文學中的天氣控制

馮內果(Kurt Vonnegut)的小說作品《貓的搖籃》(Cat’s Cradle)中,有一種名為九號冰(ice-nine)的虛構物質,它與水同質,但分子結構並不相同,於室溫下也呈固態。這種九號冰,只要接觸任何水源,就能夠作為晶種,令所有的水按其分子結構水晶化,凝結成冰。

在小說裡,九號冰的開發者霍克尼格,本是發明原子彈的科學家之一,後來由於美軍發現於沼澤及泥地間行軍困難,便委託他解決這個問題。霍克尼格認為,水應該存在一種於室溫下呈固態的同位素,可以令沼澤及泥地中的水份凝結,使軍隊得以行動自如。對他來說,這不過是一場消磨時間的智力遊戲。然而,稍有不慎,這種九號冰卻能引發全球性的災難,甚至比原子彈更具威脅。後來,他確實製作了這種九號冰,卻在測試融冰及結冰之間意外身亡,他的子女收集了一些九號冰碎,保存起來。

小說後半描述他的子女帶着九號冰到了一個加勒比海島國,該國元首身患絕症,不堪苦痛,最後服食九號冰自殺,全身變成一座冰像,並令其他檢驗遺體的人員同樣結成冰塊。主角與霍克尼格家族的人試圖燒毀遺體,並以火仔細地燒遍各個房間,徹底融化所有九號冰,眾人中場休息,出外觀看主角加冕儀式的節慶活動期間,一架空中表演的飛機卻突然失靈,撞毀了島國城堡,令元首的冰像掉入海裡。一瞬之間,整個世界的海洋、河流、地下水流統統凝結成冰,地上颳起多個龍捲,將九號冰的粉末帶到各地,並撕裂地上的人,世界於焉迎來末日。

有指,《貓的搖籃》影射冷戰、古巴導彈危機等等,馮內果在原子彈的破壞力上加以創作,從而想像出這種微小卻致命的九號冰物質。不過,這種能夠引起水分結晶化、影響全球氣候的九號冰,其實並非真的虛構,而是從真實取材而來,來自軍方操控天氣的實驗,甚至與馮內果自身也有關係。

現代人工降雨首捷

《貓的搖籃》中的科學家霍克尼格,其實有一個角色原型:歐文·朗繆爾(Irving Langmuir)。朗繆爾於一九〇九年至一九五〇年間於通用電器(General Electric)工作,並於一九三二年因對表面化學的貢獻獲諾貝爾化學獎,在一九三八年後興趣轉向大氣科學及氣象學。他正是現代天氣控制方法的主導人員。

人工降雨(cloud seeding)原理的發現,沿自一場偶然事件。於一九四六年七月十二日,在朗繆爾的研究團隊中,一位名為文森·沙佛(Vincent Schaefer)的研究人員,認為實驗室採用的低溫冷凍箱不夠低溫,無法將普通呼吸凍結成雲狀,於是將一塊乾冰放進冷凍箱,然後他稍一呼吸,千萬顆冰晶竟在眼前驟然湧現。早於數十年前,已有科學家聲稱,乾冰能夠令雲層降溫,從而生成冰晶,不過沙佛意外得來的結果,除了能於實驗室重現以外,他更嘗試將乾冰量逐步減少,最後明白,只要雲層是超冷凍(supercool)狀態,只需要一小片的乾冰碎屑,就能引起連鎖反應,結成冰晶。這是因為,雲霧溫度已低於零度,水汽隨時能夠固態化,不過由於缺少結晶化的結構(比如麈埃、懸浮粒子等)無法成晶;乾冰粉末正好是提供凝結核的良好材料,有助水汽迅速按晶體秩序排列,這些微型的冰晶就會因重量而降下,並在抵達一定高度後融解為雨。朗繆爾首次看見沙佛的實驗成果,就馬上在自己的記事本上進行分析,並在其上特意標記:「天氣控制」。

