风暴瓶是一种通过瓶中的结晶形态判断天气的仪器,尤其用来确定风暴的有无及大小。19世纪风暴瓶在航海中得到了广泛应用。本文通过追溯风暴瓶的历史,探讨其在中国的传播,进而透视出东西方科技交流的状况。
风暴瓶,又名天气瓶,是一种用来预测天气的透明玻璃瓶。风暴瓶于18、19世纪已为欧洲熟悉并使用。法国科幻小说《海底两万里》第12章中也提到风暴瓶:“当瓶中混合物分解就预告了暴风雨的来临”,并将其作为诺第留斯号航行必备的仪器。
现有文献资料无法确定风暴瓶的第一发明者,由于其所含物质都是常用的炼金药品,故风暴瓶很可能是当时炼金术士的成果。但在较长时间里,它未被当作科学的天气预测仪器,许多人认为用它预测天气是荒谬的,仅将之视为有趣的工艺品。
风暴瓶的理论基础依据菲茨罗伊1863年出版的《天气学手册》,风暴瓶中只含有樟脑、水、酒精、硝酸钾、氯化铵五种物质。樟脑可溶于酒精,不溶于水;水与酒精可互溶,因而风暴瓶中的液体常有结晶。实验表明,风暴瓶中的结晶为樟脑晶体,即风暴瓶中硝酸钾、氯化铵、酒精和水的都是影响樟脑结晶的辅助品,它们自身不会析出晶体。
风暴瓶于18、19世纪广为流传,当时人们尚未完全了解风暴瓶的工作原理,对风暴瓶的态度大致分为两类。以菲茨罗伊、科学仪器制造商内格雷蒂和赞布拉为代表,认为温度并不是影响结晶的唯一原因,大气中的电也会影响瓶中结晶,故风暴瓶可以与气压计、温度计一起预测天气。
菲茨罗伊作为英国海军中将,在航海领域有诸多贡献。他是英国气象局的创始人,同时也是著名的“贝格尔号”的船长,他曾邀请达尔文远航,成为达尔文进化论的见证者。长期的航海经历让他对海上风暴预警产生浓厚的兴趣,意识到风暴预测对海上航行人员生命和财产的重要性。