在维苏威火山爆发的第三天，物理学家路易吉·帕尔米耶里发现自己被困在意大利维苏威火山主坡之一的维苏威天文台，他用石头围墙隔开的工作场所外，滚烫的熔岩奔流而过。维苏威火山怒吼着，地面摇晃，巨大的松树状火山灰云上方雷电轰鸣。滚烫的熔岩石从天而降，像雨点般砸在他身上。露台上的温度计超过了 150 华氏度（66 摄氏度）。帕尔米耶里把自己锁在里面，但热浪使窗户破裂，一股焦灼的气味充满了烘烤般的室内空气。
那年是 1872 年，这是维苏威火山近期最具有破坏性的爆发之一。帕尔米耶里选择留在建筑内，以便研究这场灾难。他当然知道自己有丧生的危险：此前已有几位科学家在火山中丧生，其中一位就在两天前去世。在山下更远的地方，惊慌失措的平民逃往意大利那不勒斯，在熔岩吞噬他们的家园之前，抛弃了财物。随着更多火山灰落下，那不勒斯居民随后逃往罗马。人们认为帕尔米耶里已经遇难。但他继续检查仪器，并在酷热的建筑中写笔记，等待着外出的时机。帕尔米耶里不仅仅是决心坚定。他欣喜若狂。“我真的渴望看到我头顶上方的松树，”他后来说道，似乎对危险不屑一顾。他补充说，这次爆发是一场“轰动性的表演”。“维苏威火山真的很好，当它把它送到天文台上方给我看的时候。”
今天，暂时来说，维苏威火山——以公元 79 年埋葬庞贝而闻名——被认为是休眠状态：它不活跃，但与其地下结构相关的地震仍在发生。最近的地震发生在 8 月 8 日。每天都有许多游客登上山顶；维苏威火山国家公园的门票今年夏天经常售罄。火山学现在是一门技术先进的学科，由数千名训练有素的专业人员从事。但在帕尔米耶里的时代，当研究还处于萌芽阶段时，测量火山爆发意味着留在第一线，面对火山向你袭来的任何事物。帕尔米耶里有时很鲁莽，他被驱使着去回答仍然困扰专家们的难题：为什么火山爆发会突然发生？为什么我们无法预测它们？帕尔米耶里不知疲倦的测量，通常使用他发明的仪器进行，具有开创性。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
如果放在今天，帕尔米耶里会是一位不寻常的科学家。他于 1807 年出生在那不勒斯市北部，学习了物理学和数学，但也学习了哲学。他在那不勒斯大学的第一个职位是讲授逻辑学和形而上学。他的同代人形容他精力充沛，但举止谦虚朴素。一些当地人认为他的工作是异端邪说：他们认为火山爆发是大自然神秘的任性之举，而帕尔米耶里的追求是对他们信仰的挑战。
19 世纪的路易吉·帕尔米耶里肖像。图片来源：DE AGOSTINI PICTURE LIBRARY/Getty Images
他的一生和名字与维苏威天文台密不可分，维苏威天文台是世界上第一个火山学天文台，他担任台长长达 41 年。这是一栋粉彩色的三层建筑，位于海拔 2000 英尺的山丘上，距离维苏威火山的火山口 1.25 英里，火山口就在上方耸立。帕尔米耶里的前任马其顿尼奥·梅洛尼在 1841 年将其设想为一个气象天文台，但梅洛尼是一位自由主义者，因他被认为同情 1848 年革命而被当局罢免。当帕尔米耶里将目光投向它时，天文台已经失修。里面几乎没有留下任何仪器。蝙蝠和猫头鹰在里面筑巢，而山羊在附近漫游。
当帕尔米耶里在 1852 年开始登上天文台进行研究时，当局正计划出售这座建筑，将其改造成酒店。在梅洛尼贫困潦倒，在那不勒斯市附近死于霍乱后，他才在 1855 年接受了新台长的任命。
帕尔米耶里一生致力于今天看来会令人惊讶的课题。他研究空气和地面中电力之间的联系。像当时的许多人一样，他认为这掌握着地震许多谜团的答案。“当时的主导思想是，空气中过多的电力会释放闪电，而地面中过多的电力会释放地震，”退休的地震学研究员乔瓦尼·里恰尔迪说，他曾在维苏威天文台研究一种名为合成孔径雷达干涉测量的遥感技术和缓震运动（垂直地面运动）长达四十年，直到 2019 年。“有人推测建造地震杆——就像[本杰明]富兰克林的避雷针一样——可以拦截雷击，并希望将一根 15 米[49 英尺]长的金属杆埋入地下可以阻止地震，”里恰尔迪说，他写了一本关于维苏威火山的900 页的历史。（地震、火山爆发和气象学在当时都被视为相互关联。）
在火山学仍然跨越科学和信仰的时代，帕尔米耶里的方法是开创性的。“他是一位测量员，”弗朗西斯卡·比安科说，她曾担任天文台台长直到 2022 年 7 月，当时她被晋升为意大利国家地球物理学和火山学研究所的火山部门负责人。“在火山学主要以相当定性的方法为主导的时代，他掌握了测量的根本重要性。”
在担任前气象天文台台长的最初几年，帕尔米耶里为天文台配备了研究火山的仪器——根据天文台现任台长毛罗·迪维托的说法，这是现代火山学的基础时刻。他将这座建筑描述为一个“你可以感受到许多生命在那里生活过”的地方。
当帕尔米耶里找不到合适的仪器时，他就设计了一种新的仪器。他最重要的发明发生在他开始在天文台工作一年后。当时的维苏威火山频繁爆发，帕尔米耶里感觉到几次轻微地震先于一次爆发。他制作了一种仪器，可以检测到所有震动，即使是人类无法感知到的震动，并将它们的方向、强度和持续时间记录在一张纸上。它还可以使用电报信号与其他仪器通信。它成为了电磁地震仪，这是第一个以非纯机械方式测量地震的仪器。
