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【包特金專欄】中國氣球的威脅與誘惑

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美國擊落中國「不小心」漂過去的「氣球」,被中國斥為大驚小怪之後,Rivka Galchen發表在《紐約客》(New Yorker)的一篇<中國氣球的威脅與誘惑> (The Threat and the Allure of the Chinese Balloons)指出,即使是出於科學原因發射的氣球也始終帶有政治壓艙物。(Even balloons launched for scientific reasons have always carried political ballast.)

文 / 包特金 綜合報導

根據國際協議,每天中午和午夜(格林威治標準時間),無論風雨無阻,氣象氣球都會從全球大約九百個地點釋放。幾個小時之內,它們中的大多數將飛出雲層,並且仍在攀升。隨著它們的上升,它們會膨脹,從汽車的大小變成逆戟鯨的大小。然後他們彈出。通常,它們內部有一個複雜的裝置,稱為無線電探空儀,可以降落到地球。無線電探空儀提供有關溫度、濕度和氣壓的數據,使世界各地的預報員能夠預測週二蒙特利爾的陽光和周三孟買的降雨。通常,有人會在地面上找到國家氣象局的一台無線電探空儀,以及它的亮橙色降落傘。無線電探空儀配有郵寄袋,以便將它們寄回 NOAA

為科學目的而部署的氣球也經常帶有政治壓艙石

上個月,在蒙大拿州比林斯上空發現了一個三輛公共汽車大小的氣球。中國外交部聲稱這是一個偏離航線的氣象氣球,這並非完全不可信。(後來很清楚氣球不是氣象氣球;後來,當注意到更多的氣球,並擊落時,事實證明至少其中一個可能是一個氣象氣球,沒有一個是間諜氣球。)但即使是為科學目的而部署的氣球也經常帶有政治壓艙石。1783 年,法國國王出資建造了最早的載人氣球之一,升空時氣勢磅礴,並飾有百合花圖案。國王被推翻後,1790 年又發射了一個氣球,目的是「看看月球上的居民是否自由」,如果沒有,就向他們遞交《人權宣言》。那個氣球搖搖欲墜。但一年後,在擁擠的香榭麗舍大街上空,一個帶有公雞形狀籃子(公雞已成為法國人的象徵)的氣球成功升上了一萬二千英尺。在下降的途中,為自由乾杯的飛行員撒下了新憲法的傳單。

成立了一支軍事氣球部隊,稱為法國航空兵團

氣球飛行是科學知識的表現——在所謂的民主理性時代的政治盔甲。法國革命者根據人的腳的長度,用米代替了腳。「神秘」的藝術——編織、鍛造——在狄德羅和達朗貝爾的百科全書中以簡單的術語出現。甚至共和國也被設定為第一年,避免宗教愚弄。並成立了一支軍事氣球部隊,稱為法國航空兵團。

1783 年,Montgolfier 兄弟是一家造紙廠的第十二和第十五子,他們掀起了氣球熱。他們用鈕扣將幾塊襯紙的粗麻布組合在一起,形成一個十​​米寬的氣球,升起超過六千腳,在高空停留了十分鐘,漂流了大約一英里。兄弟倆解釋說,他們使用的是比空氣輕的「Montgolfier 氣體」——後來才明白,Montgolfier 空氣只是更暖和的空氣。

空氣是氣球非常適合研究的物質

空氣是氣球非常適合研究的物質。維多利亞時代的科學家詹姆斯·格萊舍 (James Glaisher) 想要製作一張高層大氣圖,看看空氣質量如何隨高度變化。前幾代科學家曾帶著氣壓計(在當時笨拙、脆弱且笨重)攀登過法國一座高度適中的休眠火山 Puy de Dôme。Glaisher 想看看更高處的空氣。1862 年,他與專家亨利·特蕾西·考克斯韋爾 (Henry Tracey Coxwell) 一起乘坐氣球升空。在五千英尺處,他們到達了雲層;在八千英尺處,「像雲一樣的山頂變成了銀色和金色,」格萊舍爾後來寫道。當他們到達地球上方約 5 英里時,氣壓計讀數為 10.8 英寸——在海平面,大氣壓力,其中測量的是氧氣的飽和度,接近三十英寸——格萊舍的視力開始下降。他伸手去拿白蘭地,但手伸不遠;他一直試圖讀氣壓計,直到他昏倒。他們養大的一隻鴿子死了。就在那時,考克斯韋爾感到自己很虛弱,他用牙齒抓住了一根可以幫助他們下降的繩索;他凍僵的手已經失去作用了。他們開始下降,並倖免於難。所以:除了其他教訓,他們還學到了那裡的氧氣較少。他凍僵的手已經失去作用了。他們開始下降,並倖免於難。所以:除了其他教訓,他們還學到了那裡的氧氣較少。他凍僵的手已經失去作用了。他們開始下降,並倖免於難。所以:除了其他教訓,他們還學到了那裡的氧氣較少。