同年十一月十三日,通用電器公佈消息,宣告即將進行室外測試,以求測試能否「以人力稍為控制降雪雲」。同日,沙佛與機師一同坐上飛機,爬升至14000呎高空,發現超冷凍狀態的雲,便穿過雲層,啟動機器,於其中投放共三磅乾冰球。轉頭一看,沙佛就發現雲層底部降起雪來,於是將飛機調頭,再投放其餘三磅乾冰。事後,冰晶及雪花遍及了三英里的距離,那一朵雲則極速萎縮。翌日,通用電器大舉報捷,公佈成功令雲化雪的消息,不久就有大量郵件傳到實驗室,民眾及政府機構也相繼要求通用電器為某某區域降雪。顯然,人工降雨可以達成巨量的經濟、社會乃至軍事目標。

天氣控制的風雲轉向

不過,天氣控制的技巧也並非一帆風順。在新聞發佈三天後,已有保險經紀來信提醒,假如因改變天氣而造成任何經濟及人命損失,包括交通意外、跌傷、額外剷雪費、融雪以致水浸等等,通用電器將有承擔訴訟及賠償的風險。雖然,朗繆爾繼續出現於大眾眼前,並因實驗結果而聲名遠播,通用電器的高層卻要求朗繆爾團隊停止室外實驗,並將他們派到政府另一個雲物理及化學研究計劃Project Cirrus,任職顧問,並於合約明言一切後果由政府承擔,以免公司蒙受損失。有了政府資源,更無阻朗繆爾團隊繼續進深研究。

到了一九四七年十月,Project Cirrus宣佈將會向臨近的颶風進行人工降雨試驗,原意並非制止風暴,而是測試人工降雨對颶風的影響。這個別名Hurricane King的颶風,橫過了佛羅里達州南面,鑽入大西洋,預計路線將會繼續向海洋走去。十月十三日,Project Cirrus團隊將約一百磅的乾冰碎投進風眼,並把八十磅乾冰碎投進附近兩座對流熱塔,於是成了人類首次攻擊熱帶氣旋的試驗。然而,實驗的結果並不理想,Hurricane King突然轉向,重回陸地,並在喬治亞州着陸,造成大量破壞及傷亡。沙佛表示自己並未得到允許,透露人工降雨有沒有實際效果,而實驗結果最後被定為軍事機密,不得外洩,至今未明。事件後,研究團隊收到大量責難,Project Cirrus最後終止,但並未需要賠償。

假如,Project Cirrus能夠成功,就能在颶風抵達陸地前減慢風速,又或改變其路線,保護民眾,甚至將風暴導向敵對國家,遙距作出傷害。不過天氣難以預估,風暴更難以馴服,Hurricane King一事的失敗,直接令Project Cirrus無法繼續下去,亦令當局引以為誡,倘若政府再次對颶風作任何動作,卻未能如願控制,繼而招致損失,所有受影響的民眾均可以就損失提出訴訟。不過,在輿論大力抨擊研究團隊時,沙佛出席記者招待會後撰寫報告,認為輿論壓力來自於公關工作的角度有誤,致使計劃嚴重延期,認為計劃再次運行時,應當加入專責公關工作的人員。而朗繆爾則表示,這次事故最大的得着,就是發現他們對颶風認識不足,假如有充足的知識,應該可以去除風暴的負面效果。由此可見,人類妄自操控大自然的舉動,往往是以傲慢作為基調的,經常忽視了自己無力更動,以至無力控制更動的事實。

另一位馮內果

夾在這兩段歷史之間的,則是另一位馮內果,貝納德·馮內果(Bernard Vonnegut),正是小說家馮內果的哥哥。貝納德二戰時於麻省理工大學研究毒氣戰及飛機結冰等項目,並於一九四五年加入通用電器,與朗繆爾及沙佛共事。小說家馮內果同期也為通用電器打工,擔任宣傳人員,主要是訪問公司內的科學家,寫出他們的故事,正是於此他得到了小說角色霍克尼格的靈感——朗繆爾。

