現(xiàn)代氣候變化：錯(cuò)過(guò)一位女性，錯(cuò)失學(xué)科發(fā)展先機(jī)

科學(xué)沒(méi)有國(guó)界，也不分性別。女性的世界里不只有華美和實(shí)用，還有真理。

Science was of no country and of no sex. The sphere of woman embraces not only the beautiful and the useful, but the true.

撰文 | 維羅妮卡

美國(guó)退休石油地質(zhì)學(xué)家雷蒙德·索倫森（Raymond P. Sorenson）癡迷于美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)以前的技術(shù)書(shū)籍。2010年的一天，在翻閱1857年的《科學(xué)發(fā)現(xiàn)年鑒》（Annual of Scientific Discovery）時(shí)，一篇論文引起了他的注意——早在1856年，作者就極有預(yù)見(jiàn)性地將二氧化碳的吸熱能力與氣候變化聯(lián)系在了一起。而在三年后，愛(ài)爾蘭物理學(xué)家約翰·丁達(dá)爾（John Tyndall，1820-1893）才發(fā)現(xiàn)了不同氣體在長(zhǎng)波紅外線輻射（longwave infrared radiation）下吸熱不等的現(xiàn)象，被認(rèn)為證實(shí)了大氣中二氧化碳含量與后人所說(shuō)的溫室效應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。

丁達(dá)爾被視作現(xiàn)代氣候科學(xué)的先驅(qū)，而這位籍籍無(wú)名的論文作者——尤妮絲·富特（Eunice Newton Foote，1819-1888）卻被掩埋在歷史的塵埃中。

索倫森很快意識(shí)到，自己無(wú)意中的發(fā)現(xiàn)將改寫(xiě)一門(mén)學(xué)科的歷史。2011年1月，索倫森發(fā)表文章[1]講述自己的發(fā)現(xiàn)，肯定了富特在二氧化碳與氣候變暖問(wèn)題上的學(xué)術(shù)優(yōu)先權(quán)。

至此，沉寂了一個(gè)多世紀(jì)之久的尤妮絲·富特和她的開(kāi)創(chuàng)性研究，終于浮出了水面。

圖1.《科學(xué)發(fā)現(xiàn)年鑒》是由美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家大衛(wèi)·埃姆斯·威爾斯（David Ames Wells，1828-1898）編纂的系列叢書(shū)，收錄了許多重要的科研文獻(xiàn)，涵蓋的領(lǐng)域十分廣泛。尤妮絲的論文被收錄在1857年的卷冊(cè)中。| 來(lái)源：Biodiversity Heritage Library

先驅(qū)，如流星般劃過(guò)1856年8月23日清晨，美國(guó)科學(xué)界數(shù)百名重要的研究者齊聚紐約州奧爾巴尼市（Albany，New York），出席第八屆美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS，American Association for the Advancement of Science）年度會(huì)議，交流自己的研究成果和研究興趣。

會(huì)上，當(dāng)時(shí)德高望重的約瑟夫·亨利（Joseph Henry，1797-1878）展示了一篇作者為女性的科學(xué)論文。這位以電感單位“亨利（H）”留名的物理學(xué)家，被認(rèn)為是繼本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin，1706-1790）之后美國(guó)最偉大的科學(xué)家之一。

在宣讀論文前，亨利添加了一段開(kāi)場(chǎng)白：“科學(xué)沒(méi)有國(guó)界，也不分性別。女性的世界里不只有華美和實(shí)用，還有真理?！保⊿cience was of no country and of no sex. The sphere of woman embraces not only the beautiful and the useful, but the true.）[2]這句話僅存于會(huì)議速記員的手寫(xiě)記錄中，在后世得以被還原。

