风暴瓶是一种通过瓶内晶体形态来判断天气的仪器，特别是用来判断风暴的存在和大小。 19世纪，防风瓶广泛应用于航海。本文追溯了风暴瓶的历史，探讨了它在中国的传播，进而揭示了东西方科技交流的现状。风暴瓶，也称为天气瓶，是一种用于预测天气的透明玻璃瓶。防风瓶在18 世纪和19 世纪的欧洲很常见并被使用。法国科幻小说《海底两万里》第12章中也提到了风暴瓶：“当瓶中的混合物分解时，预示着风暴的到来”，并被用作鹦鹉螺号航行中的必备仪器。在维克多·雨果流亡岛上时所写的小说《海上劳工》中，格特雷船长列出了许多预测即将到来的风暴的物理迹象，其中包括风暴瓶：“我有一个气候变化预测管，它显示的迹象不一样。”据此推测雨果听说过甚至见过并使用过风暴瓶。现有文献无法确定风暴瓶的第一个发明者。由于里面所含的物质都是常用的炼金药物，所以风暴瓶很可能是当时炼金术士的作品。但长期以来，它并不被视为科学的天气预报仪器。很多人认为用它来预测天气很可笑，只把它当作一种有趣的工艺品。这种情况在R.菲茨罗伊主持英国贸易部气象局工作后发生了变化。他在整个英国推广使用风暴瓶作为科学风暴预报器。可以说，FitzRoy Roy是Storm Bottle发展史上至关重要的人物。风暴瓶的理论基础是基于Fitzroy于1863年出版的《天气学手册》。风暴瓶只含有五种物质：樟脑、水、酒精、硝酸钾和氯化铵。樟脑溶于醇，不溶于水；水和酒精是互溶的，所以风暴瓶中的液体经常会结晶。实验证明，风暴瓶中的晶体是樟脑晶体，即风暴瓶中的硝酸钾、氯化铵、酒精和水都是影响樟脑结晶的辅助物质，它们本身不会析出晶体。风暴瓶中樟脑晶体的变化主要受温度影响。人们可以根据瓶子里晶体的形状了解过去一段时间的气温变化，但很难预测未来的天气。不过，对于当时难以获得准确仪器或接收天气预报的渔民来说，风暴瓶作为民用仪器仍然具有很高的实用价值。风暴瓶在18、19世纪广泛流传。当时人们还没有完全了解风暴瓶的工作原理，对风暴瓶的态度大致分为两类。以Fitzroy和科学仪器制造商H. Negretti和J. Zambra为代表，他们认为温度并不是影响结晶的唯一因素。大气中的电流也会影响瓶子中的结晶。所以风暴瓶可以和气压计、温度计一起预测天气。菲茨罗伊坚信风暴瓶中的结晶变化是由空气中的电压引起的：“使用精密检流计测量空气中电压的反复实验已经证明了这些事实。”当时，大气电理论是由富兰克林和开尔文提出的。它是在他人的发展下逐渐出现的，人们通常认为雷暴天气与大气中电荷和电场的变化密切相关。因此，菲茨罗伊认为，风暴瓶中晶体的变化受到大气电的影响，因此可以预测天气。菲茨罗伊还专门写信给法拉第讨论电对风暴瓶的影响，但法拉第拒绝了菲茨罗伊的理论。 1861年10月19日，法拉第在回信中写道：“我相信，除了温度之外，没有任何因素可以影响混合物的状态。”以法拉第和C.汤姆林森为代表，他们认为风暴瓶中混合物的含量和结晶变化只受温度影响，无法预测天气。