其他人發現了平流層。Léon Teisserenc de Bort 放了大約 200 個氣球。他自己設計了它們,使用的是防水的煤油紙。他還設計了氣球攜帶的儀器。他省去了人為因素,讓他們無人駕駛,然後在他們落回地球後尋找儀器。他發現了一個謎。一般來說,當你上升時,溫度會下降。但 Teisserenc 的儀器告訴他,在七英里之外,溫度開始穩定,有時甚至會升高。他想也許他的溫度計受到了太陽的影響;他用軟木塞包裹起來,晚上放氣球,但無濟於事。兩年後,德國科學家理查德·阿斯曼(Richard Assmann)進行了類似的工作(他擁有更先進的設備,包括橡膠製成的氣球),珠穆朗瑪峰幾乎達到了那個邊界,之後空氣變得更乾燥、密度更低,並且再次變暖——這些條件阻止了兩層的混合。

乘坐氣球飛行測量更高高度的輻射水平

另一個重大的科學氣球故事:1906 年,一位名叫維克多·赫斯 (Victor Hess) 的年輕物理學家安排前往柏林,在一位受人尊敬的教授的指導下學習光學。在他到達之前,這位教授死於自殺,赫斯最終去了維也納,在一位輻射專家的指導下學習。當時,大多數科學家認為輻射僅來自地球本身。但是一位科學家測量了埃菲爾鐵塔頂部和底部的輻射——頂部的輻射更多。另一位科學家在利沃諾灣底部沉入了一個測量裝置,在那裡他幾乎沒有發現輻射。因此,在 1912 年,赫斯乘坐氣球飛行,以測量更高高度的輻射水平。他上升了十次。其中一次攀登是在日食期間進行的,以排除太陽作為輻射源的可能性。他發現,儘管輻射最初隨著高度的增加而降低,但最終又開始上升。在某一點之後,進行測量的高度越高,發現的輻射就越多。他推斷,神秘的輻射一定來自地球大氣層以外的某個地方。(後來發現輻射源是宇宙射線。)赫斯不得不在 1937 年逃離奧地利;他的妻子是猶太人。他最終成為紐約福特漢姆大學的教授,研究放射性沉降物。

氣球是謙虛科學家的火箭

我從小就覺得氣球是謙虛科學家的火箭。我的母親是俄克拉荷馬州諾曼市國家強風暴實驗室的計算機程序員,有時她會宣布她必須去工作以進行氣球發射,這讓她的工作看起來更像是一場遊戲,因為實驗室附近的雷達裝置安裝在看起來像設置在淡藍色球座上的巨型高爾夫球的結構中。我打電話給我媽媽的前老闆,科學家兼工程師 Dušan Zrnić,詢問有關氣球的事。「這些不是可操作的氣象氣球,而是專門用於想出更好的方式來追踪氣球的氣球,」他說。跟隨氣球的多普勒氣象雷達無需額外的精密設備即可確定風向。「你知道,氣球相對便宜,」他說。「如果你想用飛機進行探測,那將花費更多。」 他告訴我,NSSL 有自己的氣球,每年春天使用,每十五分鐘發射一次進入產生龍捲風的風暴,收集數據用於預測和研究風對風暴行為影響的問題。

最大的氣球可以在空中停留一百天

nasa還使用發射到平流層的氣球來研究宇宙問題。美國宇航局最近的一項實驗在阿爾伯克基上空放置了一系列氣球,其中一個是用全天日光層成像儀發射的,以便更好地觀察太陽周圍和從太陽延伸的風。另一個美國宇航局任務很快將發送一個足球場大小的氣球漂浮在南極洲上空,攜帶望遠鏡觀察恆星的生命週期。一些最大的氣球可以在空中停留一百天——它們被稱為南瓜氣球,因為材料的接縫類似於南瓜的脊。其中一些在發射過程中透明的身體向上流動,看起來像巨大的水母。有時,它們配備長而細的通風孔,像腿一樣垂下。夢想著用它們去訪問其他星球;如果你是火星人並且看到其中一個,你可能會感到驚奇和恐懼。

既是一種潛在的武器,也是一種探索的載體

一個漂浮在風景之上的大球體既是一種潛在的武器,也是一種探索的載體,或者是一種比空氣更輕的美麗景象,這在已知最早的氣球故事之一中是顯而易見的。雖然「第一個」熱氣球的日期通常與 18 世紀的法國有關,但也有更早的氣球,定義很廣。在三國時代,在中國,從公元 220 年到 280 年,孔明燈被用於軍事信號。這些沿用至今的熱氣球巧妙而簡單:在宣紙袋下點燃蠟燭;袋子裡的暖空氣把它帶上了高空。燈籠據說是政治家諸葛亮(又名孔明)在戰鬥中被困時發明的,作為呼叫增援的一種方式。現在他們是元宵節的一部分,在中國,台灣,和其他地方,有時會附上筆記、祈禱和憂慮清單——希望這些願望會得到滿足,祈禱會被聽到,憂慮會煙消雲散。♦

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