圖2. 2018年上映的電影短片Eunice中，尤妮絲（右）坐在臺(tái)下看著亨利在臺(tái)上宣讀她的研究。| 圖源：Youtube

這是尤妮絲的論文首次公開(kāi)亮相。論文題為《影響太陽(yáng)光線熱能的環(huán)境條件》（Circumstances affecting the heat of the sun’s rays）[3]，僅有短短兩頁(yè)，簡(jiǎn)潔凝練。沒(méi)有專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤妮絲僅用了一個(gè)“效力還不錯(cuò)的”空氣泵、四支水銀溫度計(jì)和兩個(gè)直徑約10cm、長(zhǎng)約76cm的玻璃圓筒，便搭建了她的科學(xué)世界。

尤妮絲使用空氣泵將一個(gè)玻璃圓筒中的氣體抽出，再泵入另一個(gè)玻璃圓筒內(nèi)，使得一個(gè)筒內(nèi)氣體稀薄，另一個(gè)筒內(nèi)的氣體密度則相對(duì)更大。兩個(gè)圓筒內(nèi)分別置有溫度計(jì)。待兩個(gè)玻璃圓筒留置陰涼處達(dá)到相同溫度后，再轉(zhuǎn)移至陽(yáng)光下，每隔2～3分鐘觀測(cè)一次溫度。尤妮絲分別用經(jīng)氯化鈣（CaCl2）脫水的干燥空氣、飽和濕空氣、普通空氣、氫氣（H2）、氧氣（O2）和二氧化碳（CO2）重復(fù)了這一測(cè)溫過(guò)程。

從觀測(cè)到的數(shù)據(jù)中，尤妮絲得出了三個(gè)結(jié)論：

① 隨著密度的增加，氣體吸收太陽(yáng)光熱量的能力增加，反之亦然；

② 與干燥的空氣相比，潮濕的空氣吸收太陽(yáng)光熱量的能力更強(qiáng)

③ 含有二氧化碳的氣體在太陽(yáng)光照射下升溫最明顯，移至陰涼處后所需的冷卻時(shí)間也最長(zhǎng)。

圖4. 將尤妮絲1856年論文中記錄的數(shù)據(jù)以現(xiàn)代圖表形式呈現(xiàn)。作圖者將尤妮絲記錄的氣體升溫過(guò)程進(jìn)行對(duì)數(shù)擬合，并將各氣體升溫?cái)M合函數(shù)的第4、5和6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度值與普通空氣升溫?cái)M合函數(shù)的相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的溫度值之差（攝氏度）作為縱坐標(biāo)，計(jì)算得出此圖。| 圖源：The Royal Society Notes and Records[4]

尤妮絲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)精巧、結(jié)論扎實(shí)，但更重要的是，在公眾尚未開(kāi)始重視氣候變化問(wèn)題的19世紀(jì)中葉，尤妮絲便以超前的意識(shí)，將她所觀察到的二氧化碳的吸熱特點(diǎn)與全球氣候變化聯(lián)系在了一起。她在論文結(jié)尾處推斷，如果某一時(shí)期地球大氣中二氧化碳所占的比例增加，全球的氣溫也會(huì)隨之升高。（An atmosphere of that gas would give to our earth a high temperature; and if as some suppose, at one period of its history the air had mixed with it a larger proportion than at present, an increased temperature from its own action as well as from increased weight must have necessarily resulted.）

然而，這篇論文并未被收錄入AAAS的年度會(huì)議記錄（annual Proceedings）中——按理說(shuō)，年會(huì)上展示的所有論文都應(yīng)該收錄在案。它的完整版本發(fā)表于1856年的《美國(guó)科學(xué)與藝術(shù)雜志》（American Journal of Science and Arts）上，署名“Eunice Foote”（圖3）。隨后，《科學(xué)美國(guó)人》[5]（1856）、《紐約每日論壇報(bào)》[6]（1856）等多家雜志都刊登了尤妮絲的研究摘要。僅有的兩份歐洲摘要都省略了她關(guān)于二氧化碳對(duì)氣候影響的直接結(jié)論，而愛(ài)丁堡新哲學(xué)雜志上的摘要甚至只把作者標(biāo)注為伊萊沙·富特的太太（Mrs. Elisha Foote，伊萊沙為尤妮絲的丈夫）。