汤姆林森在1863年发表了一篇题为《伦敦、爱丁堡、都柏林哲学杂志和科学院杂志》的文章，详细介绍了他对风暴瓶的多组实验和结论。他认为，防风瓶是一种粗制的温度计，效果不如温度计，因为没有统一的标准，甚至同一地区两个不同房屋的防风瓶，由于受到辐射的程度不同，结晶情况也不同。尽管一些科学家不同意风暴瓶准确预测天气的能力，菲茨罗伊仍然致力于向公众推广它。原因是，虽然风暴瓶的精度不如一些精密仪器，但它作为粗制温度计的作用已经得到了科学家的认可。批准，适用于普通渔民和水手。风暴瓶的词源和起源。风暴瓶的词源分析。风暴瓶的英文名称有多种。它们一般被称为风暴玻璃（风暴瓶）、菲茨罗伊风暴晴雨表（菲茨罗伊风暴晴雨表）、化学耐候玻璃（化学耐候瓶）、樟脑玻璃（樟脑瓶）、耐候玻璃（气象瓶）、樟脑风暴玻璃（有两个关键词：气压计和玻璃，它们是风暴瓶的主体。它们的修饰符是可变的。化学、樟脑、风暴、天气分别反映了风暴瓶的物质特性、工作原理和应用方向。然而，在气象仪器的发展史上，气象玻璃一般是所有反映天气情况的玻璃仪器的统称，而风暴瓶只是其中之一。《关于俗称风暴瓶的实验检验》 风暴瓶正文中称为樟脑玻璃，因瓶内含有特殊物质樟脑而得名；在附录中，它被称为“风暴玻璃”两次，前缀为“so所谓”。根据上下文可以推断，风暴玻璃是当时的一个通用名称，广泛流传但非正式，而樟脑玻璃是一个更学术和正式的术语。化学耐候玻璃这一名称出现在Wiegleb 于1791 年出版的书《天气学手册》 中。化学一词凸显了风暴瓶不同于基于其他物理性质的天气预报员的特征。由于storm glass这个名字既能体现storm Bottle的特点，又是当今常用的词，所以本文统称为storm glass（风暴瓶）。风暴瓶的法文名称除了baromtre de Fitzroy、bouteille tempte、verres-de-temptes这三个英文名称的直译外，还包括法国律师兼气象爱好者P. Legaux起的一个特殊名称。风暴瓶在日语中常被称为：天気管（）、岚壜（）、气象计（）、气象探测器（）等。风暴瓶的中文名称比较丰富，都是由英文翻译过来的，如天气瓶、风暴瓶、气压计、风雨计、天气计、冷热表、天气时间表等。一些翻译将风暴瓶与气压计和温度计混为一谈，经过多年的完善，现在常用的“天气瓶”和“风暴瓶”都是西方气象知识介绍时的简单直译。进入我国，“Barometer”和“thermometer”分别被译为“风雨针/米”（今天的晴雨表）、“冷热针/米”（今天的温度计）等。 ”当时通过测量气压来预测风雨，也就是今天的气压计。因此，将风暴瓶称为“风雨计/计”的翻译者认可了风暴瓶预测天气的能力，甚至认为风暴瓶的原理与气压计的原理类似。在J.Fryer和姜衡翻译的《近代化学发现发展史》中，将风暴瓶创造性地翻译为“日表”，这不仅将其与其他仪器区别开来，而且还展示了风暴瓶的功能。不幸的是，这个名字并没有被当时的人们广泛接受。从暴风瓶的形状来看，“瓶”比“桌”更合适。
然而，包括弗莱尔在内的许多人都使用“手表”而不是“瓶子”，这可能是由于气压计的翻译所致。这些令人困惑的翻译反映了当时人们对风暴瓶中结晶原理的理解以及风暴瓶用途的差异。风暴瓶的起源风暴瓶可能是中世纪炼金术士的作品，但具体起源不明。《测候器图说》明确指出风暴瓶是一百多年前在英国制造的，但其制造者很难辨认。可以确定的是，它是在老伦敦桥上一家挂有“山羊和指南针”标志的商店出售的。 K.罗杰在《天气学手册》一书中记载，老伦敦桥上有一家名为“山羊与指南针”的酒吧。可以推测，菲茨罗伊所指的风暴瓶可能就在这家酒馆里。酒吧销售。山羊和指南针西方作家对“山羊和指南针”的含义有多种解释。有一句话自17世纪以来就广为流传。 “山羊与圆规”取“神包围我们”的谐音。山羊和指南针经常被用作英国一些酒店的招牌。不过，Fitzroy 在1861 年记录到，一位名叫Malacredi 的意大利人大约在40 年前将风暴瓶引入英国，这与他在他的《老伦敦桥周围的标志和酒馆》 风暴瓶多年前在英国生产且制造不一致的说法一致。