《空气》是地球系列中的一本。地球系列从科学、艺术、文学等方面介绍自然现象，以一种全新的方式引领读者探索我们居住的星球。
   《空气》讨论了为何空气如此重要、我们如何感知空气的存在以及空气有什么作用或正在发挥什么作用等问题。

引言 

在空中 

空气过剩 

修复 

隔离 

海市蜃楼 

尘归尘 

致谢

空气中含有78％的氮
气、21％的氧气、0．96
％的氩气，以及0．4％的
其他气体及杂质。这些成
分与我们每个人的生活都
息息相关。于我们而言，
空气必不可少。尽管空气
是无形的，但并不代表我
们从未触碰过空气。实际
上，每人每小时就会消耗
近360升空气。即使我们
不会刻意经常去思考与空
气相关的问题，但它的确
值得引起我们的注意。
   人类每次呼吸大概消
耗半升空气。我们将其吸
人又经由身体呼出，吸人
时空气中的氧气会融入血
液；当我们喘气、呼气、
打嗝、放屁或侃侃而谈时
又将其呼出。吸入空气时
，可收缩的横膈膜进行运
动，胸腔扩张，从而增加
胸廓容量，产生胸内负压
，使肺部吸人其所需的空
气。但是，我们最需要的
其实是空气中21％的氧气
，它们会经由肺部渗入血
液。存在于身体中的空气
最终会与初始状态截然不
同：身体吸入的是空气中
的氧气，呼出时则变成了
二氧化碳、水汽以及一点
点热量。
   我们的身体可以说是
重要的移动空气过滤器，
尤其是对会吸收我们释放
出的二氧化碳的植物而言
(对植物而言，这是好事)
。但是我们排出二氧化碳
的方式各有不同，例如经
常跑步的人通常会锻炼出
高肺活量来呼吸大量空气
。这个量可以通过多种方
式测量，最常用的应该是
我们熟知的“最大耗氧量”
(简称“vO2 max”，其中v
代表容量，O2代表氧气)
。按照体重，人们每千克
每分钟平均消耗27～40
毫升氧气。像尤塞恩·博
尔特这样的运动员，据记
录，他每千克每分钟的耗
氧量达80～90毫升。此
前我们曾提到氧气仅占空
气的21％，因此人类的肺
一分钟内要处理大量的空
气。我们需要注意，像博
尔特这样的短跑运动员，
10秒内可以跑100米，其
双脚接触地面的时间不过
0．8秒。形象地来说，他
几乎是在空中冲刺。即便
对普通人而言，一生中需
要消耗的空气总量在2．
65亿升及以上。这的确是
不少的空气量。
   不仅是人类，所有哺
乳类动物都需要呼吸空气
，甚至有些生活在海洋中
的生物也需要浮出海面呼
吸空气。昆虫也需要呼吸
，不过它们呼吸的方式大
有不同。昆虫没有具体的
肺部，它们依靠外骨骼上
被称为“呼吸孔”的部位进
行呼吸，通过呼吸孔的开
合向气管输送空气，吸人
的空气几乎直接进入血液
。呼吸空气，有机生命体
才能继续生存，才能继续
运转、培育与繁殖细胞。
我们体内细胞最主要的作
用体现在“细胞呼吸作用”
或“有氧呼吸作用”这一过
程。在这个过程中，空气
中的气体——也就是氧气
——通过细胞的氧化分解
得到了最有效的利用。细
胞呼吸作用实际上是一种
能够产生细胞所需能量的
化学反应。当然，植物通
过光合作用来呼吸，这种
方式与动物截然不同。思
考一下动植物使用空气的
方式，我们可以得出所有
生物都依赖于空气，并且
对空气有大量需求的结论
。最近有调查表明，人类
在不久后很可能不再像以
前那样过度依赖空气，因
为科学家发明了一种向处
于空气匮乏环境中的实验
对象注射氧气的方法，即
将氧气“微粒”直接注射到
血液中。尽管如此，我们
依旧需要认识到空气的作
用实际上至关重要。
   本书认为空气不仅是
一种值得引起注意的气体
，更是伴我们左右，让我
们能够生存的存在。本书
讨论了为何空气如此重要
、我们如何感知空气的存
在以及空气有什么作用或
正在发挥什么作用等问题
，也指出了空气是如何出
现的，以及我们是如何首
次通过利用空气从而发现
空气的存在的。本书以空
气为主题，探讨了我们是
如何认识空气、感觉且感
知到空气的，在这过程中
我们扮演了什么角色以及
我们如何在有空气的环境
中生存。所以，空气不仅
仅是人类社会之外的“那
个世界”，它更影响着我
们所有表达的方式与描述
的形式。我们的故事、历
史、思想、感觉以及感情
都受其指导，甚至由其刻
画。在本篇引言的最后，
我想要追溯我们是如何认
知空气的：首先空气是地
球发展之初的重要物质，
然后是上古世界的基础环
境，启蒙运动时期科学与
发明的研究对象，接着是
工业革命、社会革命以及
科技革命的主要基础。
   ……
   矛盾的是，空气总是
很容易被忘记或忽视。另
一方面，空气也依赖于它
所供养的生命。我们似乎
并不在意人类正在利用、
污染、消耗与浪费空气。
但从几百年前起，人类开
始通过可行的方法追踪气
体成分的比例出现的重大
变化与改变，比如1 860
年研究发现，空气中二氧
化碳数量的占比约为百万
分之二百八十(280 mg／
L)，到2012年则接近400
mg／L。因此许多物理学
家和自然科学家将人类现
在的地质年代称为“人类
纪”。
   在此后的章节中将继
续围绕这些主题探讨不同
情境下、不同时间下与不
同地点里有关空气发现、
探索、处理和表达的问题
。这也将体现出空气的生
命力与不稳定性，及其不
在某一处停留，也不与其
他物质混杂的特性。继续
探索空气如何解答令人费
解的科学问题，如何帮助
人类理解混乱的社会与经
济状况，甚至如何让我们
明白死亡，令我们能用诗
一般的语