朗繆爾發現,乾冰雖然能夠引發結晶化效應,卻因為重量而無法停留在空中,只能短暫影響雲層內的水分,因此需要尋找一種能夠隨風飄浮的物質。貝納德·馮內果於是試用了不同的物質,測試哪一種能引發連鎖效應。本來,馮內果發現碘化鉛的分子結構,能夠「欺騙」水分子,誤認為冰晶,從而引發效應,但碘化鉛所催生的冰晶數目並不注目。經過胡亂試驗後,馮內果終於認定,碘化銀(silver iodide)才是人工降雨的最佳物質,分子結構能夠準確模擬冰晶的凝結核,於超冷凍雲層內引發「指數性增長」。這時候是一九四六年十一月十八日,只在沙佛室外試驗並報捷的四天之後。

然而,馮內果後來試圖以置於地面的煙霧產生器釋放碘化銀,卻發現無法好好跟蹤氣體的去向。另一邊廂,朗繆爾卻認為,碘化銀極為吸引,因為它的適用氣溫更高,不會融化或蒸發,而且能殘留在大氣層內,直至下雪為止。他認定當時美國大部分州份均較為濕潤的現象,都是馮內果那一台煙霧產生器所帶來的效果,甚至未經證實就聲稱,按照估算,只需二百磅的碘化銀,就能於美國整個大氣層進行人工降雨,甚至改變普遍的天氣,引發氣候變化。相反,馮內果則不太樂觀,因為碘化銀的煙霧會在環境中一直存留,而且會在氣體釋放許久以後自行觸發效應,難以預測,相對來說乾冰則一勞永逸,一經使用就會馬上昇華,不存在隱憂。觀乎兩人立場的差異,難怪乎在《貓的搖籃》裡,小說家馮內果會將朗繆爾視為科學家霍克尼格的原型,只關注自己智性上的增長,卻不注意對他人的危害。小說中的九號冰,也正正採用了某些乾冰及碘化銀的性質,令虛構與真實相接。

與核彈並駕齊驅

氫彈之父愛德華·泰勒(Edward Teller)曾在回憶錄中提到,一九四七年夏天朗繆爾曾經造訪,而當時他主要想討論的議題都與人工降雨有關,比如風暴所造成的傷害,甚至使泰勒覺得,他將人工降雨的技術與原子彈相比。確實,颶風所儲藏的力量非常龐大,一個體積、力量中等的成熟颶風一天內所釋放的能量,相當於四百顆二十百萬噸級的原子彈。在軍事圈中,將核彈與天氣控制相提並論的講辭相當受歡迎。朗繆爾也曾公開向傳媒以這種比較討論天氣控制事宜,並指出軍事上的用途:催生旱災,摧毀敵方的糧草供應及水力發電機,又或大輻降雨,令步兵難以行走,戰機無法出動。朗繆爾也指,天氣控制「威力與如原子彈的武器等同」,促請政府盡快支持天氣控制研究,正如當時政府傾力支持原子彈研究一般。軍方繼續秘密研究,不過正如Project Cirrus一般,結果總是以機密為由不予公開,而公眾能夠知悉的資訊,往往指出實驗尚無定論。

風暴轉向未能成功,人工降雨卻仍有大量的戰略價值。從一九六七年至一九七二年,美軍於越戰中採用天氣控制的戰術,每年投入資金達三百六十萬美金。當年,美軍發現河內會借道胡志明小道(Ho Chi Minh Trail),將軍隊及物資運往南越,於是借助人工降雨的方法,令小道不斷降雨,減低行軍速度,並加長雨季、增強雨量,甚至推斷這能使道路塌陷,山泥傾瀉等。駐當地的空軍機師會每天出航,於19000呎高空投放碘化銀,形成雷雨雲。不過,整個行動成效成疑,而且只有極高層人士知曉,包括泰國、老撾及南越等當地政府都未獲消息,甚至拒絕回答美國國會質詢。於尼克遜的總統任期末期,這些秘密作戰被揭露出來,引起輿論激烈反彈:為何國民並不知曉這些新科技的軍事應用?由於天氣戰的廣泛影響以及不明因素,美國與蘇聯簽訂聯合聲明,限制天氣控制於軍事上的應用,蘇聯及後乘勢將建議提上聯合國,最後促使多國於一九七七年簽署《禁止為軍事或任何其他敵對目的使用改變環境的技術的公約》,通稱《禁止改變自然環境技術》公約,禁止為了軍事目的採用任何方法操控地球的力學、組成及結構。