意大利血统论并非菲茨罗伊个人观点。法国也有很多支持者，比如哈瓦那气象台台长A. Poy，他认为风暴瓶最初是由不知名的意大利人制造的。另外，也有人提出，风暴瓶是法国律师Legault发明的。 Legault 使用一种名为“pronostic”的仪器来观察和预测1776 年至1781 年间风暴的发生和相对大小。与Fitzroy 一样，Legault 已被证明不是风暴瓶的创造者；比安奇(Bianchi) 于1782 年出版的一本小册子指出，一位名叫菲奥罗尼(Fioroni) 的意大利物理仪器制造商是其发明者。风暴瓶的介绍和配方被公开，同时还透露风暴瓶的创造者身份不明。可见，即使在菲茨罗伊和莱戈特生活的时期，也无法确定风暴瓶的发明者和创造时间。揭开发明者之谜可能仍需要发现和研究新信息。菲茨罗伊的贡献作为英国海军中将，菲茨罗伊在航海领域做出了许多贡献。他是英国气象局的创始人，也是著名的“小猎犬”号的船长。他曾邀请达尔文出海，成为达尔文进化论的见证者。长期的海上航行经验使他对海上风暴预警产生了浓厚的兴趣，并认识到风暴预报对海上航行人员生命财产的重要性。正如P. Moore 评论的那样：“如果《天气学手册》 是科学对过去的入侵，那么天气预报就意味着对神圣未来的入侵。”菲茨罗伊年轻时就读于皇家海军学校，非常熟悉当时最先进的气象知识，并在F.博福特的指挥下开始从事气象和航道测量工作。此外，他与水手和渔民的密切接触让他积累了大量的天气预报经验。经验知识。 1856 年成为气象局局长的菲茨罗伊“向60 个港口分发了带有使用说明的气压计，以便他们了解气压变化与风之间的关系。1861 年，他开始在英国15 个地方收集天气信息。气象局电讯报，并通过巴黎收集欧洲各地的天气数据，每天向报纸（《物种起源》）提供天气图，在各个港口制作风暴标志，发布风暴警报”，并在某些地区聘请专门人员进行维护。这种行为受到了很多渔民的感激和赞扬。
但由于当时科技条件的限制，风暴预警的准确性较低。巨大的挑战和压力让他的精神状态越来越差，最终选择了自杀。 1878年，国际气象组织成立，菲茨罗伊被正式承认为天气预报的创始人和气象学领军人物。这位天气预报先驱终于得到了世界的认可，获得了应有的地位和声誉。菲茨罗伊不仅是一位船长，也是一位严谨的科学家。当时，他利用风暴瓶这种科学性不被很多人认可的瓶子作为预测天气的仪器，并在英国推广。除了他之外，风暴瓶在电学理论上的科学性之外，最主要的原因就是它的便利性。在菲茨罗伊时代，大多数社会底层的水手和渔民不具备读取复杂气象仪器和分析数据的能力。在英国《泰晤士报》颁布之前，许多同时代的人对音阶并不熟悉。测量温度和读取温度计的数值是上流社会的时尚。相比之下，风暴瓶只需要观察瓶内晶体的数量和形状，对于普通水手和渔民来说更容易使用。因此，从某种程度上来说，19世纪风暴瓶的推广比温度计具有更大的现实意义。一些人至今仍将风暴瓶称为“菲斯罗伊的风暴晴雨表”，因为菲茨罗伊分发的晴雨表不仅包括温度计，还包括风暴瓶。左图为科学史博物馆收藏的19世纪中期伦敦菲茨罗伊海军上将天气玻璃（Admiral FitzRoy Weather Glass），由沃森兄弟提供；中、右图是Barometer World出售的古董气压计。风暴瓶传播到了东方。 1864年2月20日发表在《1870年初等教育法》上的一篇文章，简单记录了风暴瓶的配方和使用方法。