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亚里士多德的《气象学》,揭露了龙卷风的形成,颠覆了古人的认知

作者:北秋娱事
亚里士多德的《气象学》,揭露了龙卷风的形成,颠覆了古人的认知
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文|北秋

编辑|北秋

亚里士多德的《气象学》,揭露了龙卷风的形成,颠覆了古人的认知

龙卷风和水龙卷长期以来都是以神话和流行信仰的方式吸引着人类,最初被认为有超自然的原因。而古希腊自然哲学家提出了第一个将天气现象解释为具有自然原因的理论。亚里士多德是最早推测龙卷风和水龙卷形成的自然哲学家之一。

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亚里士多德认为,龙卷风和水龙卷与被困在云层内并以圆周运动的风有关。当风从云中逸出时,它的下降运动会携带云,导致形成台风。他的理论被其他希腊哲学家采用并进一步细致入微。亚里士多德的思想也影响了卢克莱修、塞内卡和老普林尼等罗马哲学家,他们进一步发展了他的想法,并加入了自己的推测。

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几乎被忽视的是,后来Meteorologica 被翻译成拉丁语,最初是从阿拉伯语版本开始的,在接下来的几个世纪和文艺复兴时期产生了更大的影响。

在十七世纪,意大利和法国出版了第一批关于龙卷风和水龙卷的书籍,标志着欧洲对这些现象的理论和观测研究的开始。即使希腊和罗马作家提出的关于龙卷风和水龙卷的推测在近年来,对欧洲龙卷风及其影响的研究有所复苏。

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这种复兴是在第二次世界大战结束时开始的时期之后进行的,其特点是欧洲研究人员和气象学家对这个问题相对缺乏兴趣。尽管龙卷风是一个重要且相关的研究课题,但欧洲没有龙卷风的历史,除了一些部分尝试。

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一、 从神话到自然理论

长期以来,天气现象一直是人类着迷、好奇和威胁的对象。因为古代农民和猎人强烈依赖天气,根据自然界的迹象预测未来天气状况的能力将有利于他们的生存。

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在讨论古代世界如何感知两种特定类型的天气现象(即龙卷风和水龙卷)之前,我们需要了解导致解释其形成的理论的知识环境。

需要研究天气现象是如何出现在文化传统中的,以及关于一般天气现象形成的第一个假设。在古代作家的神话作品中,气象现象是神干预的结果。

荷马和赫西俄德在他们的诗歌中都提到了许多天气,后来被其他写气象学的作者引用。在《伊利亚特》和《奥德赛》中,荷马将宙斯描述为能够产生雨、雷电和风暴,海神波塞冬也能够控制天气。

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于是他说话了,他聚集了暴风云,搅动了海道,双手挥舞着他的三叉戟;在所有的风中,他唤醒了所有的狂风,大海和大陆被覆盖并隐藏在云层中,而黑夜从天而降。

在《神谱》中,赫西俄德将宙斯和提丰之间的战斗描述为与破坏性风暴相关的蛇形巨人。当领主冲上前去时,伟大的奥林匹斯山在他不朽的脚下颤抖着,大地也发出了呻吟。紫罗兰色的大海被他们俩的大火所笼罩,雷电、台风和风的怪物的火焰,以及炽热的雷电。

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古希腊人不仅将气象现象归因于神(即非自然的解释),而且他们可能也是第一个定期进行气象观测并提出关于天气现象形成的理论的人。

气象现象已经成熟,自然哲学家提出了假设。这所学校成立于公元前 650 年左右,位于安纳托利亚西海岸的古希腊城市米利都,今天位于土耳其。泰勒斯,希腊哲学家、数学家和天文学家,将天气与恒星和行星的运动联系起来。他的两个追随者阿那克西曼德和阿那克西美尼也试图用自然原因解释气象现象。

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阿那克西曼德是第一个将风定义为空气流动的人,当“最细的蒸气从空气中分离出来,聚集在一起时被推动”。

他还推测,雷声是空气撞击云层的结果,而闪电是由于风猛烈地分离云层造成的。几个世纪后,这些自然的解释似乎仍然被认为与天气现象与神有关的一般观点相悖,正如喜剧《云》中的这段对话所表明的那样。阿里斯托芬在公元前 423 年撰写的对话发生在居住在雅典的同胞斯特雷普西亚德斯和理性主义哲学家苏格拉底之间。

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公元前四世纪初,气象学正处于衰落时期。威尔逊指出,来自迈尔斯学派的哲学家们简单地拒绝了非自然的解释作为天气现象的原因,从而使气象学的进一步研究变得不必要。

他们的推测后来被其他思想家接受,他们认为提供了对天气现象形成的所有解释,因此迈尔斯人将他们的推测集中在其他主题而不是气象学上。

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二、亚里士多德的《气象学》和关于龙卷风和水龙卷形成的第一个理论

由于亚里士多德的《气象学》,气象学在公元前 340 年左右重生。气象学是第一个“对气象学的系统讨论”。

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亚里士多德(公元前 384-322 年)是 Peripatetic 学派的创始人,根据当时关于天气现象的主要理论,并提出了关于雨、云、雾的新理论,露水、白霜、雨、雪、冰雹与白霜、风、以及雷电有关。亚里士多德关于“飓风、台风、火风和霹雳”的理论在《气象学》中有所描述。在建立这些理论时,亚里士多德没有讨论任何实际事件。

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据我们所知,没有关于古希腊发生的龙卷风和水龙卷的幸存描述。希腊对龙卷风和水龙卷的最早描述是从 1 世纪开始的。龙卷风或水龙卷的概念是由亚里士多德提出的,没有参考以前的理论或反驳以前的理论,这与亚里士多德驳斥阿那克西曼德的想法的风理论形成鲜明对比。亚里士多德可能是第一个讨论龙卷风或水龙卷概念并推测其形成的自然哲学家。