《空气》从科学、艺术、文学等方面介绍了我们赖以生存的空气。本书作者不仅是空气研究领域的专家，在英国知名大学任教，还是充满创作热情的作家，曾出版过多部著作深受读者喜爱。
   空气不是简单的化学成分堆砌，它成就了我们，传播物质，也推着我们向前。空气影响着我们的生活和生活方式，并显示出它们存在的意义。

看来我们已经来到了天空。
   1929年10月26日，一名女婴在佛罗里达迈阿密上空的一架飞机上降生。这并不是意外事件。托马斯·W埃文斯医生和他的妻子玛格丽特·D．埃文斯获特许乘坐波音247飞机见证第一个在飞机上出生的孩子。这架飞机从运营了一年的泛美机场(即现在的迈阿密国际机场)起飞，医生、护士、飞机副驾驶员和这名婴儿的外婆都在飞机上。分娩时，飞机在迈阿密戴德县法院上方1200英尺(365．76米)的高空中盘旋了20分钟。随后在比斯坎湾飞行了几分钟后降落。产妇和婴儿被送往医院。女孩父母没有为她取祝福者建议的名字，而是选择叫她艾琳。
   哲学家露西·伊利格瑞写道，“即使我们不像艾琳一样在迈阿密上空的飞机上出生，我们在出生的那一刻就已经处于空气中了”。出生后我们发出的第一声(即婴儿的第一声啼哭)就是为了活下去而在大口呼吸空气。从那一刻起，环境不再是我们之外的存在。我们走入空气之中，获取空气，并将其吸人体内。于是，我们在从子宫中被分娩而出时就成了在空气中降落的生命。
   利用动力飞行让人类升空的第一次成功尝试就是基于人类出生时需要呼吸的理念进行的。此次起飞成功既是一种尝试，或许也结束了天空与地面的断联状态。艾琳的诞生是一个生命的诞生，而人类升空则可视为更深层次的出生。经过社会和精神的洗礼，空中生活方式将造就一批新人类，即未来的空中居民，这些人有可能不依赖空气依旧能生存。
   奇怪的是，尽管早就在英国和法国掀起了流行热潮，但对热气球的叫法却从未统一，也没有形成对热气球的崇拜。18世纪晚期，欧洲由让-皮埃尔·布朗夏尔发明的早期飞行工具掀起了一股热气球流行热潮，实际上是科学实验与流行热潮奇特结合的产物。人们可以携带工具乘坐热气球去测量云层、探究天气的成因和发现云层里的电荷，识别并测量气压与温度。在实验过程中，布朗夏尔得到了约翰．杰弗里斯医生的帮助，也获得了德文郡公爵夫人乔治亚娜·卡文迪什(乔治亚娜热衷于带动着辉格党投身热气球事业)的公开支持。1794年，也就是，普里斯特利从英国去往美国的那年，乔治亚娜赞助了布朗夏尔从英国伦敦的格罗夫纳广场出发的热气球，这个热气球被戏称为“德文郡空中游艇”，很快就成了众人嘲笑与讽刺的对象。
   这不是第一次也不是最后一次有人将乔治亚娜与空气联系起来或者将其描绘为空气。同年，乔舒亚·雷诺兹为公爵夫人画的肖像画问世。1783年，玛丽亚·科斯韦将乔治亚娜描绘为埃德蒙·斯宾塞《仙后》中的辛西娅。但乔治亚娜也与掌管云层与天空的狄安娜女神有相似之处。作为罗马女神，乔治亚娜逐渐成为狄安娜的衍生人物，代表天空与光明。
   因此，热气球与新大气科学联系起来，同时一种愤世嫉俗的风气开始出现。此外，热气球也成了奇思妙想的代名词。
   飞机将在空中居住的想法提升到了另一个层次。人们将飞行与宗教信仰联系在一起。从广播到摩天大楼，似乎所有事物都注定与空气有关。飞上天空就意味着变得神圣，是从社会向“天堂”的大规模转移。但航空也需要传播与推进。美国人必须觉醒，并且林德伯格等飞行员也支持此观点。1927年5月21日，被称为“空中加拉哈德’’的林德伯格在飞行中表现得冷静自信，仿佛潜力无限正待激发，最终令飞机稳稳地降落在巴黎附近的布尔歇机场。像林德伯格这样的人物也成了航空领域的典范。
   美国或许是最热烈倡导发展航空事业的国家，一些思想引发的争论还以名为“空气约定”的系列事件进行报道。
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