就連最有可能幫到她的亨利，受其研究領(lǐng)域所限（主要為電磁學(xué)），也沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到這篇文章的重大意義。亨利承認(rèn)尤妮絲的研究是有價(jià)值的，但當(dāng)時(shí)的他認(rèn)為“深入解析這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的意義是非常困難的”。（Although the experiments were interesting and valuable, there were many difficulties encompassing any attempt to interpret their significance. By Joseph Henry）[7]

圖3. 尤妮絲的論文《影響太陽(yáng)光線熱能的環(huán)境條件》。|圖源：
https://archive.org/details/mobot31753002152491/page/381/mode/2up?view=theater

尤妮絲·富特的研究就像一顆流星，在瞬間的流光溢彩之后，便從人們的視野中消失了。好在她發(fā)表了完整的論文，使后人的追溯與發(fā)掘成為可能。靠著一份“純粹的運(yùn)氣”，索倫森終于將這名傳奇女子重新帶回大眾視野和科學(xué)史中[8]。

后人眼中的現(xiàn)代氣候科學(xué)之父

當(dāng)我們回顧溫室效應(yīng)的這段科學(xué)史時(shí)，愛(ài)爾蘭物理學(xué)家約翰·丁達(dá)爾是無(wú)法繞開(kāi)的關(guān)鍵人物。

與尤妮絲的“業(yè)余科學(xué)愛(ài)好者”身份不同，在德國(guó)馬爾堡大學(xué)（University of Marburg）取得了博士學(xué)位的丁達(dá)爾，與當(dāng)代最杰出的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們交往密切，所使用的實(shí)驗(yàn)儀器也極盡精密。他最為著名的貢獻(xiàn)是1869年發(fā)現(xiàn)了光線穿過(guò)膠體時(shí)會(huì)被分散質(zhì)微粒散射的現(xiàn)象，命名為“丁達(dá)爾效應(yīng)”（Tyndall effect）。

19世紀(jì)50年代，丁達(dá)爾已因其在抗磁性領(lǐng)域[9]及冰川的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)[10]上的研究而聲名鵲起。在讀過(guò)馬塞多尼奧·梅洛尼（Macedonio Melloni）對(duì)熱輻射的研究之后[11]，丁達(dá)爾決定使用氣體來(lái)代替液體和固體，測(cè)試氣體對(duì)輻射的吸收情況。他堅(jiān)信物質(zhì)由分子和原子構(gòu)成，且認(rèn)為物質(zhì)的化學(xué)組分（分子結(jié)構(gòu)）也會(huì)影響輻射-吸收的過(guò)程。

丁達(dá)爾首先測(cè)定了氫氣、氧氣和氮?dú)獾取昂?jiǎn)單氣體”（simple gas，現(xiàn)在我們得知是氣體單質(zhì)）在長(zhǎng)波紅外輻射下的升溫情況，但結(jié)果并不理想。只有在測(cè)定更復(fù)雜的氣體分子，如水蒸氣、二氧化碳與甲烷時(shí)，他才觀察到了顯著的升溫。丁達(dá)爾意識(shí)到這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有重大意義，迅速于當(dāng)年（1859年）將他的研究以大綱的形式匯報(bào)給了英國(guó)皇家學(xué)會(huì)（Royal Society），并于1861年將論文正式刊登在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊》（Proceedings of the Royal Society）上[12]。這一發(fā)現(xiàn)成為了溫室效應(yīng)的理論基礎(chǔ)，而丁達(dá)爾本人，也被后世譽(yù)為“現(xiàn)代氣候科學(xué)之父”（the father of climate science）。

圖5. 丁達(dá)爾的熱輻射實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。| 圖源：Royal Institution of the Great Britain

