1776年7月4日,《独立宣言》即将出版,于是托马斯·杰斐逊(Thomas Jefferson)一直在寻找合适的温度计。午餐时间,微风吹拂着费城独立厅的红砖外墙。雨云纷飞。一阵西南风吹过街道,把酒馆的招牌吹得吱吱作响,但天空依然如常。这个城市残酷的夏天变得温和起来。杰斐逊是一位公民科学家,无论走到哪里,他都会跟踪天气,他越来越渴望得到一个可靠的数据。
在第二街,杰斐逊匆匆走进约翰·斯巴达克经营的繁忙的伦敦书店。这家商场以独角兽和灰泥标志为冠冕,以新药品、文学作品和“各种奇怪的硬件”为荣。外面是一片玻璃眼睛、银马刺和锁在薄膜罐子里的神秘长生不老药的海洋。杰斐逊介入了。他捡起了一个用黄铜、玻璃和水银制成的温度计,相当于现在的500多美元。当天,他还买了手套,并进行了慈善捐赠。然而,他那珍贵的温度计——在年轻的美国是稀缺的奢侈品——却脱颖而出。
杰弗逊骨子里是个小玩意迷。普林斯顿大学托马斯·杰斐逊论文项目主编詹姆斯·p·麦克卢尔(James P. McClure)说,这位美国第三任总统在数学和自然科学方面有天赋,“把时间和精力花在他感兴趣的特定问题上”。他那精湛的极客风格是无止境的。“大自然让我平静地追求科学,赋予我至高无上的快乐,”杰斐逊在1809年为后总统生活做准备时回忆道。“但是,我所生活的时代的艰巨性迫使我参与抵制它们,把自己投入到政治激情的喧嚣海洋中去。”
杰斐逊的修修补补始于他父亲的工具箱。彼得·杰斐逊给他留下了专业测量员的知识。他的儿子买下了这一行的工具,并把它们用起来,直到晚年还在经营链条。杰斐逊保留了一根66英尺长的“冈特链”来测量土地面积,一个测量指南针或“圆周仪”,以及一个配备望远镜的经纬仪,当他计算海拔时,经纬仪可以覆盖每个角度。他的私人文件里塞满了精巧的灯具、运河平面图、面食机和犁的设计。
无论当时的政治是什么,杰斐逊都把目光投向了大地、土壤和天空。革命在美国和欧洲肆虐了半个世纪,但杰斐逊坚持关注天气的日常变化。他很好奇,想看看只有“自然和自然之神”才能统治的动物、植物和人类会被带到哪里去。他的习惯很小,但却很稳定,这对一个从农民的成功中看到美国未来的政治家来说至关重要。“耕种土地的人是最有价值的公民,”杰斐逊写道。“他们是最有活力、最独立、最高尚的人,他们与自己的国家联系在一起,以最持久的纽带与国家的自由和利益结合在一起。”
从1776年7月到1826年6月,杰斐逊在近100个地点进行了19,000次观测。多亏了托马斯·杰斐逊论文项目和弗吉尼亚大学数字编辑中心,所有这些数据现在都可以在他的气候和天气记录的特别数字版本中获得。总统对从蒙蒂塞洛到巴黎的世界如何与气象学相遇进行了细致的解释。杰斐逊每天在日出时和傍晚时都要阅读读数,他对细节十分关注。他试图弄清楚低温和高温。他记录了气压、空气湿度(湿度计读数)、风向和风力、降水以及自然现象的潮起潮落。他把这些数据保存在账簿、备忘录、年鉴或松散的开本中。
詹姆斯·麦迪逊(James Madison)和埃兹拉·斯泰尔斯(Ezra Stiles)等朋友发来的邮件里充斥着天气八卦。“再见了,我亲爱的爸爸,”女儿玛莎·杰斐逊·伦道夫在1792年7月2日的一封信中写道。“这里太热了。里士满的温度计一直是96度,即使在这个地方,我们也不能在每扇门窗都打开的情况下舒适地睡觉。在我的记忆中,从来没有像今年夏天这么热过。”恶劣的天气可能会使秋天的庄稼枯萎,使冬天的选民投票率下降,或者使春天运送新闻和邮件的船只沉没。杰斐逊认为,更好地记录是关键。他收集数据,构思各种场景,权衡农业需求与创新之间的关系。
美国农民何时何地能种出最好的草莓、橄榄和葡萄?哪种鸟的叫声预示着季节的变化?杰弗逊用一支铅笔和他那本可重复使用的象牙笔记本——每周他用电子表格的方式把数据转移到他的论文上——努力在气候和地理之间建立有用的联系。麦克卢尔说:“例如,还没有人凭经验计算出费城和弗吉尼亚的天气差异,或者低海拔和高海拔的土地之间的天气差异。”“他的动机似乎是为了填补这个大图景的一部分。”杰斐逊记录了风速、气温和降雨量。他确保他的家庭气象实验室储备充足,为偶然发现做好准备。