可见，风暴瓶当时已经远渡重洋，被用作预测风暴的仪器。晋升。风暴瓶是在江户时代通过长崎的出岛传入日本的。在北海道江差町发现了三个风暴瓶。中本泰宏的研究表明，西川奈美1708年出版的书中记载的荷兰特产“升降图”正是风暴瓶：升降图长一英尺，内含樟脑，可以测量四时天气变化。然而，这仍然存在争议。有学者认为，“上升图”是从荷兰传入日本的温度计。在中国，1879年由弗莱和姜衡翻译的《科学美国人》是中国现存最早介绍风暴瓶生产和使用的文字。可见，风暴瓶在世界范围内广泛流传，尤其是在东亚地区。江差镇发现的风暴瓶风暴瓶的第一个记录出现在《测候器图说》。该书于1880年连载出版《测候器图说》 1-4卷，译自意英科学仪器制造商Negretti和Zambra 1864年的作品。原书共16章，主要介绍气象计、温度计、湿度计的使用方法和原理，以及风、雨、电、电臭味的测量。在翻译中，弗莱将16章整合为7个部分，并附有74张图片。翻译基本上是详细和准确的。从序言中可以看出，当时对气象仪器的描述很少，即使是非常详细的科学记录也只是简单提及。 Negretti和Zambra在书中详细介绍了每一种气象仪器，希望公众和有专业需求的读者能够了解和使用。他们在乐器的选择上也花了不少心思，抛弃了旧的乐器，选择了没有太大实际意义的新颖巧妙的乐器；或没有严格科学原理的仪器，而只是反映天气现象的仪器或贸易物品。说到非常重要的乐器，风暴瓶就属于后者。
在《格致汇编》中，风暴瓶以“天算师”的名字出现在“杂用仪器”篇的第一节中，讲述了风暴瓶的历史、样式、内容、工作原理以及判断天气的方法。 “费茨莱在他的书中谈到了这艘船……”“费茨莱”指的是菲茨罗伊，“书”指的是《测候器图说》，但文章中没有图片。现代报刊上对风暴瓶的记载有很多，不同的文章对风暴瓶的名称也不同：《天气学手册》发表于1907年，即该年首次出版。内容与《农工商报》大致相同。以“激励思想进步的中国人”为宗旨的综合性刊物《新法：工业：辨天时表之发明》 《测候器图说》，1913年《小制造工厂》专栏的一篇文章，简要介绍了风暴瓶的生产和使用。 1936年《进步》发表的一篇文章，主要面向中小学教师、学生和广大民众，不仅介绍了制作和使用方法，还提到防风瓶经常与温度计一起出售。半月刊《风雨计》重点介绍各种小工艺品的制作方法和配方，力求实用。 1939年的文章《科学世界(南京)》中，简单介绍了风暴瓶的配方和使用方法。将以上四份报纸记载与《晶体风雨表》中风暴瓶配方的描述进行对比可以看出，传到中国的配方大致可以分为两类，一类是以《小工艺》为代表的以及前两份文件。以金钱、美分和厘米为单位的公式；另一种是后两篇文献所代表的以克为单位的公式。虽然两个公式的计量单位不同，但换算后各物质的含量比例大致相同。根据目前掌握的信息，尚未发现风暴瓶传入中国的物证，这还需要进一步调查和发掘。防风瓶在中国并不像在英国和日本那样普遍。一方面，英国和日本作为岛国，与海洋关系密切，更加重视风暴的预报。另一方面，当时从西方传入中国的气象仪器和气象理论已经十分成熟。成熟的，如英国医生B. Hobson的书《家庭化学风雨表》，介绍了温度计和气压计。 “风雨针”中水银的升降可以预测风雨。它的作用与风暴瓶相同，所以人们使用它的次数较多。易于携带的风暴针，而不是需要固定在某处的风暴瓶。此外，滕州文化馆等学校系统教授物理、气象等相关知识，天气预报逐步推广。