來源：《中國氣象報》2020年5月27日四版 責任編輯：王美麗）