丁達(dá)爾與尤妮絲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有兩點(diǎn)主要的區(qū)別[13]：其一，尤妮絲使用全光譜的太陽(yáng)光輻射來(lái)加熱氣體，而丁達(dá)爾的加熱源為裝有沸水的萊斯利立方體（Leslie cube），這種裝置可以產(chǎn)生長(zhǎng)波紅外線輻射。其二，丁達(dá)爾使用了自己發(fā)明的示差分光光度計(jì)（differential spectrometer），能夠靈敏而精確地測(cè)量熱量吸收的差異，而尤妮絲的實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)簡(jiǎn)單而原始。但值得注意的是，與尤妮絲不同，丁達(dá)爾本人對(duì)氣候變化并無(wú)興趣，在1859年的論文中也從未提及該發(fā)現(xiàn)對(duì)全球氣候變化的可能影響。

圖6.物理學(xué)家約翰·萊斯利（John Leslie）于1804年發(fā)明了萊斯利立方體（左）。立方體有四個(gè)與地面垂直的表面，其中三個(gè)面分別鍍了一層金、銀和銅，另外一面覆蓋了白云母涂膜（varnish of isinglass）。當(dāng)立方體中裝滿沸水，溫度探測(cè)儀（右）從白云母面探測(cè)到的熱量發(fā)射顯著強(qiáng)于其它三面。| 圖源：Wikipedia

丁達(dá)爾在實(shí)驗(yàn)之前究竟是否知曉尤妮絲的研究？這已經(jīng)成了一樁歷史懸案。與此相關(guān)的爭(zhēng)議很多，真相不得而知。有學(xué)者質(zhì)疑丁達(dá)爾有關(guān)色盲研究的論文曾與尤妮絲的研究刊登在同期雜志上，因此他極有可能讀過(guò)她的論文[8]。丁達(dá)爾的傳記作者羅蘭·杰克遜（Roland Jackson）稱，丁達(dá)爾本人可能存在性別歧視，認(rèn)為女性科學(xué)家不具有與男性相當(dāng)?shù)南胂罅疤剿髂芰Α５c此同時(shí)，杰克遜也認(rèn)為，以丁達(dá)爾的性格和品質(zhì)，不可能作出學(xué)術(shù)不端的行為；更何況19世紀(jì)中期國(guó)際交流貧乏，洲際交流更為稀缺，學(xué)術(shù)成果想要傳播到大洋彼岸，基本只能依靠個(gè)人社交關(guān)系[13]。而對(duì)于像尤妮絲這樣人脈有限的女性業(yè)余科學(xué)愛(ài)好者，這似乎難于登天。

尤妮絲是獨(dú)特的，是珍貴的，是本可以綻放得更加絢爛的花朵。正如當(dāng)年（1856年）9月發(fā)行的《科學(xué)美國(guó)人》（Scientific American）所評(píng)述的，尤妮絲的研究“充分證明了女性具有研究任何學(xué)科的創(chuàng)造力與嚴(yán)謹(jǐn)性”[14]。

The columns of the Scientific American have been oftentimes graced with articles on scientific subjects, by ladies, which would do honor to men of the highest scientific reputation; and the experiments of Mrs. Foot afford abundant evidence of the ability of woman to investigate any subject with originality and precision.

尤為可惜的是，歷史上的尤妮絲沒(méi)能繼續(xù)她的研究，無(wú)法進(jìn)一步拓展她對(duì)氣候變化的思考。女性為開(kāi)啟現(xiàn)代氣候科學(xué)而貢獻(xiàn)的思想火花，因?yàn)榄h(huán)境對(duì)女性的輕視和淡漠，因?yàn)榕钥蒲兴幍牟焕麠l件，而熄滅了。今天，在反思女性研究者曾遭受的不公平待遇的同時(shí)，如何為我們身邊的女性科研工作者提供支持與幫助，或許是更值得思考的問(wèn)題。畢竟過(guò)去已無(wú)法改變，而未來(lái)尚有無(wú)限可能。

