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亞裡士多德的《氣象學》,揭露了龍卷風的形成,颠覆了古人的認知

作者:北秋娛事
亞裡士多德的《氣象學》,揭露了龍卷風的形成,颠覆了古人的認知
亞裡士多德的《氣象學》,揭露了龍卷風的形成,颠覆了古人的認知

文|北秋

編輯|北秋

亞裡士多德的《氣象學》,揭露了龍卷風的形成,颠覆了古人的認知

龍卷風和水龍卷長期以來都是以神話和流行信仰的方式吸引着人類,最初被認為有超自然的原因。而古希臘自然哲學家提出了第一個将天氣現象解釋為具有自然原因的理論。亞裡士多德是最早推測龍卷風和水龍卷形成的自然哲學家之一。

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亞裡士多德認為,龍卷風和水龍卷與被困在雲層内并以圓周運動的風有關。當風從雲中逸出時,它的下降運動會攜帶雲,導緻形成台風。他的理論被其他希臘哲學家采用并進一步細緻入微。亞裡士多德的思想也影響了盧克萊修、塞内卡和老普林尼等羅馬哲學家,他們進一步發展了他的想法,并加入了自己的推測。

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幾乎被忽視的是,後來Meteorologica 被翻譯成拉丁語,最初是從阿拉伯語版本開始的,在接下來的幾個世紀和文藝複興時期産生了更大的影響。

在十七世紀,意大利和法國出版了第一批關于龍卷風和水龍卷的書籍,标志着歐洲對這些現象的理論和觀測研究的開始。即使希臘和羅馬作家提出的關于龍卷風和水龍卷的推測在近年來,對歐洲龍卷風及其影響的研究有所複蘇。

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這種複興是在第二次世界大戰結束時開始的時期之後進行的,其特點是歐洲研究人員和氣象學家對這個問題相對缺乏興趣。盡管龍卷風是一個重要且相關的研究課題,但歐洲沒有龍卷風的曆史,除了一些部分嘗試。

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一、 從神話到自然理論

長期以來,天氣現象一直是人類着迷、好奇和威脅的對象。因為古代農民和獵人強烈依賴天氣,根據自然界的迹象預測未來天氣狀況的能力将有利于他們的生存。

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在讨論古代世界如何感覺兩種特定類型的天氣現象(即龍卷風和水龍卷)之前,我們需要了解導緻解釋其形成的理論的知識環境。

需要研究天氣現象是如何出現在文化傳統中的,以及關于一般天氣現象形成的第一個假設。在古代作家的神話作品中,氣象現象是神幹預的結果。

荷馬和赫西俄德在他們的詩歌中都提到了許多天氣,後來被其他寫氣象學的作者引用。在《伊利亞特》和《奧德賽》中,荷馬将宙斯描述為能夠産生雨、雷電和風暴,海神波塞冬也能夠控制天氣。

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于是他說話了,他聚集了暴風雲,攪動了海道,雙手揮舞着他的三叉戟;在所有的風中,他喚醒了所有的狂風,大海和大陸被覆寫并隐藏在雲層中,而黑夜從天而降。

在《神譜》中,赫西俄德将宙斯和提豐之間的戰鬥描述為與破壞性風暴相關的蛇形巨人。當領主沖上前去時,偉大的奧林匹斯山在他不朽的腳下顫抖着,大地也發出了呻吟。紫羅蘭色的大海被他們倆的大火所籠罩,雷電、台風和風的怪物的火焰,以及熾熱的雷電。

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古希臘人不僅将氣象現象歸因于神(即非自然的解釋),而且他們可能也是第一個定期進行氣象觀測并提出關于天氣現象形成的理論的人。

氣象現象已經成熟,自然哲學家提出了假設。這所學校成立于公元前 650 年左右,位于安納托利亞西海岸的古希臘城市米利都,今天位于土耳其。泰勒斯,希臘哲學家、數學家和天文學家,将天氣與恒星和行星的運動聯系起來。他的兩個追随者阿那克西曼德和阿那克西美尼也試圖用自然原因解釋氣象現象。

