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《新发现》杂志官方博客

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日志

 
 

地球是个生命体!  

2007-11-16 16:31:41|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   詹姆斯·拉夫洛克说:“地球是个生命体,而我们是它的神经系统。”他是“盖亚假说”的创立者;他曾因把地球看作一个生命体而在数十年中备受嘲笑,但科学界最终却接受了他的观点;他论述了保护地球调节系统的必要性,这一主张启发理论家们提出可持续发展的观点,然而他在最近的一本书中却指出如今谈论“发展”已为时过晚……他是科学与环保运动中一个真正的特立独行者,87岁高龄却依然活力四射!

 

编译 张亦珂

 

   詹姆斯·拉夫洛克(JamesLovelock)无疑是个全身充满了矛盾的人,就从他那名气与外表的强烈反差说起吧。他是一位富有激情和幻想(诽谤者说他是“异想天开”)的科学理论家,看起来很瘦弱,蓝色的眼睛透出清澈的眼神,细声慢语,笑容还带着些许孩子气……真难以想象这个乐呵呵、爱开玩笑的老人家竟然刚刚出版了一本近年来对地球未来预测得最为悲观的著作。人们同样很难相信,在和善的外表下,这位退休老人由于他的“盖亚假说”挑起了长达40年的激烈论战。“盖亚”是希腊传说中大地女神的名字,该理论认为我们的地球可能是一个巨大的有机生物体。
   40多年前,当时42岁的拉夫洛克不无偶然地接受了成为一名科学理论家的命运,而且还是一位不断制造不和的理论家。那时候,他还是英国一个默默无闻的生物物理学家,受过一些医学培训,设计了一些精巧的仪器,可以通过色谱法探测气态下的极低浓度物质。他回忆说:“那个年头,科学家们得自己动手制造仪器,没人有财力去大公司里购买。”当时美国国家航空航天局(NASA)正在全力筹备探索火星的项目,他们风闻了拉夫洛克的仪器。为拥有这些探测器,NASA向它们的发明者发出了邀请。于是,拉夫洛克在1961年来到了位于加利福尼亚州帕萨迪纳的推进动力实验室。他的任务绝对技术化:使自己的仪器符合宇宙飞行器的要求。可这个不安分的英国人很快就掺和到他不该管的“闲事”里去了。“不久,我就告诉生物学家们,他们设计的实验很可笑,因为这些实验其实隐含了一个假设,即火星上的生命与加州沙漠里的是一回事!”此言一出,舆论哗然,拉夫洛克自然被请到了暴跳如雷的上司那里,这位上司正因为拉夫洛克惹的麻烦而被手下生物学家们的对立情绪所包围,要知道他们可是花了大把银子请来的。最后,他对这位讨厌的技术员说:“你有三天时间来为我想出一个建设性意见。”

 

地球系统的“目标”在于一切以生命为先


   三个不眠之夜后,拉夫洛克再次来到上司的办公室,并带来了一份既模糊又清晰的计划。他有什么高见呢?这位惹是生非分子强调,应当寻找生命存在的共同迹象,而不是一定要去剖析若干过于地域化的样本。同时他还认为,应该通过分析来自红色星球的光线来破译火星大气的化学成分,实验在地球上就可以完成。这样我们可以了解火星大气中是否存在生命的痕迹,因为生命体会从一些化学物质。中吸取养分并排出废物。如果探测到这些物质,就能推断火星上存在生命,反之,也可以推断火星上根本没有生命。使用一架简单的空间望远镜,搭载一个分光光度计,就能探测生命。这个想法等于推翻了现行的研究项目。在场的科学家们当然群起而攻之!拉夫洛克被请回到他的仪器旁……很快,他重获自由。

