人造雨的想法早在古代就有了,但是直到1946年前都沒有實現(xiàn)。科學(xué)的人造雨是從文森特·杰·謝弗開始實驗的。他是美國紐約帥通用電器公司實驗室的一名科學(xué)家,他在一次偶然事件中,取得了成功。
長期以來,人們認為雨是這樣形成的:由海洋和湖泊中的水,變成空氣的一部分,形成了云,從云中降下雨來。而云是怎樣形成雨滴的?不少科學(xué)家認為,雨滴是凝聚在灰塵或其他極細小的微粒周圍才形成的,雨滴的內(nèi)核相當小,肉眼不能看到它,沒有這些內(nèi)核物質(zhì),似乎水滴無法形成。于是人造雨的最初嘗試是把某種材料作為水滴的內(nèi)核發(fā)射到潮濕的、但沒有足夠的塵?;蚴瞧渌镔|(zhì)微粒的大氣中去。
科學(xué)家們把成千上萬的各種各樣的人造內(nèi)核從飛機上投下來,或是從地面上發(fā)射上去。結(jié)果是有時下雨,有時不下雨。所以,云變雨滴的過程仍是一個謎。
美國通用電器公司的科學(xué)家歐文·蘭米爾和他年輕的助手謝弗在二戰(zhàn)期間,是研究飛機機翼結(jié)冰問題的。他們經(jīng)常去寒風凜冽、大雪紛飛的新罕布什爾。在那里,蘭米爾和謝弗意外地發(fā)現(xiàn)云彩周圍的溫度經(jīng)常低于冰點,然而卻不結(jié)冰。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使得蘭米爾和謝弗初步相信了當時一些歐洲和挪威科學(xué)家對雨的解釋:水聚集在內(nèi)核的周圍成為冰的晶體,當落到地面就成了雨。
二戰(zhàn)結(jié)束后,謝弗繼續(xù)尋找雨內(nèi)核的研究。他試驗了所有由氣象學(xué)家建議的天然材料,包括粉塵、泥土和鹽類。為了仿制云霧狀的潮濕空氣,謝弗將自己呼出的氣送入制冷器,然后投入一種特殊的東西。經(jīng)過了很長時間,他試驗了所設(shè)想的一切材料和一些幾乎是不可想象的東西,但除了制冷器的底部為那種物質(zhì)所覆蓋外,什么都沒有發(fā)生。將某種物質(zhì)變?yōu)楸木w的內(nèi)核的試驗均告失敗。
1946年7月的一個上午,謝弗將各種材料都向制冷器里投了一小點,并注視著他所期待的失敗結(jié)果。后來,朋友提醒他去吃午飯,謝弗高興地去了。走時他照例讓制冷器的蓋子朝上。因為冷空氣下沉,不會從盒子里跑掉。
午飯后,謝弗又繼續(xù)開始進行試驗。此時他偶然地看了一下制冷器的溫度,比冰的晶體繼續(xù)保持固態(tài)的溫度高了一點。溫暖的夏天到來,并沒有引起他的注意,他更多注意的是試驗的前景。
這時,有兩種選擇,他可以蓋上蓋子,讓它自己降至原采的溫度;或是投入干冰迅速制止繼續(xù)升溫。干冰是固態(tài)的氣體,很冷。他在制冷器內(nèi)投入干冰后,碰巧他呼出了大量的哈氣,奇跡便展現(xiàn)在他眼前:在少量射入到制冷器的光線內(nèi),他看到了哈氣中有某種細小的碎片,他立即明白了它們是冰的晶體。他偶然地實現(xiàn)了自己的愿望,制出了雪的晶體。不是用一些附加的內(nèi)核摻到潮氣中去,而是相當清澈的哈氣吹入制冷器,并且加入大量干冰,如此制出了冰的晶體,變成了一些小小的雪花飄落到他的實驗室的地板上。
據(jù)此,謝弗準備了一架能噴灑干冰到云中的飛機以及電動噴灑裝置。在1946年11月一個寒冷的日子,謝弗駕著飛機在云層上飛行,在適當?shù)臅r機,啟動機械將干冰灑落到下面的云彩里。在地面上,蘭米爾博士激動地看著雪從飛機飛過的云層里落下來。當謝弗返回地面時,蘭米爾向他奔跑過去,高喊道:“你創(chuàng)造了歷史!”此后,數(shù)百次人造雨都是通過將干冰撒到各類云彩中,或稱之為“給云層播種”的方法實現(xiàn)的。此后蘭米爾博士又發(fā)現(xiàn)干冰的碎片要小到豆粒,才能造成足夠的雪以產(chǎn)生大量的雨。
謝弗發(fā)現(xiàn)如果能使大氣足夠冷,就不必要有一個內(nèi)核,因此他停止了關(guān)于內(nèi)核的研究。然而,有關(guān)雨內(nèi)核的理論是否就是錯誤的呢?另一個通用電器公司的年輕工人伯納德·萬內(nèi)格特卻仍對這個問題感興趣。他曾在技校學(xué)習(xí)過制冷。1945年到通用電器公司當工人。他學(xué)習(xí)了弗值森的冰晶理論,認為弗值森的理論是正確的。弗值森指出,必須使用與雪的微小碎片的內(nèi)核同樣大小的材料。
萬內(nèi)格特找到了他所要求的一種化合物——碘化銀。他相信這是有效的。他收集了一些材料,提出了點燃它的方法,以使其產(chǎn)生微小的顆粒撒到大氣中去造成所期望的雪花。
然后,他把這種材料發(fā)射到大氣中去,等待雨雪的到來。但是什么結(jié)果也沒發(fā)生。他并沒有灰心,繼續(xù)研究各次試驗的記錄;分析了所選取作為結(jié)晶內(nèi)核的化合物;又請教其他科學(xué)家。費了一番心血,最后他發(fā)現(xiàn)自己所使用的碘化銀是不純的。
他收集了很多的材料,不顧每克碘化銀的花費多大,再三地進行雪結(jié)晶的試驗。最終找到一種方法能把碘化銀磨成很小的碎片,像煙霧一樣。這樣的碎片可以散布在很廠的范圍內(nèi),如有足夠的云量,幾克就能造出灑遍一個國家的雨量。
這兩種人造雨的方法都為科學(xué)界所公認。以此看來,一個科研項目的成功,往往也會有多種方法可采用。所以科學(xué)發(fā)明發(fā)現(xiàn)才會有那么多的偶然性促成形形色色的新成果新創(chuàng)造。
一個偶然性事件促成了一個意外的成功,但并不意味這種得來不易的成功是最好的結(jié)果,是唯一正確的,這會杜絕別的新方法??茖W(xué)家必須要有堅韌不拔的決心,才能在大量表面上看起來不利的事態(tài)中,抓住轉(zhuǎn)瞬即逝的有利偶然事件,將科研事業(yè)推向成功。