什么樣的土壤催生了“溫室效應(yīng)之花”？19世紀(jì)初期，西方女性開(kāi)始有機(jī)會(huì)接受原為男性壟斷的高等教育，但直到19世紀(jì)末，女性高等教育才得到大規(guī)模的發(fā)展（詳見(jiàn)《男女同校，百年抗?fàn)?| 女科學(xué)家去哪了》）?？v觀整個(gè)19世紀(jì)，僅有3400篇論文出自女性科研工作者之手，不足論文總出版量的1%。這3400篇中，由美國(guó)女科學(xué)家所著的論文共1400篇，其中絕大部分屬于植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)及其他生命科學(xué)領(lǐng)域，物理學(xué)領(lǐng)域的論文僅有16篇。而這16篇中，在1889年以前發(fā)表的論文僅有2篇，都為尤妮絲·富特所著[15]。

究竟是怎樣的生長(zhǎng)環(huán)境，造就了這樣一位熠熠發(fā)光的女性？

故事在美國(guó)康涅狄格州（Connecticut）的農(nóng)場(chǎng)上拉開(kāi)序幕。出生于1819年的尤妮絲原名為尤妮絲·牛頓（Eunice Newton），父親是大名鼎鼎的艾薩克·牛頓（Isaac Newton，1643-1727）的遠(yuǎn)房親戚。但脫離了這一光環(huán)的他們，也只是個(gè)普通的農(nóng)民家庭。

17歲那年，尤妮絲進(jìn)入紐約州的特洛伊女子神學(xué)院（Troy Female Seminary, New York）就讀。這所學(xué)院被稱為“女性的圣地（mecca for women）”（mecca即麥加，為伊斯蘭教圣地），它于1824年由女權(quán)主義者艾瑪·威拉德（Emma Willard）創(chuàng)辦，是全美第一所女子預(yù)科學(xué)校。特洛伊女子神學(xué)院與鄰近的倫斯勒理工學(xué)院（Rensselaer Polytechnic Institute）共享教學(xué)設(shè)施，且擁有當(dāng)時(shí)世界僅有的兩間專(zhuān)為教學(xué)而設(shè)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。正是在這里，尤妮絲掌握了實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)了如何構(gòu)思與執(zhí)行實(shí)驗(yàn)課題。

值得一提的是倫斯勒理工學(xué)院的創(chuàng)辦者阿莫斯·伊頓（Amos Eaton，1776-1842）。伊頓是一名律師，但他自幼喜歡自然，在律師執(zhí)業(yè)的同時(shí)也從事植物學(xué)研究。他曾因參與土地投機(jī)，涉嫌詐騙被判處終身監(jiān)禁，但幸運(yùn)地在服刑第5年被赦免。出獄后他繼續(xù)學(xué)習(xí)植物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、化學(xué)，編纂植物學(xué)詞典，開(kāi)設(shè)講座，合作創(chuàng)辦學(xué)校……成為推動(dòng)現(xiàn)代教學(xué)改革的傳奇人物[16]。他認(rèn)為男性和女性應(yīng)平等地享有接受科研教育的權(quán)利，并為此悉心指導(dǎo)了一名特洛伊女子神學(xué)院的教師。這名教師為女學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)了一整套包羅萬(wàn)象的科研課程，而尤妮絲便是受益者之一。

圖7. 位于塞尼卡瀑布城的衛(wèi)斯理教堂（Wesleyan Chapel）。1848年7月19日至20日，美國(guó)首個(gè)婦女權(quán)利大會(huì)在此舉行。| 圖源：Getty images