由于没有电报线将维苏威火山与文明连接起来，更不用说遥感技术了，因此研究火山需要大量的实地考察，有时会让帕尔米耶里面临高风险。他第一次与死神擦肩而过是在 1859 年，当时他在一次火山爆发期间冒险外出。他写道，他与天文台的看守人并肩走在一条“美丽的火河”旁边，直到他们到达源头。突然，熔岩从一个小火山口喷射到空中。它在半空中凝固，变成巨石，落在了两个人所在的地方，火山咆哮着，浓烟从火山口滚滚而出。驻扎在离事故现场更远地方的观察员逃离了，并认为帕尔米耶里和看守人已经死了。不知何故，他们安然无恙地幸存下来。
每次火山爆发后，帕尔米耶里都会详细描述事件，并留下了关于他在天文台编年史中亲眼目睹的一切的大量知识。他经历了 1855 年、1859 年、1861 年、1868 年和 1871-1872 年的火山爆发。帕尔米耶里在书页上写满了测量数据，而不是当时常见的记忆素描和轶事观察。
他经历的 1861 年的火山爆发显然使天文台免于变成酒店。意大利已经统一，国王远在皮埃蒙特地区，对天文台的需求表示怀疑。但火山爆发摧毁了火山附近的一个城镇，使其成为统一意大利历史上第一次自然灾害，该国的统治者确信天文台是有用的。这次爆发还使帕尔米耶里发现，海水从岸边退去不是因为潮汐，而是因为海底在火山爆发前正在上下移动。
在维苏威火山爆发期间，从图中可以看到帕尔米耶里的天文台位于火山渣锥脚下。这张插图于 1878 年 12 月 7 日刊登在杂志《Graphic》上。图片来源：DEA/BIBLIOTECA AMBROSIANA/Getty Images
里恰尔迪说，帕尔米耶里播下了现代监测网络的种子，因为在他建造了两台电磁地震仪后，他将一台放在天文台，另一台放在那不勒斯大学。然后，他使用第三台便携式地震仪进行三角测量，以确定地震的震中和方向。他开始为火车站和警察局配备仪器和电报，并表明，为了良好的地震监测，“你需要一个传感器网络”，里恰尔迪说。
很快，电磁地震仪使帕尔米耶里在全球精英中声名鹊起。日本政府向他索要了各种型号。大众也对他着迷。维苏威火山山麓的居民惊叹于帕尔米耶里能够提前几个小时甚至几天预测火山爆发。他们认为他是一个神奇的灵魂，像对待神谕一样对待他——这是新生的信仰，这次是对人类的信仰。
当然，1872 年是一个例外。帕尔米耶里曾警告好奇的人们不要靠近火山——但他随后离开去那不勒斯取一件仪器。一群学生去检查一个小火山口，结果火山口塌陷，喷出熔岩，并将射弹射向空中。他们中的大多数人丧生。帕尔米耶里回到天文台，在那里他花了几天时间监测火山活动，据说他非常沮丧，以至于再也没有在火山爆发期间离开过天文台。
1872 年之后，帕尔米耶里开始缓慢衰落。传记作者写道，他在科学界变得冷酷和孤立。他因其勇敢事迹获得了大量的奖章和荣誉称号——甚至被任命为意大利王国的参议员——但他似乎对它们并不重视。他拒绝了在美国举行一系列关于 1872 年火山爆发的会议的机会。他声称自己是第一个在地球上发现氦的人，在 1868 年，他使用光谱学在维苏威火山的喷气孔中发现了氦；当时只在太阳上探测到了氦。但他从未进一步研究这个课题，直到苏格兰化学家威廉·拉姆齐在 1895 年声称发现了这种元素后，他才重新回到这个课题，以索取荣誉。
随着地震和火山爆发的竞争理论出现，科学开始将帕尔米耶里抛在身后——这也许是在提醒人们，科学比任何个人对它的贡献都更伟大，无论多么英勇。帕尔米耶里变老了，他的同时代人 V. 萨巴蒂尼写道。火山学开始使用不同的语言。其他人指出，帕尔米耶里将维苏威火山视为他的财产，将天文台视为他的实验室，即使它再次陷入失修状态。
1896 年，帕尔米耶里在那不勒斯死于“支气管炎”，享年 89 岁，此前不久他还在月球对火山爆发的影响这一课题上做了最后一次讲座——这个课题至今仍在研究。他留下了 137 份发给伦敦皇家学会的备忘录和数十本书籍和文章。意大利的几条街道、广场和演讲厅都以他的名字命名，月球上的一个陨石坑，靠近湿海，也是如此。
帕尔米耶里帮助创造的许多科学世界已经消失了。现代传感器系统和数学模型远远超过了他发明的仪器。坐落在维苏威火山上的小建筑现在是一座博物馆。维苏威火山的重要性似乎也已经减弱：自 1944 年以来，这座火山一直处于休眠状态。意大利的注意力已转向附近的弗莱格雷平原，这是一座至少表现出微弱活动性的超级火山。
但帕尔米耶里的遗产仍然存在。维苏威天文台已迁至那不勒斯郊外的一栋五层玻璃建筑，这里拥有一个由 110 人组成的团队，他们监测和研究意大利各地的火山。“我们研究一切可以研究的东西，”前台长比安科说。这项技术可能与帕尔米耶里的电磁地震仪几乎没有相似之处，在他的英雄事迹不再需要的世界里，科学家们可以从远处安全地监测火山。但比安科保证方法没有不同。她说，天文台本身就是一台用于进行观测的仪器。“帕尔米耶里引入了这一点，”她补充道。