真正让傅里叶的心血发扬光大的还是一位比廷德尔影响更大的天才。他就是瑞典物理化学家斯文特·阿列纽斯。每一位化学爱好者都应该知道这一等式:k=Ae-Eα\/RT。它描述了化学反应速率(k)与温度(T)以及反应活化能Eα之间的关系。这个方程式就以他的名字命名为阿列纽斯方程式。
与同时代众多的科学大师一样,阿列纽斯从小就表现出了卓越的天赋。3岁起,在没有父母引导的情况下,阿列纽斯开始了自学。8岁的时候,他直接进入了当地的教堂学校,从五年级开始读书,并在数学和物理方面展现出超人的才华。之后他进入了乌普萨拉大学,从事化学方面的学习和研究。1884年,阿列纽斯向学校提交了长达150页的博士论文,但遗憾的是,教授们并没有给出太高的评价,这篇论文只获得了D,在其努力抗议之下才被重新评定为C。颇具讽刺意味的是,他在这篇论文基础之上进行了进一步研究,并于1887年提出了关于电解质在水溶液中部分离解成完全自由的离子的阿列纽斯理论。这个理论是物理化学发展初期的重要发现,为此,他获得了1903年的诺贝尔化学奖,而同年的诺贝尔物理奖得主则是大名鼎鼎的居里夫人。
生活在瑞典这个冰天雪地世界中的斯文特·阿列纽斯,一直非常渴望能够看到更多的阳光,沐浴在温暖中。在读过傅里叶的论文后,斯文特·阿列纽斯很有触动,在1896年率先提出了温室效应学说。阿列纽斯提出了由于人类使用化石燃料,向大气排放二氧化碳,将使地球表面温度不断升高的观点,并给出了二氧化碳排放与大气温度之间的定量关系:如果二氧化碳的数量以几何级数增加,那么大气温度将以算术级数增长。他研究出了第一个用以计算二氧化碳对地球表面温度影响的理论模型。他得出的结论是,如果大气层中的二氧化碳含量减少约40%,地球表面温度就会下降4~5摄氏度,并可引发一个新的冰川期。同理,大气层中的二氧化碳含量翻番的话,地球表面温度就会上升5~6摄氏度。
他还估计,大概需要3 000年的时间来燃烧矿物燃料,才能使大气层中的二氧化碳含量翻番。那时小冰川期大概已近尾声,对于一个习惯了当时斯堪的纳维亚半岛寒冷冬天的人而言,天气逐渐变暖似乎是一个令人振奋的前景,完全没有现在人类对地球变暖的担忧。
1908年,斯文特·阿列纽斯在著作《形成中的世界》中进一步指出:由于工业的迅速发展,大气层中二氧化碳的比重在未来几个世纪中会增加到引人注目的程度。将人类的活动与大气温度联系到一起是一个天才的发现。即使是天才,阿列纽斯也只算到当时的二氧化碳与温度变化的关系,只设想到需要3 000年的时间来燃烧矿物燃料,才能使大气层中二氧化碳的含量翻番。
或许阿列纽斯没有想到的是,历史的变化会如此迅猛,人类的发展会如此快速。阿列纽斯于1927年逝世,半个多世纪之后,他的一个科学主张竟然会意外地成为一场旷日持久的气候之争的焦点,并进一步引发了一场浩大的低碳革命。
在阿列纽斯发表其计算结果几年后,得克萨斯州的斯平德托普油田突现于世,然后又在得克萨斯州和俄克拉荷马州发现了其他储量丰富的油田。亨利·福特的T型汽车取代马匹的速度比任何人预想的都要快得多,而爱迪生发明的电灯也推动了人类社会对电力生产的需求。矿物燃料燃烧量增加的速度远远超过了阿列纽斯的预测,人类排放到大气层中的二氧化碳急速增加。
但正沉醉在工业革命取得的伟大建设成就而沾沾自喜的民众,没有人再去研究阿列纽斯的这个研究成果,也没有人关心二氧化碳排放是否会引起地球气候的变化。
但英国的蒸汽工程师乔治·卡伦德除外,他于1938年发表了一篇文章,题目为《人为生成的二氧化碳及其对气温的影响》。卡伦德根据1880~1934年间从世界各地200个气象站收集来的数据,计算出当时地球的气温已经升高了0.55摄氏度。他预计,由于二氧化碳不断被排放到大气层,21世纪地球的表面温度将会上升1.1摄氏度。
卡伦德是一名业余气候学家,蒸汽工程师的身份使他在物理学和动力学方面受过良好的职业训练,并且在没有自动化计算的条件下,卡伦德能够从全球范围内的大量天气数据中发现规律,这也体现了一名工程师出色的分析和归纳能力。
但在那个时候,世界气候学界论资排辈的现象很严重。那些正宗的气候学家们,看不起这个不是科班出身的卡伦德,认为他只是在自以为是地自娱自乐。为此卡伦德的研究,一直没有进入主流气候学界。历史依旧保持着公正,后来的主流科学家将人类活动产生的二氧化碳对气候变化的影响定义为“卡伦德效应”。这一举动意味着卡伦德的贡献最终得到了科学和历史的认可。
1944年,人类活动对气候变化影响的研究正式离开傅里叶、阿列纽斯这种天才式的玩票性质,正式告别卡伦德这样的草根研究阶段,进入主流科学家的视野。当时,英国著