不過,軍方對於天氣控制的欲望當然並未止息。於一九九〇年代中,美國空軍委託研究,要求研究人員指出美軍於二十一世紀保持領導地位的方法,其中就有一份四十四頁的報告,指出美軍於二〇二五年前需要進行什麼研究,才能控制天氣,並以此鎮壓敵人,也指出這種天氣戰術所帶來的兩難「如同原子分裂一般」。這些研究報告顯示出天氣控制作為一種軍事技倆,依然是相當穩固的概念,並以「抑制天氣」的理解取代「加劇天氣」,從而繞過前述的聯合國公約。

軍事技倆的取捨

無論是朗繆爾語帶興奮的類比,抑或是美軍報告較為保守的語調,天氣控制確實與原子的分裂與結合仍有關係。

數十年間,蘇聯一直都有採用人工降雨的方法,避免雨雲抵達莫斯科,影響大型閱兵儀式。這種手段或許並不過份。不過,到了一九八六年,烏克蘭切爾諾貝爾核電廠爆發之後,這種人工降雨的方式突然有了特殊意義。由於切爾諾貝爾的核電廠熔毀,燒起大火,數以百噸計的放射性物質因而釋放至大氣之中。事件發生後,含大量放射性物質的雨雲積聚於切爾諾貝爾上空,而風勢恰恰向俄羅斯大型城市如莫斯科及聖彼德堡吹去。然而,這些雨雲最後並未進入城市,而是在莫斯科及切爾諾貝爾之間,白俄羅斯的鄕郊地帶大量降下。直至一九九二年,一位研究放射物質的英國生態學家,發現白俄羅斯有大量兒童展示出體內輻射中毒的症狀,才有人想到,為何距離核電廠逾一百英里的地方竟有這種現象?

根據他的調查,不少證人也指出,在切爾諾貝爾事件後,有飛機拖着帶色彩的煙霧劃過天空,隨後便下起了豪雨,而且雨水是灰黑色的。濟亞諾·帕茲尼亞克(Zianon Pazniak)認為,蘇聯政府為了令莫斯科倖免於難,於是以人工降雨方式催動放射雨,卻並未告知白俄羅斯居民。事後,為免生命危險,他馬上流亡海外。莫斯科一直否認事件,直至二〇〇六年,一位曾於切爾諾貝爾事件中進行人工降雨的機師分享自己的見證為止。機師表示,當時飛機配備了碘化銀,收到莫斯科的指令,於切爾諾貝爾一百公里範圍內執行任務,並替由於風向問題,那些雨雲將會抵達莫斯科,可能引起逾百萬人的災難,因此對自己的任務感到自豪。無論這些行動是否合理,蘇聯方卻始終未有預先告知當地居民自己的安排,以便居民留在室內,避免影響,甚或派發碘化鉀片,減輕輻射中毒效果。結果,對白俄羅斯人民的影響,就彰顯為白血病、甲狀腺癌、先天缺陷等。

人類操控天氣的時候,無論經任何方法,都必然受制於天氣變幻莫測的本質。正如研究混沌理論的科學家所言,人類可以影響天氣,卻無法控制影響所帶來的後果。假如,這種干預天氣的方式用於軍事用途時,所造成的傷害就更難以預料了。現代的人工降雨技巧,確實以結晶化的方式催化了雲層降雨,卻從未解決降雨後帶來的天氣變化,甚至馬上妄圖將之化作進攻他國的利器,想法延綿至今。每一次生出意外以後,卻又以軍事櫞密之由隱去自己的行徑。天氣控制或未可全面推行,但是人類這種傲慢(hubris),或許更教人驚懼。

(原刊《Sample 樣本》第十三期〈今日天氣預報〉)

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