除此之外，尤妮絲的一位鄰居也對(duì)她影響深遠(yuǎn)——她就是著名的伊麗莎白·凱迪·斯坦頓（Elizabeth Cady Stanton，1815-1902），是美國(guó)女權(quán)運(yùn)動(dòng)的先驅(qū)領(lǐng)袖之一。1848年，由斯坦頓領(lǐng)導(dǎo)的首個(gè)婦女權(quán)利大會(huì)在紐約州的塞尼卡瀑布城（Seneca Falls）召開(kāi)，尤妮絲也是與會(huì)者之一。會(huì)議通過(guò)了《情感宣言》（Declaration of Sentiments），呼吁婦女在高等教育、工作環(huán)境及婚姻生活中應(yīng)享有與男性平等的權(quán)利。備受觸動(dòng)的尤妮絲還參與了會(huì)議記錄的出版工作[17]。

圖8.《情感宣言》的簽字頁(yè)面。尤妮絲·富特的名字位于第1列第5行，她的丈夫伊萊沙·富特的名字位于男士區(qū)第1列第4行。|圖源：Library of Congress, National American Woman Suffrage Association Collection

人們回看這份《情感宣言》時(shí)，發(fā)現(xiàn)除了尤妮絲本人以外，她的丈夫伊萊沙·富特（Elisha Foote）的簽名也位列其上。伊萊沙是一名法官、發(fā)明家和數(shù)學(xué)家，同時(shí)也是女權(quán)運(yùn)動(dòng)的擁護(hù)者，是少數(shù)最終在《情感宣言》上簽字的男性與會(huì)者之一。作為丈夫，伊萊沙成為尤妮絲后續(xù)科研工作中最重要的支持者之一。他將她視為平等的個(gè)體，鼓勵(lì)尤妮絲去做她熱愛(ài)的科學(xué)研究；他為她引薦了約瑟夫·亨利，且作為AAAS的成員之一，為妻子的研究爭(zhēng)取到了在會(huì)議上亮相的機(jī)會(huì)[8]?？梢韵胍?jiàn)，伊萊沙的堅(jiān)定支持，給尤妮絲帶來(lái)了多大的力量。

圖9. 尤妮絲的丈夫伊萊沙·富特的照片。尤妮絲本人并未留下公開(kāi)的影像資料。從文字記載中，可知她身材嬌小，擁有鵝蛋臉、深棕色頭發(fā)和灰藍(lán)色眼睛。| 圖源：Wikipedia

環(huán)境科學(xué)與行為科學(xué)博士生利茲·富特（Liz Foote）與伊萊沙·富特是遠(yuǎn)房親戚。在2018年的AAAS會(huì)議上，利茲?rùn)C(jī)緣巧合了解到了尤妮絲的存在，參與了關(guān)于尤妮絲的研究項(xiàng)目。利茲說(shuō)：

“作為一個(gè)19世紀(jì)的女性，尤妮絲的職業(yè)選擇非常受限。考慮到她所面臨的困境，尤妮絲所達(dá)成的科研成就是令人欽佩的，且應(yīng)當(dāng)激勵(lì)我們所有人?！保˙ut as a woman in the 1800s her professional options were nevertheless limited. To accomplish what she did, despite the realities of her time, is very impressive and should inspire anyone.）[18]

假如……今天的世界是否會(huì)有不同？

1856年，尤妮絲關(guān)于不同氣體對(duì)太陽(yáng)光熱量吸收的研究問(wèn)世后反響平平，其中有關(guān)氣候變化的預(yù)言更是無(wú)人問(wèn)津。隔年，尤妮絲發(fā)表了一篇關(guān)于大氣壓的波動(dòng)與電荷變化關(guān)系的論文[19]。根據(jù)《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科研論文目錄》（Royal Society’s Catalogue of Scientific Papers，1800-1900）記載，這是尤妮絲發(fā)表的最后一篇物理領(lǐng)域的論文。

假如當(dāng)初的科學(xué)界重視了這份研究，在得到足夠的資源和周遭的鼓勵(lì)之后，尤妮絲或許會(huì)想到使用長(zhǎng)波紅外線輻射代替樸素原始的太陽(yáng)光加熱。如有先進(jìn)的儀器設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室的幫助，尤妮絲的下一步實(shí)驗(yàn)應(yīng)能做到設(shè)計(jì)更為科學(xué)、精巧，定量結(jié)果更為精確，她關(guān)于氣候變化的猜想或許便能進(jìn)一步得到證實(shí)。

