如果19世紀，人類聽了這位女科學家的話，或許不會面臨今天的氣候危機_風聞

原標題：****《如果在19世紀，人類聽了這位女科學家的話，我們或許不會面臨今天的氣候危機》

撰文 | Sidney Perkowitz

編譯 | 石雲雷

審校 | 吳非

來源：環球科學

在21世紀，温室氣體排放導致的氣候變化，已經成為威脅人類社會的關鍵問題。但鮮為人知的是，早在1856年，美國的業餘女科學家尤妮斯·富特就證實，大氣中的二氧化碳和水蒸氣具有温室效應，進而引發氣候變化。但此後，富特的研究一度被完全遺忘，直到2011年才重新公之於眾。今年，正是富特誕辰200週年。她的經歷講述着女性擁有同樣的科研天賦和能力。而這樣的研究如果沒有被埋沒，人類或許不會陷入如此嚴峻的全球變暖危機中。

繪圖：Carlyn Iverson, NOAA

早在古希臘時期，人們就已經意識到，人類活動能改變環境。而在工業革命之後，當人類開始大規模改造自然、進行工業生產，氣候研究的雛形初現。最早開始研究氣候變化的，似乎主要是歐洲科學家。

19世紀20年代，法國科學家約瑟夫·傅里葉（Joseph Fourier）發現，大氣層中的氣體捕獲太陽的熱能，會導致温室效應。1859年，愛爾蘭物理學家約翰·廷德爾（John Tyndall）揭示了，大氣層中的水蒸氣和二氧化碳氣體是吸收太陽輻射的主要成分。

但是，直到2011年，一段一度被遺忘的歷史才得以復原。一位退休教授在整理科學史檔案時意外發現，最初揭示水蒸氣和二氧化碳温室效應的另有其人。

這個人，就是美國女性科學愛好者尤妮斯·富特（Eunice Foote）。

走上科研道路

1819年，富特出生在美國康涅狄格州的農場家庭。她主要由姐姐撫養，一生中大部分時間都生活在紐約州北部。

富特在科學上的成功，離不開她接受的教育。17歲~19歲期間，富特在位於紐約州的特洛伊女子學院學習。這所學校今天的名稱為埃瑪·威拉德女子中學，被稱作“女性教育的聖地”。它由女權主義者埃瑪·威拉德（Emma Willard）於1824年建立，是第一所女子預科學校。

富特在這所學校收穫頗豐。特洛伊女子學院與隔壁的仁斯利爾學院（仁斯利爾理工大學的前身）共享實驗設施，而仁斯利爾學院擁有當時世界上僅有的兩間對學生開放的化學實驗室。正是在這裏，富特掌握了實驗操作技能，以及規劃、實施研究項目的能力。

富特的鄰居伊麗莎白·卡迪·斯坦頓（Elizabeth Cady Stanton）同樣對她產生了重要影響。斯坦頓是美國早期女權運動和女性選舉權運動的主要人物，1848年，她參與組織了美國的第一次女權會議，會議通過了提倡女性應有權參與各項社會活動的**《感傷宣言》**。富特也跟隨斯坦頓參加了這次會議，並參與了會議的前期準備工作。這次活動讓富特深受觸動，她相信女性應該可以從事任何社會職業。

另一位對富特影響深遠的人物，是她的丈夫伊萊沙（Elisha）。在《感傷宣言》上，富特的簽名旁邊是她丈夫的簽名。他是極少數在宣言上簽字的男性，對尤妮斯來説，他的簽名具有重大意義。伊萊沙和富特擁有相同的科研興趣。他認識美國著名科學家約瑟夫·亨利（Joseph Henry）。當時，伊萊沙正在史密森尼學會進行氣象研究，他和尤妮斯一起閲讀了亨利有關氣候的著作。

發現温室效應

在這些事件的影響下，1856年，富特取得了突破性的成果。

當時，她的研究工作只使用了一些簡單的儀器，包括兩個長76釐米、直徑10釐米的玻璃圓筒，其中分別裝有一支温度計。她在這兩個圓筒中加入了不同的氣體，並通過温度變化比較氣體對太陽光照射的熱效應。

富特發現，潮濕的空氣比干燥的空氣能吸收更多的太陽輻射。而二氧化碳與一般的空氣相比，吸收的太陽輻射也更多。同時她還發現，在相同條件下，充滿二氧化碳的圓筒，比充滿氫氣或氧氣的圓筒要熱得多。

