序
去年,京东曾经在图书的主页上推荐过这本书,说它进入了19年度中华优秀科普图书榜单。对气象领域有情结的我一下子就把它放进了购物车,一直关注它什么时候打折,观察了一年,发现基本没什么折扣。不经意间,发现在二手书多抓鱼平台以超低的打折价出售,于是赶紧入手了一本。
我们是听着诸葛亮架设祭坛借东风的故事长大的,特别仰慕那些能跟天对话的神人,所以我们用呼风唤雨来形容那些有大能耐的人。当我们学英语的时候,老师总说,英国人最喜欢和别人谈论天气,所以听力理解的考试题,关于天气的话题会特别多。从小时候到现在,中央新闻联播之后跟着的一定是天气预报,大小起,我觉得能搞天气预报的人真是不了的,虽然预报的天气时常不准,往往是带了伞的阴天不下雨,没带伞的晴天把我淋成了落汤鸡。
阴差阳错的,我竟然在读研究生时选择了研究混沌理论,这是来自已故大气物理学家洛伦兹的发现,这个发现充满了传奇,竟然是因为老先生某天偷懒,然后发现自己执行的那段程序的结果,和同事的大相径庭,然后感觉有悖常理,深入研究,发现了蝴蝶效应,提出了混沌理论。假如老先生不偷懒,或者偷懒了,直接拿同事的数据凑数,蝴蝶效应的故事,应该要晚好些年才能进入我们的世界。
玉碎–《天气预报:一部科学探险史》
莫名其妙的是,我老婆研究生毕业后不经意的将简历投到了气象局,而后她顺理成章的成为了气象人,而我变成了气象人的家属。我也曾经想象过有那么一天,我们也因为某些原因偷懒,从而发现数据上出现了偏差,仔细研究下去,惊人的发现了别的什么效应,比如什么猫眼效应、狗剩原理。千万也别觉得我开了脑洞,异想天开,毕竟混沌的几大祖师爷,都是玩着数据,不经意间,发现了造物主埋下的彩蛋,除了提出蝴蝶效应的洛伦兹,还是提出分形科学的曾经在IBM数据中心任职的曼德布劳特,两位祖师爷鲜为人知,然而两位祖师爷开创的事业,影响到了我们现代生活的很多方面,比如手机天线、CG中关于云彩海浪山石的渲染构建等等。
作为计算机人,我对计算机的历史算是比较了解,可以如数家珍的把计算机的故事一一讲述出来,而对气象的历史,我不甚了解,而这本书,补充了我在这方面的空白。很多人对于技术与理论的历史没有兴趣,甚至觉得没有知道的必要,毕竟从功利的角度,知道了一个学科的历史,最多是多了些谈资,或在觉得写论文的开头会更流畅,完全不影响当下的技术的学习与运用。
没错,当然这是关注当下的手艺人的想法,或许多年以后也只是手艺人,达不到匠人的程度,更不说能够成为某个行业的开山鼻祖,毕竟知道了这理论过去的历史,意味着向前人借鉴了面对实际问题的解决思路,思路才是能长期影响我们格局的东西,碗里的那点东西只是能让你不饿着肚子罢了。
对宗教信念的绝杀技:断以前、绝往后
百余年前,或许很多人都不知道达尔文,或者对达尔文不曾有一丝的好感,因为他说人是猴变的,这对信上帝的人来说,这是个奇耻大辱。不过,现在,要是谁说,人不是猴变的,是石头里蹦出来的,人们多半会笑话说,要说西游记找个别的地儿,别在我这碍事。
说到达尔文,不得不提进化论;说到进化论不得不说当年的那次探险之旅,正是那艘“小猎犬号”,带他看到了不一般的世界;说到“小猎犬号”,就不得不提到菲茨罗伊船长,而这位船长,就是天气预报的奠基人,后来的英国第一任气象局的局长。倘若不是达尔文家里关系厚实,加上菲茨罗伊找到的那位牧师失约,达尔文估计无法登船,科学史恐怕也要改写了。
达尔文和菲茨罗伊这两位仁兄,在人类科学史上的杀伤力是绝对的强。达尔文的《物种起源》是科学对过去的擅自闯入的话,而教会对过去的解释已经有超过1000年的历史了,从逻辑上说,天气预报意味着这神圣未来的入侵:
天气预报和进化论是科学针对宗教孕育的双胞胎,一个夺走了过去(断以前),一个夺走了未来(绝往后)
然而,两位仁兄在科学上持有的不同见解,让他们的友情以复杂的方式分分合合,最后分道扬镳,成为了最熟悉的陌生人。
然而,作为享用科学成果的后人,我们必须铭记这个“小猎犬号”上的两位伟人,菲茨罗伊船长和博物学家达尔文。我不得不猜想,他们两人会不是星际迷航中科克船长与首席科学官的史波克的原型。
永远值得我们学习的费城信条
关于天气预报,菲茨罗伊船长不是提出这个科学事物的第一人,却是集大成者。在他之前,已经有欧洲的学者,针对天气的变化,提出过一些学说,这些学说传到美国的时候,费城的长老会牧师说:
我们的文学和科学在很多方面可能达不到旧世界(指的就是欧洲大陆)的成就,但是我们不要因此而感到丢脸。我们大可以承认,我们在语言学和文学批评上还落后于德国人,在化学和医学上比不上法国人,在经典研究和精密科学科学上还赶不上英格兰和苏格兰。
但是,对于一个尚在襁褓之中的民族来说,能要求他有多大的成就呢?
