今天出门看天气预报了吗?
我们每天都在和天气打交道,但很少人会去想“气象学”是什么?更不用说“气象学史”了。
本期人文清华播客“清华大课间“栏目,我们邀请到了清华大学科学史系的刘骁老师,从“气象学史"出发,聊聊古人是怎么观天测气的,“竺可桢曲线”为什么能和王朝兴衰挂钩,盐务、邮票、节气、神祇,又怎样串联起“气象”这门与生活紧密相关的学问?
我们精选了一部分内容,一起走进气象的世界~
本期嘉宾
刘骁,清华大学科学史系助理教授。研究方向为气象学史、清华大学理工学科史、科学博物馆学与人工智能史等,著有《领航AI 启智润心:张钹传》,译有《奇仪重器:探索科学博物馆》,发表学术论文多篇。在清华大学开设“中国气象学史”“科学博物馆学与科学传播”等课程。
1
什么是气象史学?
气象其实和我们生活中的一切都能够产生关联,小到一次特殊的天文现象,大到当初的列宁格勒保卫战中苏联那漫长的冬季,甚至是在中国的神话比如涿鹿之战,蚩尤和黄帝之间的战争,都有气象的因素在里面。
气象学史是科学史的分支,研究气象现象、变化规律及其对社会的影响。包括内史,即气象知识、技术、理论研究。外史,即气象在军事、农业等应用层面的研究,是跨学科多领域的一门学科。
竺可桢曲线
为何本科学管理后来却投入到气象史的研究中?刘骁老师给出了这样的答案:“在中国近现代科学史中,有一位非常著名的学者竺可桢先生,他不仅仅是气象学家,同时也是一位科学史家。应当说是被他的人格魅力所吸引,就逐渐想进行气象学方面的史学研究。”
刘骁老师曾经研究过中国的许多观象台,而他也十分推荐大家去参观位于南京的中国气象博物馆,其前身是北极阁观象台,这个博物馆对我国从古至今的气象历史进行了梳理,引人入胜。
2
通过气象,
我们可以看到怎样的世界?
刘骁老师儿时和父亲有过收集邮票的经历,但之后并没有把这个习惯延续下来,反而是在研究了气象学史之后,在韩剧《请回答1988》里注意到了男主人公收集邮票的习惯,重新燃起了集邮的兴趣。
新中国成立后我国的第一套气象专题邮票
如今他已经收集有70多枚与气象有关的邮票,其中不仅仅有中国最早发行的一套展示气象史发展的邮票,以及美国和欧洲等地国际气象组织的纪念邮票,也有气象发展相对落后的非洲地区的气象邮票,这些邮票通过展示气象科学来向民众普及了相关知识。
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中国古代的气象智慧
相风乌作为中国古代气象的一个常见测风仪器,也经常被画在邮票上作为纪念。“它是一个鸟形,鸟的下端脚的位置和一个木盘相连,这个木盘是可以转动的,所以当风刮来的时候,鸟头指向的位置就是风来的方向。”
汉代的相风铜乌
中国古代有很多气象智慧,初唐时期的天文学家,数学家李淳风在《乙巳占》便对于风的分级做出了阐释,“他观察树受到风的影响来对风力进行分级。风吹动树叶叫做动叶,是一级,最高定为八级,可想而知,一棵树如果受到风的影响,最严重的程度就是连根拔起,它就叫做拔树及根。”
除此之外,古代还有测量温度的方式,在贾思勰《齐民要术》中对于豆豉生产,通过手的触碰来感知温度。王祯在农书中描写了养蚕过程,当养蚕人穿着单衣进入蚕房感到闷热,这便意味着蚕也感受到了热。像这样由劳作者的具体感知所产生的中国古代民间智慧数不胜数。
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你真的懂二十四节气吗?
二十四节气是与我们日常生活关系紧密的气象概念,“它其实是我国古人通过观察太阳的周年运动,形成的关于气候、物候的认知体系,当然它的核心是一个时间体系。”比如,在山西4000年前的一处观象台遗址中,有十二根夯土柱,人们通过阳光是否可以通过观象台附近的一座塔尔山来确定这一年中的重要时间,来指导农业实践。
我们现在所用的二十四节气的表示方法,最早见于《淮南子》中的记载,“它将北斗七星的斗柄一天所转动的角度命名为 1 度,根据斗柄的转动角度就测出来斗柄转一周需要 365.25 度,因此而得出一年有 365.25 天。同时它规定在这 365.25 天中平均地划分成 24 等份。以冬至作为二十四节气之首,从冬至开始每隔 15 天左右就是一个新的节气。”
对于这种相对粗暴的二十四节气的划分法(在气象学中简称平气法,就是将一年的三百六十五天进行平均分配,每个季度有6个节气),刘骁老师也指出了它的一部分问题,同时也介绍了定气法的划分方法,把黄道弧度,平均划分为24分,每一份作为一个节气,由于太阳运行速度在近日点最快,在远日点最慢,因此每个季度的节气数目便有不同,最终可以将二十四节气精确到秒。农历通过闰月弥补与二十四节气的天数差值,当一个月无中气时便为闰月。
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中国气象学史与科学传播
刘骁老师开设了一门名为《中国气象学史》的课程,“这是一门本科生的通识课,它侧重于让大家对气象学这门学科感兴趣,同时也对气象学的发展历史感兴趣。更深层次,我希望同学们在了解气象学的同时结合自己的学科专业背景去探究,能够在自己的研究中多多关注气象学的因素。”
在刘骁老师的另一门研究生课程《博物馆学与科学传播》中,他更希望培养学生通过科学与历史的研究来提升讲故事的能力,“无论是哪种学者,在现在这个社会,可能或多或少都需要向社会讲述自己的成果,因此我们也更加需要培养讲故事的能力。”
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我想过要当气象学家吗
当问及为什么没有人从小就有当气象学家的梦想时,刘骁老师认为一方面是大家太过于熟悉天气了,而另一方面是我们在日常生活中很少接触所谓的气象学家,对于他们的生活以及研究的细节缺乏想象。
“不过我觉得相对来说比较有意思的一个点,比方说上世纪 90 年代出生的人,大家都会有看天气预报的习惯,就是看中央电视台晚上7点新闻联播结束之后的天气预报,当时的我们对天气预报员的工作是有向往的。”但今天的00后记忆里似乎就很少有天气预报员的身影了。
刘骁老师希望有更多对于气象或者是科学发展史有兴趣的同学能参与到科学史的辅修当中。
(图片来自网络)
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