   不过,在不在NASA又有什么关系?拉夫洛克找到了线索,便不会轻言放弃。1965年,他在《自然》杂志发表了第一篇有关远距离分析火星生命的论文,两年后,公布了首批研究成果,他分析了火星的红外光线并与地球进行比较。这些结论建立在热力学第二定律之上,异常巧妙而富有创意。根据热力学第二定律,物质倾向无规则运动,而生命的行为则具有组织性。“我解释说,地球处于一种化学上极不稳定的状态中,而火星接近化学的平衡,大气中95%是二氧化碳(一种非常稳定的分子)。”拉夫洛克回忆道,“在我们的大气中,二氧化碳的存在微乎其微。另一方面,我们可以在地球大气中找到丰富的氧气,它与甲烷以及其他很活跃的物质共同相处。”然而,这种共生共存不可能出现在只有化学规律起作用的星球上。这位科学家因此得出结论:正是生命不断更新所有那些分子,使得地球大大不同于火星或金星上的化学稳定。所以后两者是死寂的星球,而地球是活的。
   是啊,活的!他终于一吐为快!年轻时一心想成为医生的拉夫洛克,最终倾向去研究地球的特性,而且证明出:地球大气化学组成尽管不平衡,但经年累月保持着显著稳定。这有点儿像血液,或者说生命体的内部。至于温度,同上文描述类似:在亿万年的漫长岁月里,地球温度也保持着惊人的稳定性。然而,太阳辐射强度自生命出现之后已经增加了三分之一!周围环境温度变化而自身温度保持不变的特性被称作恒温,这是复杂动物具有的特征。有关辐射的内容是最受争议的部分。我们的这位生理学家认为,温度类似化学成分,它趋向于对生命体来说几近最理想的值,就好像地球系统的“目标”在于一切以生命为先。因为,如果地球大气所含氧气比现在多一倍的话,恐怕会引起绵绵不绝的大火;而如果氧气减少,会使生物产生新陈代谢的问题。对拉夫洛克而言,原因显而易见。于是,在发表了一系列引起轰动的文章后,他在1979年将自己的想法总结在一本名叫《盖亚假说:对地球上生命的新认识》(Gaia:A New Look at Life onEarth)的书中。他得到的结论是:地球是一种所有生物与矿物在一起的巨大共生体(共生指有利于所有部分的生物联合),这一超级有机体的特性是通过负反馈机制尽可能保持一个有利于生命活动的状态。

 

命名“盖亚”,理论引起轩然大波


   大卫·阿舍尔(DavidArcher),46岁,美国当今最杰出的气候学家之一,提到这本书时仍然记忆犹新:“在我的第一堂生物地球化学课上,有人让我看这本书的前几章。从那时起,我规定我带的每一届学生都要看这本书。”书中主张应该把地球看作各个部分互相关联的整体;主张生物学家、海洋学家、地质学家、大气学家等应该联合起来工作以便更好地研究地球的功能。这些想法今天已经被广泛接受,这主要还得归功于拉夫洛克。但是,把自己的研究对象命名为“盖亚”——一个女神的名字(根据1983年诺贝尔文学奖得主威廉·戈尔丁的建议),在许多人看来,这位理论学家实在是夸大其词。以至于如果我们去一些大学图书馆查阅他的书,很可能会在神秘主义以及目的论的分类中找到,因为他的理论仿佛为生命及进化指定了目标。对一名科学家来说,这简直不可饶恕!一些年轻学者甚至被警告,在论文标题中使用“盖亚”一词将会严重损害,乃至摧毁科研生涯。以理查德·道金斯(RichardDawkins)为代表的生物学家们对此批评尤为尖锐,他们谴责拉夫洛克是在质疑进化论。有利于生物圈整体、而非某个单独个体或物种,这种“利他主义”的性格怎么可能被进化过程所选择?他想再次引入上帝之手!生物学家们愤怒了。最恶毒的诽谤莫过于强调拉夫洛克的第二个名字:伊弗里姆(Ephraim),这证明他来自严格的清教徒家庭……
   如今已经87岁高龄的詹姆斯·拉夫洛克只要稍微回忆起那些批评,脸上明朗的笑容还是会消失。他反驳道:“生物学家们由于创世论的反复进攻而变得格外好斗。一旦有东西超出他们的思维框架,他们就会把它看作是创世说并加以攻击。而且,他们用的正是宗教信徒们的那套武器,达尔文的《物种起源》仿佛成了新的圣经。我对进化论没有丝毫异议。我的学说包含了它,并致力于达到一个新的层次。这有点像相对论,它超越了、但并不反对牛顿物理学。”那么,有生命的地球只是一个比喻吗?“当然,它不像你我或一粒细菌那样有生命,所以从某种意义上讲,这是一个比喻。”拉夫洛克承认道,“但是我觉得生物学家对生命的定义过于狭隘。总的来说,盖亚唯一缺的就是生殖功能!”
   几乎可以肯定的是,假如拉夫洛克不去使用那个危险的说法“盖亚”,而是把自己的学说取名为“生物地球化学理论”,就像人们曾经建议他的那样,他也许会避免太多的挫折,而是享有一个科学权威应得的所有荣耀。但是,这么一个固执的博士拒绝缓和笔锋,他连一个逗号都不愿意去掉,坚持不懈地与他那些数不清的反对者们进行斗争。他因此成为了一名独立科学家,一边与大的学术机构保持距离,一边捍卫并充实自己的理论……好在这一特殊身份并没有成为他的障碍,他在职业生涯中发表了200多篇论文,其中30多篇发表在《自然》杂志上,并且作出了不少重大发现。比如DMS,即海藻排出的二甲基硫,其特性是降低海洋上空大气的温度,这是构成“盖亚”负反馈作用的有力证据。如果温度上升,海藻增生,产生更多的二甲基硫,它又会反过来使海洋冷却。

 

“可持续发展”为时晚矣?