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阿那克西曼德是第一個将風定義為空氣流動的人,當“最細的蒸氣從空氣中分離出來,聚集在一起時被推動”。

他還推測,雷聲是空氣撞擊雲層的結果,而閃電是由于風猛烈地分離雲層造成的。幾個世紀後,這些自然的解釋似乎仍然被認為與天氣現象與神有關的一般觀點相悖,正如喜劇《雲》中的這段對話所表明的那樣。阿裡斯托芬在公元前 423 年撰寫的對話發生在居住在雅典的同胞斯特雷普西亞德斯和理性主義哲學家蘇格拉底之間。

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公元前四世紀初,氣象學正處于衰落時期。威爾遜指出,來自邁爾斯學派的哲學家們簡單地拒絕了非自然的解釋作為天氣現象的原因,進而使氣象學的進一步研究變得不必要。

他們的推測後來被其他思想家接受,他們認為提供了對天氣現象形成的所有解釋,是以邁爾斯人将他們的推測集中在其他主題而不是氣象學上。

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二、亞裡士多德的《氣象學》和關于龍卷風和水龍卷形成的第一個理論

由于亞裡士多德的《氣象學》,氣象學在公元前 340 年左右重生。氣象學是第一個“對氣象學的系統讨論”。

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亞裡士多德(公元前 384-322 年)是 Peripatetic 學派的創始人,根據當時關于天氣現象的主要理論,并提出了關于雨、雲、霧的新理論,露水、白霜、雨、雪、冰雹與白霜、風、以及雷電有關。亞裡士多德關于“飓風、台風、火風和霹靂”的理論在《氣象學》中有所描述。在建立這些理論時,亞裡士多德沒有讨論任何實際事件。

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據我們所知,沒有關于古希臘發生的龍卷風和水龍卷的幸存描述。希臘對龍卷風和水龍卷的最早描述是從 1 世紀開始的。龍卷風或水龍卷的概念是由亞裡士多德提出的,沒有參考以前的理論或反駁以前的理論,這與亞裡士多德駁斥阿那克西曼德的想法的風理論形成鮮明對比。亞裡士多德可能是第一個讨論龍卷風或水龍卷概念并推測其形成的自然哲學家。

為了了解亞裡士多德提出的關于龍卷風和水龍卷的理論,我們需要介紹一些他用來解釋一般天氣現象形成的概念。然後,我們将讨論亞裡士多德和後來寫龍卷風和水龍卷的古代思想家使用的術語。

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亞裡士多德描述了兩種類型的過程,他稱之為“呼氣”在地球區域内,月球軌道以下的區域由四種元素組成,土,水,空氣和火,排列成同心球體,地球為中心。

根據亞裡士多德的說法,這些元素處于從一個元素到另一個元素的不斷轉換過程中。是以,當來自太陽的熱量到達地球表面時,它與冷濕的水混合,形成濕冷的呼氣,這與雲和雨有關。

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濕潤涼爽的呼氣下沉,而幹燥溫暖的呼氣上升。兩種呼氣并存,當亞裡士多德提到其中一種時,他指的是在某種天氣現象中占主導地位的呼氣。由于太陽幹燥和加熱地球,幹燥和溫暖的呼氣會産生風。随着幹燥和溫暖的呼氣增加,隻産生風的垂直分量。風的水準分量是由幹燥和溫暖的呼氣與天球運動之間的互相作用産生的。

亞裡士多德還指出,幹呼氣在少量産生時會引起雷電,但當“呼氣量豐富且持續流動”時,會産生εχνεφíαζ。

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在希臘語的英語詞典中,εχνεφíαζ被翻譯為“由雲層相遇和爆裂引起的飓風”。在二十世紀初之前,“飓風”一詞在官方氣象報告中用于表示風暴,也用于描述龍卷風和水龍卷,

是以,鑒于亞裡士多德對εχνεφíαζ的描述,我們認為該術語可以翻譯為通用風暴,這是本文使用的定義。亞裡士多德還區分了暴風雨和提豐 ,兩者都與從雲層下降的風有關,但在提豐的情況下,雲在風後面。