美國(guó)在錯(cuò)失尤妮絲的同時(shí)，也錯(cuò)失了率先發(fā)展現(xiàn)代氣候科學(xué)的機(jī)會(huì)。19世紀(jì)60年代后期，第二次工業(yè)革命開(kāi)始，人類(lèi)由此步入了“電氣時(shí)代”。彼時(shí)的美國(guó)各項(xiàng)科技發(fā)明蓬勃發(fā)展，加速趕超以英國(guó)為代表的老牌資本主義國(guó)家。但與應(yīng)用研究相比，基礎(chǔ)研究則較受冷落。在尤妮絲所處的19世紀(jì)中葉，美國(guó)物理學(xué)界的發(fā)展與歐洲差距甚遠(yuǎn)。即使到了19世紀(jì)70年代，美國(guó)自稱為“物理學(xué)家”的也不足75人，且在此之前，只有本杰明·富蘭克林和約瑟夫·亨利名揚(yáng)國(guó)外[20]。隨著美國(guó)人開(kāi)拓與探索他們的國(guó)土，自然歷史研究欣欣向榮，但自然科學(xué)研究卻舉步維艱。

假若當(dāng)初尤妮絲的研究能在美國(guó)與歐洲大陸受到重視，或許會(huì)成為美國(guó)氣候科學(xué)發(fā)展的契機(jī)。恰如劉翔對(duì)中國(guó)田徑的影響一般，佼佼者總會(huì)吸引國(guó)民對(duì)這一領(lǐng)域的關(guān)注，而這種關(guān)注將帶來(lái)政策的扶持與資源的傾斜。19世紀(jì)50年代通常被現(xiàn)代氣候變化研究者視為工業(yè)化的起點(diǎn)，換言之，此時(shí)的人類(lèi)活動(dòng)尚未對(duì)氣候變化產(chǎn)生影響。而樹(shù)木年輪的生長(zhǎng)情況顯示，在19世紀(jì)60年代，北半球氣溫顯著升高[17]（原因?yàn)榛剂系拇罅咳紵c森林的砍伐）。假如彼時(shí)的美國(guó)抓住了氣候科學(xué)發(fā)展的契機(jī)，人類(lèi)或許能對(duì)這一時(shí)期的氣候變化迅速作出反應(yīng)。

人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)的認(rèn)識(shí)始于1827年數(shù)學(xué)家約瑟夫·傅里葉（Joseph Fourier，1768-1830）提出的地球大氣具有保溫作用的觀點(diǎn)。傅里葉認(rèn)為，如果大氣層無(wú)法保存熱量，根據(jù)地球的體積以及地日距離計(jì)算，地球表面的溫度應(yīng)遠(yuǎn)低于實(shí)際值[21]。而尤妮絲和丁達(dá)爾的研究，則具體回答了“哪些大氣成分造成了這一保溫作用”的問(wèn)題。需要注意的是，他們發(fā)現(xiàn)的是一小團(tuán)基本等溫的氣體的熱輻射吸收，這與現(xiàn)在所說(shuō)的對(duì)整個(gè)大氣層的輻照-加熱并不是一回事。要把這種理想實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推廣到整個(gè)大氣層，還需要很多后續(xù)才發(fā)展出來(lái)的理論知識(shí)。