没有哪个国家所面临的的任务像我们这样艰巨,也没有哪个国家已经做得足够好了,还有一大片辽阔的,可以说是无限广大的领域等着我们去占领、去征服、去开拓。
耶鲁大学的毕业生罗密士在投身气象观测事业时候说:
美国应该保留一个完全投身于科学研究的知识阶层,这些人要做的不是社会累赘,而是要造福整个人类。
罗密士提出了日后成为美国国家天气预报网络体系的核心观点,认为如果完成这个体系,旧世界几十年来在气象学上的优势,包括对风暴路径、风向和风力的理解认识,将成为美国人的优势;而他采用的天气绘图方法,依旧成为了我们当前使用的天气图。
科学的征途上,有很多巧合和偶然,但就是没有捷径,有的就是靠着一项项理论和技术的叠加,从而铺出一条往前的道路。铺路的都是先驱者,而看到有路竞相仿造的,是收割者;先驱者和收割者推动者科学的发展,然而,只有先驱者或只有收割者,这路都走不远。
菲茨罗伊的梦想
菲茨罗伊充满了传奇的一生,意味着他有各种各样的经历,然而这些经历并未改变他的想法:
立志做大气科学的观测者,能够看天使舵的航海家,要揭示可靠的预测模式或典型天气
在菲茨罗伊的坚持下,英国成立了世界上第一个气象局,各地、各船只使用通过电报传回来的当日气象数据,整理后次日出版,为当地人出行提供参考;后来菲茨罗伊增加对风暴的预警,为当时的日不落帝国的船只提供参考。菲茨罗伊采用了Forecast(预报),而不是Perdition(预测)或Prophecie(预言),从现在来看菲茨罗伊无疑是非常有预见性的,因为严谨的说,天气是一个混沌系统,在我们实验室仿真模拟的时候,用的是确定性混沌系统,确定性意味着有确定的公式和参数,以及操作步骤,计算方法,然而即便如此,我们在实验室依然无法预测这个混沌系统运行了一段时候的数值(比如迭代了10万次或100万次或1000万次),这也是蝴蝶效应的根源。
到如今,风暴的路径轨迹依然无法准确预测,更不要说在菲茨罗伊的那个年代,越来越多的人抱怨天气预报不准确,越来越多的科学工作者发现菲茨罗伊的天气预报没有数学模型,预测方法只存在他的脑子里。越来越多质疑的声音冒出来,而他提出的理论一次次的被证明有误,最后,他选择了众多科学先驱者走过的道路,自杀。
光荣的荆棘路
菲茨罗伊自杀的消息,惊动了很多学者与民众,纷纷致辞悼念,有不少充满感情和公正的悼词,让这位以悲剧收场的上将抹上了最后的光彩。然而,在人情冷漠的威斯敏斯特,很多人认为菲茨罗伊是个骗子,气象局被看作是一件昂贵的奢侈品,这个直接反应到了气象局的处理问题。菲茨罗伊去世一年后,天气预报服务终止了,随后,风暴预警服务也终止了,所有的观测员都从观测塔上下来了。仅仅是因为菲茨罗伊没有把预测模型化、理论化,他终究未能被称为科学家。
关于是什么吸引人走向科学,培根曾经说:
人回想要去学习和获得知识,有时是出于天生的好奇心和自身喜欢探究的爱好;有时是为了一变化和趣事来丰富自己的生活;有时则是为了提升名望;有时是为了让自己获得智慧和辩驳的胜利;大多数时候则是为了受益和证明自己,他们很少会真诚地说出自己的真正原因……科学是一个丰富的宝库,服务于造物主的荣耀和人类的救赎。
菲茨罗伊是一位先驱者,他的气象工作极具革命性,甚至让一个政府部门取得了远远超出了时代发展的成就,并因此引发了一场真正的科学危机。他提出了很多根本性问题:
- 实用科学的发展速度应该多快?
- 每一套解决方案都需要一个明确的表达公式吗?
- 如何才能向公众讲述理论科学?
- 科学家在工作中应该投入多少情感?难道真像达尔文说的那样,“科学工作者应该无欲无求,只需求一颗顽石般的心?”
结语
当我合上这本书的时候,我落泪了。难以相信,一位科学上的先驱者会蒙受如此的不公,然后默默的隐匿在历史的长河中。即便气象局在各个国家已成为一个重要的公共服务部门,政府资金源源不断的往里注入,高学历的科研工作者源源不断的加盟,公众对气象科学依然不了解,依然仍带有偏见。
时过境迁,一个个“菲茨罗伊”走进科学的殿堂,又灰溜溜的消失了。永远记住:
世上只有一种英雄主义,就是在认清了生活真相后依然热爱生活。