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和人体类似,地球原来是所有活着生物构成的有机体?

曾梦龙2017-09-05 19:05:11

“行星的生命需要一个像‘盖娅’一样的运作系统,否则环境的任何变化都会使它岌岌可危。”

作者简介:

詹姆斯·拉伍洛克:一个有主见的科学家、发明家和作家。他 1974 年成为英国皇家学会的成员, 1990 年获得由荷兰皇家艺术与科学学院颁发的第一届阿姆斯特丹奖环境奖。他的发明之一是电子俘获探测器,这对于环境意识的发展非常重要。因为它揭示了无处不在的农药残留。他还和NASA 合作展开研究,他的一些发明还被用于行星探测的项目。

译者简介:

肖显静,中国社会科学院哲学研究所教授,博士生导师,中国社会科学院科学技术与社会研究中心主任。研究方向为科学哲学(生态学哲学)、科学技术与社会(科学技术与环境论)。

范祥东,南京大学哲学系博士研究生,南京师范大学中北学院两课教研室讲师。主要研究方向为科学技术哲学(环境哲学)。

书籍摘录:

对于鸟类和花草树木……你一定不要太精确或太科学。

沃尔特·惠特曼(Walt Whitman)

随着阅读,你会发现,“盖娅”这个概念在从首次提出直到如今的 25 年间一直在发生改变。

初始,它是一个模糊的词汇,表示“以某种方式调节地球气候和化学作用”的存在物。唯一可以确定的事情是,有机体是其中的一部分。虽然不知道“盖娅”如何工作,但是,从来没有人认为它是通过智慧生物的远见卓识来进行调节的。最好把“盖娅”当作一个超级有机体。超极有机体是那些部分由活的有机体构成,部分由不具有活性的有机体系构成的有限系统。一个蜂巢是一个超级有机体,就像超极有机体“盖娅”一样,有能力调节自身的温度……将你的记忆追溯到你首次觉醒的时刻。这是你作为婴儿开始具有活力的激动人心的时刻:声音和图像突然涌入,就像开启了电视机的接收器,要带来大量的重要新闻。我似乎回忆起了太阳光和柔和清新的空气,然后,突然意识到我是谁,活着是多么美好。

回想我个人生命中第一次记事,看似与我们努力理解“盖娅”没有关系。但是,事实并非如此。作为一个科学家,我观察、测量、分析和描述现象。但在我做这些事之前,我需要知道我正在观察什么。广义地说,观察一个现象,没有必要去认识这一现象。但是,对于科学家来说,几乎总是要预先设想他们所要研究的对象。我在孩童时期,对于生命的认识是直观的。但成年以后,我疑惑于地球上奇异的大气—一个由不相容的气体如氧气、甲烷构成的混合物,这些气体共存,就像狐狸和兔子生活在同一洞穴中。在我能够用合适的科学术语描述“盖娅”之前很长一段时间,我被迫去识别它,直观地认识它的存在。

“盖娅”的概念和生命的概念是完全联系在一起的。因此,为了理解“盖娅”是什么,我首先需要探究那个难懂的概念—生命。尽管那些生命科学家讨厌承认这一点,但是无论是 19 世纪的博物学家,还是 20 世纪的生物学家,都不能够以科学的术语来解释“生命是什么”。虽然他们全都知道“生命是什么”,就像我们孩童时那样,但是,在我看来,目前还没有任何人成功地给生命下过定义。生命的含义,活着的感觉,在我们遇到的要去理解的概念中,是最熟悉的,也是最难理解的。

我长久以来一直在思考这些问题,对“生命是什么”的回答,就我们的生存来说是如此重要,以至于被归类为“最高机密”,并且作为心灵无意识层面上的本能而被禁闭起来。在演化过程中,我们在做出即时行动(immediate action)时面临巨大的选择压力:生存的关键在于瞬间识别被捕食者和捕食者、敌人和亲人,并识别潜在的配偶。我们承担不起有意识的思想的延误或者在心灵委员会(committees of the mind)内部展开的争论。我们必须以最快的速度估算出识别的必要性,由此,这样的估算也就在最早期演化成的、无意识的大脑深处进行。这就是为什么我们所有的人都直观地知道生命是什么。生命是可食用的、惹人喜爱的,或者致命的。