雖然台風的現代定義是北太平洋西部的強烈熱帶氣旋,但亞裡士多德可能指的是龍卷風或水龍卷,這是本文其餘部分使用的定義。

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根據亞裡士多德的說法,暴風雨是由于周圍雲層中的風偏轉而發生的。在此期間,亞裡士多德用了一個類比,即風在小巷和門戶的狹窄空間中撞擊,或者遇到來自相反方向的風。在這種情況下,風“被逆風狹窄入口的阻力推到一邊,結果形成一個圓形的風渦”。

龍卷風或水龍卷的形成在雲中也存在相同的機制,但與向下運動相結合。正如Wilson所說,Meteorologica對導緻下降的原因并不是特别清楚。

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龍卷風或水龍卷旋風,在原譯中]是當已經産生的風暴無法從雲層中解脫出來時産生的:它是由渦流的阻力引起的,當螺旋沉入地球并攜帶雲時就會發生,而雲層無法擺脫它自己。它的爆炸會推翻任何擋在它面前的東西,它的圓周運動會旋轉并強行帶走它遇到的任何東西。

古希臘哲學對古羅馬哲學産生了強烈的影響,尤其是在公元前 200 年羅馬開始征服希臘之後。提圖斯·盧克萊修·卡魯斯是最早撰寫氣象主題的羅馬自然哲學家之一,簡稱為盧克萊修,他對龍卷風和水龍卷的看法将在下一節中描述。

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三、早期理論對龍卷風和水龍卷的影響

在古代末期和中世紀早期之間,亞裡士多德的著作在西歐幾乎不為人知。在此期間,随着拉丁語的增長,西歐對希臘語的了解有所下降。同樣在這段時間裡,西班牙塞維利亞的伊西多爾、英國的尊貴的比德和德國的拉巴努斯·莫魯斯·馬格南提烏斯是最早将氣象主題納入其著作的中世紀學者之一。

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在詞源學中,塞維利亞的伊西多爾對空氣、雲、雷電、彩虹和雨進行了解釋。他還提到,龍卷風和水龍卷是由“風的扭曲”産生的。

氣象學在十二世紀被重新發現,當時克雷莫納的傑拉德将伊本·比裡克的阿拉伯語版本翻譯成拉丁語。威廉·範·莫爾貝克于2008 世紀下半葉完成了從希臘語到拉丁語的新譯本。

在十三世紀和整個文藝複興時期,亞裡士多德的著作對實體科學産生了強烈的影響,因為“哲學和科學體系具有壓倒性的解釋力”。

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此外,亞裡士多德關于自然和神性的觀點在中世紀被基督教哲學家和神學家采用。還有一些關于氣象學的評論,例如羅傑·培根在2011年的評論,這些評論批評了亞裡士多德的理論,當時被認為接近亵渎神明。

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從1636世紀末到1711世紀初,歐洲龍卷風和水龍卷研究進入了一個新時期。法國的神學家弗朗索瓦·拉米、天文學家和數學家傑米尼亞諾·蒙塔納裡和耶稣會博學家羅傑·約瑟夫·博斯科維奇在意大利出版了關于水龍卷和龍卷風的書籍長度研究。

這些自然哲學家不僅簡單地重複了以前關于龍卷風形成的推測,而且在他們試圖了解這種天氣現象時,他們還專注于提供對龍卷風和水龍卷及其影響的詳細觀察。

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到十八世紀末,關于龍卷風和水龍卷形成的新理論開始出現。法國實體學家讓·查爾斯·阿塔納塞·佩爾蒂埃推廣了一種理論,他也發表了第一本泛歐龍卷風氣候學,表明龍卷風是一種電現象。

在十九世紀,希臘和羅馬自然哲學家提出的龍卷風和水龍卷形成理論僅因其曆史價值而被引用。到了十九世紀的美國,這些關于龍卷風和雷暴形成的推測似乎還沒有被強風暴領域的研究人員考慮過。

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