吉姆·麦克卢尔,“杰斐逊天气和气候记录数字资源”敬请关注
莱德大学的环境科学家丹尼尔·l·德鲁肯布罗德(Daniel L. Druckenbrod)说:“杰斐逊和其他殖民地科学家给我留下深刻印象的是他们对周围自然世界的适应能力,尤其是杰斐逊,他在量化这些随时间和地理变化的天气观测方面走在了前列。”杰斐逊不仅投资于温度计、湿度计和气压计,而且他还紧跟理论趋势,并围绕他的技术来改进读数。他寻找线索来解释自然界是如何以及为什么以这种方式运作的。不断的旅行促使他进步。“他对周围的一切都很感兴趣,这真的很吸引人——注意到1787年巴黎开始收获黑麦,1778年蒙蒂塞洛的一棵樱桃树掉叶——我想没有什么能逃过他的注意,”数字编辑中心主任詹妮弗·斯特策(Jennifer Stertzer)说。她发现杰弗逊的手写格式类似于模拟数据库。
弗吉尼亚联邦大学的历史学家格雷戈里·d·史密瑟斯(Gregory D. Smithers)说,美国南部的原住民也追踪着水道和景观的变化,他们相信“人类和自然世界之间没有界限”。“土著人不把环境视为一件事;它不是你可以用栅栏围起来,在地图上划分成整齐的小格子,然后买卖的动产。土著人民设法在他们对生计的需要与当地环境提供这种生计的能力之间取得平衡。这是一种平衡的行为,是对精神和身体和谐的追求。”杰斐逊的观点是美国日益扩大的众多世界观之一。
早期的美国到处都是天气观测者。学术精英们在国际社团交换报告,比如杰斐逊领导的美国哲学学会(APS)。麦迪逊是美国第四任总统,也是许多效仿杰斐逊科学风格的人之一。他的日记记录了1784年至1793年间他在蒙彼利埃庄园的情况,现在可以通过APS的历史气象记录项目获得。
麦迪逊的手工作品——有时在助手的帮助下——为种植园生活提供了新的视角。以他对1791年干旱的记录为例。美国农业学会数字计划和技术副主任贝亚德·米勒说,极端的高温“威胁着麦迪逊的玉米,以及他所奴役的人们的私人和公共花园”。麦迪逊的数据收集囊括了桃子或草莓“最先上桌”或“烧烤”吸引客人的日期和时间。在麦迪逊的天气记录中散步,拓宽了档案的视野,重新定义了从事这项劳动的被奴役的人。
这些建国者对天气的了解支配着他们作为农民、政治家和奴隶的日常生活。迪金森学院的历史学家艾米丽·波利说:“杰斐逊可能记录了小冰河期的消退,而蒙蒂塞洛的小气候变化可能更大,因为杰斐逊下令砍伐林地和森林种植小麦。”“蒙蒂塞洛越来越多的地方暴露在强烈的阳光和大风中。”
随着当地社会的变化,杰斐逊迎来了新一代的同事。到19世纪20年代,美国人又经历了一次科学革命。更便宜、更稳定的温度计意味着更广泛的应用。杰斐逊高兴地看着气象观测者网络如雨后般跨越州界,这是史密森学会秘书长约瑟夫·亨利(Joseph Henry) 19世纪中期众包运动创建国家气象局(National weather Service)的前传。
杰斐逊认为,天气有一段值得保存的历史。他的见解现在帮助我们更精确地想象过去的气候,并揭示人们如何应对极端事件。天气记录为历史学家的笔提供的不仅仅是背景。赫尔辛基大学(University of Helsinki)的历史学家山姆?怀特(Sam White)表示:“从气候角度讲,全球变暖将我们带入了一个不同的世界,要想把握杰斐逊时代和我们时代的差异,需要一些细致的重建和想象力。”“就像我们保存那个时代的档案、建筑和文物一样,我们也必须保存那个时代的天气和气候记录,以了解当时的情况。”
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