具體而言，隨著電磁學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們逐漸形成了對(duì)輻射的基本認(rèn)識(shí)，建立了大氣輻射傳輸理論，物理學(xué)家們才得以將小范圍內(nèi)簡(jiǎn)單的輻射加熱推廣到溫度層結(jié)十分復(fù)雜的真實(shí)大氣層。至此，“大氣二氧化碳濃度的增加可以導(dǎo)致近地表氣溫升高”才得到證實(shí)。20世紀(jì)60年代初，美國(guó)氣象學(xué)家查爾斯·大衛(wèi)·基林（Charles David Keeling，1928-2005）的測(cè)量結(jié)果顯示大氣二氧化碳濃度在快速上升[22]。當(dāng)把“大氣二氧化碳濃度的增加可以導(dǎo)致近地表氣溫的升高”的結(jié)論與“大氣二氧化碳濃度在快速上升”及“全球變暖”的事實(shí)聯(lián)系在一起，溫室效應(yīng)才真正成為一個(gè)有意義的科學(xué)問(wèn)題。而尤妮絲的研究，恰是溫室效應(yīng)論證鏈條的起點(diǎn)。假如人類(lèi)能提早幾年預(yù)料到人類(lèi)活動(dòng)會(huì)影響氣候，也許今日地球的生態(tài)環(huán)境能得到更多喘息的機(jī)會(huì)。

更令人遺憾的是，尤妮絲的沉寂只是科研機(jī)構(gòu)中女性被剝奪平等權(quán)利的龐大敘事的一部分。2018年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣塔芭芭拉分校（University of California，Santa Barbara）召開(kāi)了一場(chǎng)以“科學(xué)不分性別”（Science Knows No Gender）為主題的研討會(huì)，紀(jì)念尤妮絲·富特的杰出貢獻(xiàn)[23]。該校氣象學(xué)教授蕾拉·卡瓦洛（Leila Carvalho）表示：“我不禁在想，還有多少個(gè)‘尤妮絲·富特’等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)？還有多少科學(xué)成果，因?yàn)樾詣e、民族或人種所帶來(lái)的社會(huì)壓力，被埋沒(méi)在了歷史中？”

圖10. 2018年上映的電影短片Eunice中，由英國(guó)女演員海倫·杰西卡·麗嘉（Helen Jessica Liggat）飾演的尤妮絲穿著維多利亞時(shí)代的繁復(fù)裙裝，在簡(jiǎn)陋的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。| 圖源：Youtube

把女性關(guān)在門(mén)外，科學(xué)將失去一半的助力。尤妮絲證明了女性在科研領(lǐng)域擁有不亞于男性的潛能，這是對(duì)其后無(wú)數(shù)女性科研工作者的鼓舞。如今的她們可以不為“業(yè)余科學(xué)愛(ài)好者”身份所限制，擺脫繁復(fù)的裙擺，穿著簡(jiǎn)裝步入科學(xué)的殿堂。在尤妮絲生活的時(shí)代，大氣二氧化碳濃度僅為290ppm（parts per million，百萬(wàn)分之一）。她或許沒(méi)有預(yù)想到，在短短一個(gè)多世紀(jì)之后，這個(gè)數(shù)值會(huì)突破410ppm[24]。正如2019年的《關(guān)于氣候正義的婦女聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)宣言》（Women’s Connected Leadership Declaration on Climate Justice）中所述，在全球變暖日益嚴(yán)重、氣候變化危機(jī)四伏的今天，“為了改變這一切，我們需要每一個(gè)人的力量?！保═o change everything，we need everyone.）[25]

圖11. 《關(guān)于氣候正義的婦女聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)宣言》致力于支持全世界婦女在氣候保護(hù)領(lǐng)域勇敢發(fā)聲、作出行動(dòng)及爭(zhēng)取領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。| 圖源：womenleadclimate.org

致謝

清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系研究生施文為本文涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)提供了參考意見(jiàn)，謹(jǐn)以此表達(dá)誠(chéng)摯的感謝。

參考文獻(xiàn)

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[23] Mitchell, Jeff (2018). Science Knows No Gender: In Search of Eunice Foote Who 162 Years Ago Discovered the Principal Cause of Global Warming. The Current. University of California, Santa Barbara.

[24] https://www.noaa.gov

[25] https://womenleadclimate.org

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