为了理解亚里士多德提出的关于龙卷风和水龙卷的理论,我们需要介绍一些他用来解释一般天气现象形成的概念。然后,我们将讨论亚里士多德和后来写龙卷风和水龙卷的古代思想家使用的术语。

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亚里士多德描述了两种类型的过程,他称之为“呼气”在地球区域内,月球轨道以下的区域由四种元素组成,土,水,空气和火,排列成同心球体,地球为中心。

根据亚里士多德的说法,这些元素处于从一个元素到另一个元素的不断转换过程中。因此,当来自太阳的热量到达地球表面时,它与冷湿的水混合,形成湿冷的呼气,这与云和雨有关。

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湿润凉爽的呼气下沉,而干燥温暖的呼气上升。两种呼气并存,当亚里士多德提到其中一种时,他指的是在某种天气现象中占主导地位的呼气。由于太阳干燥和加热地球,干燥和温暖的呼气会产生风。随着干燥和温暖的呼气增加,只产生风的垂直分量。风的水平分量是由干燥和温暖的呼气与天球运动之间的相互作用产生的。

亚里士多德还指出,干呼气在少量产生时会引起雷电,但当“呼气量丰富且持续流动”时,会产生εχνεφíαζ。

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在希腊语的英语词典中,εχνεφíαζ被翻译为“由云层相遇和爆裂引起的飓风”。在二十世纪初之前,“飓风”一词在官方气象报告中用于表示风暴,也用于描述龙卷风和水龙卷,

因此,鉴于亚里士多德对εχνεφíαζ的描述,我们认为该术语可以翻译为通用风暴,这是本文使用的定义。亚里士多德还区分了暴风雨和提丰 ,两者都与从云层下降的风有关,但在提丰的情况下,云在风后面。

虽然台风的现代定义是北太平洋西部的强烈热带气旋,但亚里士多德可能指的是龙卷风或水龙卷,这是本文其余部分使用的定义。

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根据亚里士多德的说法,暴风雨是由于周围云层中的风偏转而发生的。在此期间,亚里士多德用了一个类比,即风在小巷和门户的狭窄空间中撞击,或者遇到来自相反方向的风。在这种情况下,风“被逆风狭窄入口的阻力推到一边,结果形成一个圆形的风涡”。

龙卷风或水龙卷的形成在云中也存在相同的机制,但与向下运动相结合。正如Wilson所说,Meteorologica对导致下降的原因并不是特别清楚。

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龙卷风或水龙卷旋风,在原译中]是当已经产生的风暴无法从云层中解脱出来时产生的:它是由涡流的阻力引起的,当螺旋沉入地球并携带云时就会发生,而云层无法摆脱它自己。它的爆炸会推翻任何挡在它面前的东西,它的圆周运动会旋转并强行带走它遇到的任何东西。

古希腊哲学对古罗马哲学产生了强烈的影响,尤其是在公元前 200 年罗马开始征服希腊之后。提图斯·卢克莱修·卡鲁斯是最早撰写气象主题的罗马自然哲学家之一,简称为卢克莱修,他对龙卷风和水龙卷的看法将在下一节中描述。

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三、早期理论对龙卷风和水龙卷的影响

在古代末期和中世纪早期之间,亚里士多德的著作在西欧几乎不为人知。在此期间,随着拉丁语的增长,西欧对希腊语的了解有所下降。同样在这段时间里,西班牙塞维利亚的伊西多尔、英国的尊贵的比德和德国的拉巴努斯·莫鲁斯·马格南提乌斯是最早将气象主题纳入其著作的中世纪学者之一。

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在词源学中,塞维利亚的伊西多尔对空气、云、雷电、彩虹和雨进行了解释。他还提到,龙卷风和水龙卷是由“风的扭曲”产生的。

气象学在十二世纪被重新发现,当时克雷莫纳的杰拉德将伊本·比里克的阿拉伯语版本翻译成拉丁语。威廉·范·莫尔贝克于2008 世纪下半叶完成了从希腊语到拉丁语的新译本。

在十三世纪和整个文艺复兴时期,亚里士多德的著作对物理科学产生了强烈的影响,因为“哲学和科学体系具有压倒性的解释力”。

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此外,亚里士多德关于自然和神性的观点在中世纪被基督教哲学家和神学家采用。还有一些关于气象学的评论,例如罗杰·培根在2011年的评论,这些评论批评了亚里士多德的理论,当时被认为接近亵渎神明。

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从1636世纪末到1711世纪初,欧洲龙卷风和水龙卷研究进入了一个新时期。法国的神学家弗朗索瓦·拉米、天文学家和数学家杰米尼亚诺·蒙塔纳里和耶稣会博学家罗杰·约瑟夫·博斯科维奇在意大利出版了关于水龙卷和龙卷风的书籍长度研究。

这些自然哲学家不仅简单地重复了以前关于龙卷风形成的推测,而且在他们试图理解这种天气现象时,他们还专注于提供对龙卷风和水龙卷及其影响的详细观察。

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到十八世纪末,关于龙卷风和水龙卷形成的新理论开始出现。法国物理学家让·查尔斯·阿塔纳塞·佩尔蒂埃推广了一种理论,他也发表了第一本泛欧龙卷风气候学,表明龙卷风是一种电现象。

在十九世纪,希腊和罗马自然哲学家提出的龙卷风和水龙卷形成理论仅因其历史价值而被引用。到了十九世纪的美国,这些关于龙卷风和雷暴形成的推测似乎还没有被强风暴领域的研究人员考虑过。

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