爱因斯坦读过的一本启蒙手册（24）

译者 马德

这是爱因斯坦少年时代曾经读过的一本科普读物。几十年之后，爱因斯坦在67岁时撰写的《自述》中依然念念不忘这本启蒙手册给他的启迪，他这样写道：
“我幸运地从一部卓越的通俗读物中知道了整个自然科学领域里的主要成果和方法，这部著作（伯恩斯坦的《自然科学通俗读本 》是一部有五、六卷的著作）几乎完全局限于定性的叙述，这是一部我聚精会神地阅读了的著作。”

爱因斯坦所说的这部书，就是我们现在翻译介绍给读者的这本《自然科学通俗读本》。本书中译本将由陕西人民出版社出版。

——译者

 

自然科学通俗读本（24）
翻译 马德
译自《Popular Books on Natural Science》
（1869年纽约斯密特公司英文版）
原文作者：Aaron David Bernstein, 1812-1884

第6卷 气象

第5章 空气、水分与天气变化

现在，我们来考察一下，是什么对原因大气运动的规律造成了干扰，使天气的变化多端莫测，以致使我们无法预测。

在环境条件相同的情况下，造成天气复杂多变的主要因素，并不是到处存在的空气，也不是地球本身。

任何一位家庭主妇，只要只要有过晾衣服的经验，就一定知道流动的空气能够带走潮湿衣物里的水分。如果她想快一点晾干衣服，那她最好是把衣服晾在更加通风的地方。这是毫无疑问的，让流动的空气把洗湿的衣服晾干，这比靠太阳晒更要见效。

这是什么原因呢？

原来是这样的。当干燥空气的接触潮湿的物体时，就会吸收其中的水分，这样就会使物体中的水分有所减少。但是如果空气静止不动，那么吸收了水分的空气就会停留在潮湿物体的周围，干燥的过程就会非常缓慢。但这时只要有一点儿风，含有水分的空气马上就会移动到别的地方，这时新的干燥的空气就会不断地补充近来，接触到潮湿的物体，以更快的速度在短时间内带走其中的水分。

因此，并不是只有较高的温度才能使潮湿的衣服变干；即使是在冬天，虽然洗过的衣服被冻得僵硬，只要把它们晾在通风的地方，也照样能够晾干。这是衣服周围的空气不断流通所起的作用。同样的道理，我们的家庭主妇在擦洗完地板之后，会打开门窗，让空气吹进来，地板就会很快晾干。如果是依靠炉子或壁炉，地板并不见得会晾干得这样快。

从上面的生活经验中，我们了解到空气可以吸收水分。我们每个人也都知道，把一杯水放在敞开的窗前，几天功夫杯子里的水就会不断减少，直到最后杯子被晾干。杯子里的水那里去了呢？是被空气一点一点地吸走，直到最后剩下一只空杯子。

说到这里，你也许会问：“哪么，空气吸走的水分变成什么了呢？大气笼罩着整个的海洋，覆盖着所有的湖泊、江河、溪流和泉水，覆盖着所有的森林和土地，流动的空气到处在吸收水分，这些水分到哪里去了呢？”

原来，水分被空气吸收以后，空气中的水分子就会积聚成云，然后它们会变成雨，变成雪，变成冰雹降落下来。

许多人，甚至一些知识分子，对天气现象也会有一些不正确的认识。

他们有的认为，云是一个很大的包，里面装着水，雨就是从云里倒出来的水。这是完全错误的（译注1）。其实，云跟雾是一样的东西，可以认为，所谓云，就是升到大气层高处的雾，而当云的高度降到地面的时候，就成了雾。

懂得了云和雾实际是同一现象，那么要理解云和雨的形成，就很容易了，只要注意观察自己就可以明白其中的原理。

冬天，当人们的手感到发冷的时候，就会伸到嘴边哈气取暖，这时候会看到冰凉的手变得潮湿，上面蒙上一层薄薄的水汽。这是什么原因呢？这是因为我们从嘴里哈出的空气中包含了水分。但是当它们温度比较高的时候，我们并看不见这些水分，因为它们这时是处于气化的状态；我们都知道，当天气突然明显变冷，或者当我们在冬天突然进入一间冰冷的屋子的时候，就会看见我们呼出的气接触到冷的物体，水分的形态就会变成小的水滴，它们甚至会结霜；在严寒的冬天，当我们在户外长时间走路的时候，这些水汽甚至会胡子上结冰。

这就说明，水分子在温暖的空气中是看不见的，但是，当空气温度变冷的时候，其中所含的水汽就变成雾一样的状态；如果继续冷下去，就会凝结为水滴，这就成为雨；在更冷的天气里，它们会变成雪花，在严寒的天气里，水会凝结成冰。