由此，富特揭示了二氧化碳和水蒸氣在温室效應中的重要作用。當時，大氣中的二氧化碳濃度還只有290 ppm（ppm為百萬分之一），全球的氣候變化還算不上顯著的問題。但富特前瞻性地預測，二氧化碳濃度的改變，會影響全球温度。現在，富特預測的場景已經真切地出現在我們眼前：大氣二氧化碳濃度已經超過400 ppm，由此導致的升温也已超過1℃。

毫無疑問，富特的發現要早於廷德爾。相較於培養科學家的體系已經成熟的歐洲，對於當時尚不成熟的美國科學界來説，一個業餘的科學愛好者能取得這樣的成就，無疑是十分突出的。但廷德爾還是獲得了一個被富特遺漏的關鍵線索。

利用實驗室中的紅外線裝置，廷德爾發現温室效應並不是由太陽光直接導致的，而是地球温暖的地面產生的紅外輻射導致的。富特的實驗並沒有對兩者進行區分，雖然現在的分析認為她的數據中也反映了紅外效應。

1856年，富特的研究在美國科學促進會（AAAS）的會議上進行了展示。不過，進行彙報的不是富特本人，而是前面提到的科學家亨利。這項研究並沒有像會議上的其他報告那樣出現在會議記錄中，但它仍然獲得了一定的知名度，幾份報紙對它進行了簡短的報道。

1856年，《美國科學與藝術雜誌》刊登了富特撰寫的完整研究論文。《科學美國人》則評論道，富特的研究“充分顯示了女性能夠獨創、精確地開展任何學科的研究。”

富特撰寫的研究論文

一度被遺忘的研究

但隨後，這篇研究論文卻消失了。在長達一個多世紀的時間裏，沒有人注意到富特的研究。直到本世紀，退休的石油地質學家雷蒙德·索倫森（Raymond Sorenson）在他蒐集的《科學發現年鑑》（Annual of Scientific Discovery）舊版本的1857年卷中，意外地看到了關於富特工作的描述。他立刻意識到，這是第一篇將二氧化碳與氣候聯繫起來的報道。

2011年，他公開發表了他的發現。索倫森説：“我得到了相比於我自己的研究更多的回應。”隨着科學家和歷史學家從富特研究的獲得啓示，文章的關注度越來越高，特別是在富特誕辰200年的2019年。

儘管富特的研究最終重見天日，但我們要反思的是，為什麼富特的研究在當時並沒有獲得應有的對待。為什麼在AAAS會議上，她不能親自展示她的研究？為什麼這項研究在會議的發表程序中被刪除了？以及，為什麼她的研究沒有獲得廣泛的關注？或許，一方面是對於女性的歧視；或許，富特業餘科學家的身份讓她不受主流科學界的待見。

另一個問題在於，被稱為“氣象科學之父”的廷德爾為什麼會完全忽視富特的研究。1859年，廷德爾發表了他的研究；接着在1861年，他引用了其他研究者的成果，但依舊沒有提到富特。

廷德爾的個人傳記展現出了廷德爾對女性科學家的性別歧視：廷德爾經常對女性的智力表現出驚訝，不認為她們具有和男性科研人員相同的創造力。但也有人指出，當時歐洲和美國科學界糟糕的關係，可能導致廷德爾根本不知道富特的研究。

或許，廷德爾忽略富特研究的真正原因永遠無法揭開。但富特面對種種阻礙做出的研究，無疑鼓舞了現今的女科學家。加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校的氣象學家利拉·卡瓦略（Leila Carvalho）就是其中一位，她説富特的研究工作“令我十分震撼”。

卡瓦略強調，對富特的工作的忽視，讓人類錯失了很多機會。如果富特的成果能被美國和歐洲科學界迅速、廣泛地接受，這可能會激起美國科學家對氣候科學的興趣。

巧合的是，在19世紀60年代後，北半球的温度顯著升高。那時人們已經發現，美國東部森林的大量砍伐導致了温度的升高，而當這些開採者向西部遷徙時，美國西部的氣温也隨之發生了變化。如果科學手段能在那時被應用於氣候問題，如果當時的人類（尤其是研究起步處於領先地位的美國）能意識到氣候變化的機制以及將要帶來的危機，或許今天，我們生活的環境將截然不同。

本文經授權轉載自微信公眾號“環球科學”。原文鏈接：http://nautil.us/issue/78/atmospheres/if-only-19th_century-america-had-listened-to-a-woman-scientist

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