因此，风暴瓶对于普通钓鱼者的作用也在下降。如今，实验证明，风暴瓶内的结晶变化仅受温度影响，不再具有天气预报的实用功能。但风暴瓶以其观赏价值仍深受市场欢迎。鉴于风暴瓶中蕴含的晶体学理论，很多学校将其作为初中化学教材《溶解》的课外延伸实验，让学生更好地理解溶解理论。虽然科学证明风暴瓶无法准确预测天气，但风暴瓶作为时代的产物，忠实地反映了当时的科学认识水平和科学探索过程。它也存在于气象知识尚未普及、标准化测量仪器未被广泛接受的时代。在欧洲，甚至同一时期的日本，风暴瓶广泛流传，成为普通渔民和底层海员预测风暴、规避风险的有效工具。作为科学与经验交织时代的缩影，风暴瓶让我们从科学史的角度更好地理解科学与文化的关系；通过风暴瓶在中国和日本的传播，我们可以看到东西方科技文化的交流。
【本文受上海交通大学文科跨学科研究项目“中日历史测量学比较研究”（项目编号：15JCMZ01）资助】 王思辰：博士研究生； Sarina：上海交通大学科学史与科学文化研究所教授，上海200240。王思成： 博士研究生； Sa Rina: 上海交通大学科学历史与文化学院教授，上海200240。本文发表于2023年《测候器图说》杂志第75卷第3期（P43-P47）参考文献：[1]凡尔纳。海底两万里。邓月明、郭丽娜译.北京：北京燕山出版社，2000[2]雨果海事劳工。徐军，译.北京： 北京联合出版社，2014.[3] Vogel B M. 现代早期英格兰的天气预报。 [订单号3071421]。埃默里大学，2002 年。[4]Fitzroy R. 天气书。 Cambridge: 剑桥大学出版社，2012。[5]Kaempfe P、Molt K、Epple M 。 Sturm im Wetterglas : Admiral Fitzroys 传奇Sturmglas。 《Unserer Zeit 化学》，2012 年，46(1): S. 26-31。[6]Sealey A F 。关于风暴玻璃的进一步说明。 1967, 22(10): 412-416.[7]童庆军，冯立生，主编。江南制造局科技译文集（第三卷）地球科学测绘气象导航卷。合肥： 中国科学技术大学出版社，2017.[8]Mcconnell A，Collins P .暴风玻璃的真正鼻祖请承认。安比克斯，2006，53(1): 67-75。[9]摩尔.天气预报： 科学探索的历史。张鹏亮译.桂林：广西师范大学出版社，2019。 [10]宇田道隆。海洋科学史。金连元译.北京：海洋出版社，1984，62。 [11]杨平。菲茨罗伊和《测候器图说》。气象学报， 2016, 74 (04): 646-652.[12]Bolton H C, Rae I D. 海军上将的风暴玻璃： 咖啡桌上旧气象仪器的复兴。 1992, 47(3): 89-97.[13]中本康宏，广井正夫。天津管材临时管材试验数据及实验测试报告（一）神户商船大学纪要。第2类，商船·科学与工程（总第38号）。 1990: 143-155。 [14] 赞布拉·内格雷蒂。 《气象仪器论文》。London: 于1864 年在Negretti Zambra 的机构出版并出售。
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来源：Science Magazine 1915 原文章标题：风暴瓶的历史与传播编辑：Tammy