   被大部分科学机构冷落的拉夫洛克本该投入到向他伸出双臂的新家庭——环境保护潮流中去。盖亚的比喻令上世纪70年代的环保主义者们狂喜不已,新时代运动(NewAge)的门徒差点把它变成宗教,对学说的创立者更是青睐有加。而这位喜欢唱反调的伊弗里姆却不大情愿接受绿色环保运动。虽然他自称是环保主义者,但同时是一名坚定的技术爱好者。当然,他反对污染,反对人类对盖娅正常功能的过度侵扰,但是这不会影响他的观点。例如早在人们议论气候变暖之前,他就是核电支持者。当他在巴黎短暂停留时,他甚至顽皮地提到一桩逸事:“不少绿党成员在多尔多涅有别墅,他们来的时候跟我吹嘘高速火车有多么好。然后我就对他们说:没错,是真的,那玩意很棒……但是你们知道它的动力是靠核电供给吗?显然,他们高声尖叫起来。但这可是事实!”我们也可以由此更深入地了解他——爱挑衅的拉夫洛克不会因为科学批评低头,更不会因为赞成他的观点而口下留情。他毫不犹豫地断言:“大部分绿党人士一般来自城市富裕阶层,充满美好愿望,对科学却一窍不通,也根本不了解现实。”
   另外,拉夫洛克也长期与环保运动中某些批判对自然循环的污染与侵袭的灾害学说保持距离。在拉夫洛克看来,盖亚比人类要强大得多,人类的任性和不理智只是表面上危害了盖亚。然而就在最近,拉夫洛克改变了想法,再次引来议论纷纷。在他的新书《盖亚的复仇》(Therevenge ofGaia,他的第五本书)中,他发出了警告,指出:“该书源于2005年1月我在英国气候研究中心——哈德利中心(HadleyCenter)的一次访问。当时我一个部门接一个部门地参观,同所有人攀谈,从两极浮冰专家到海洋专家然后是森林专家,大家敲响的警钟都是同样的:情况在恶化,将发生正反馈作用。举个例子,两极浮冰的消失将加速海洋变暖,海洋无力吸收碳,森林变暖会释放出二氧化碳……都是些致命的危险。”
   于是盖亚会深陷危机?“盖亚不会,”拉夫洛克认为,“但是如果升温幅度如我所料达6~8℃,那么人类文明很可能受到威胁。我们将面临大量物种大规模的灭绝,农业难以在地球上大面积维持。食物供应不足,必将发生大规模移民潮和冲突暴动,人类会聚集到一些中心区域……”这一预言比目前绝大部分科学家所说的还要悲惨。拉夫洛克认为现在的科学模型低估了反馈机制。对他而言,现在倡导“可持续发展”,倒不如提倡“可持续撤退”。为了描绘我们现在的状况,他习惯引用拿破仑1812年在莫斯科的一番话:“我们以为已经赢得了所有战役,但其实我们进展过快了,等着吃饭的嘴实在太多,而冬天已经临近了……”那么《京都议定书》呢?他有新的比喻:“这仿佛我年轻时经历的《慕尼黑协定》。全世界都感到危险要来了,而政治家们却假意行动,满嘴花言巧语。”

 

盖亚说不定会把我们赶走……


   时间日益紧迫,忠于科学技术的拉夫洛克毫不迟疑地设计“地球治疗”方案,其中包括一系列人工降低地球温度的策略,例如释放二甲基硫,在太空安置反光镜等。但同时他也提醒说人工去执行盖亚应该自然完成的功能,是万不得已时的选择。他极力主张全球电力大规模使用核能,并建议人为地在工厂中增加我们的食品产量,以便减少我们在自然空间的消耗。这出人意外的构想至少证明他思想的独立,尽管已经40余年语出惊人,却仍旧执著。他的想法今后会被全世界的伟大头脑们所接受。现在,从戈尔到希拉克,还有全球气候科学“教父”詹姆斯·汉森(JamesHansen)这样的著名科学家,都毫不犹豫地为拉夫洛克的观点投了赞成票。
   那么人类与盖亚究竟有着怎样的关系?是不是应该把人类看作是地球身上的癌细胞,正在一点一点地使它的调节功能瘫痪?这位幻想家持有异议:“人类的出现曾是盖亚的机遇,我们有点儿像它的神经系统。不管怎么说,多亏有了我们,她才以某种方式自我觉醒,甚至从太空端详自己。她失去我们的同时也会失去很多。”拉夫洛克以最后一个比喻结尾:“你们知道,盖亚就像一位老祖母,她本来在家收留了一群过分吵闹的年轻人,但她可能最终因心力憔悴而把他们赶走。”

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