来自:亚马逊

如果你打算在温暖的夏日下午,在与布宜诺斯艾利斯或者墨尔本相对应的纬度到达火星,你可能会对温暖的气候感到惊奇。白天的温度会高达 21℃ 。要是空气是可吸入的多好啊,那会是一种凉爽的环境。而在其他的日子里,温度可能在冰点以下。而且当太阳下落后,温度将会以令人恐惧的速度下降,在午夜达到 -84℃ ,冷到足够使固态二氧化碳在谷底或洼地上形成一层干冰构成的霜面。

你脚下的地面看起来像地球上的沙漠。但是这只是幻觉,因为地球上几乎任何地方都没有无生命的沙漠。地球上几乎各处的沙漠,都有一层薄薄的细菌生长层,叫作“沙漠砾石层”(desert pavement)。火星上没有土壤,只有一种无生命的混合物,由各种大小的岩石组成,从尘土到卵石都有,它有一个念起来刺耳的名字:“风化层”(regolith)。然而,火星并没有做好迎接生命的准备。它不仅对于任何形式的生命而言是不可居住的,而且对有机物质也是有毒的和破坏性的。火星表面的空气和地球平流层的大气化学状态相似。如果能在不改变组成成分的情况下压缩我们头顶以上 10 英里高的空气,我们也不可能吸入它。那里的臭氧浓度是 5ppm 。臭氧可以保护我们防止紫外线照射,但是这个浓度的臭氧是有害的,吸入后会很快致死。火星在其行星生涯中暴露在这样一种大气层中,表面富含多种有毒化学物质,比如过硝酸,它能很快地破坏种子、细菌,或者确切地说几乎是所有的有机物质。火星不是适合种植的场所。

现今火星表面被高度氧化了,这意味着生命不可能在那里自发地形成。不像太古宙的地球,在这里生命物质的有机先驱没有机会积累和组合。对我们来说生态培育的唯一路径首先是改变环境,使之适合生命,然后,或者是让它自发演化,或者是在星球上播种。即使我们在火星上达到那种成熟的环境,我也无法相信我们有耐心去让火星自身孕育生命。只要有机会,人们就将会在其上播种生命。

火星,来自:维基百科

行星的生命需要一个像“盖娅”一样的运作系统,否则环境的任何变化都会使它岌岌可危。这种环境变化或者作为星球自身演化的结果发生,或者作为外界的灾难如小行星频繁撞击的结果发生。我不相信只存在于星球上极少几个绿洲上的稀少的生命,就可以自行地生产发育。这样一种系统是不完备的,不能够控制它的环境,也无法去抵抗不可逆的变化。结论是,即使我们在行星表面的每个角落喷撒上各种微生物,我们也不能给“阿瑞斯”带来生命。一些有机体可能存活下来,甚至会短暂地生长,但是不会有入侵,不会有感染,也不会有生命快速扩散从而接管并控制这个星球。我发现不可思议的是,像 NASA 这种原本能力很强的组织,在非常清楚火星本身就是一个强大的消毒器时,还竭尽所能地努力去给它们的飞船消毒。他们也很清楚相同的飞行器在未杀菌的情况下降落在更舒适的南极冰盖或者澳大利亚荒漠上时,携带过去的少量微生物乘客是没有机会在那里建立起永久家园的。

现在,在阳光明媚的下午,火星的部分区域可能有平和的温度,但是这并不意味着只需做很少的事情就能使它富有生机。当生命出现在地球上的时候,它从太阳获取的热量要比现在火星所获得的热量高出60%。地球上丰富的水资源和足够稠密的大气层提供了舒适的气候环境。火星上唯一可取的是它比地球更黑,从而能够吸收更多的落到其上的太阳光。但是这一优势仅仅是就其现在的状况而言的,水一旦释放出来,它就会蒸发形成云和雪覆盖,那时就不是这样了。火星的反照率将会增加,从而将本应获得的热量反射到太空中。火星本身可能从来都不能提供产生并维持生命所需要的条件,甚至在 10 亿年后,当太阳更热,火星上剩下的空气和水都已经逃逸的时候,生命也不可能存在。

那么,我们究竟能做什么去启动火星的演化过程,最终将它带到一个像现在地球这样的状况,并且成为我们的第二个家园呢?第一,火星的环境必须被充分改变以便允许微生物自发地生长和扩散至星球表面的大部分区域。乍看行星工程的概念,即行星的生态培育,好像是毫无根据的奇思妙想。但是如果火星是一个只需要解冻的深度冻结的行星,这一想法就不是毫无根据的了。此外,那些行星科学家已经达成共识,他们报告称,多达 2 个大气压的二氧化碳和足够以 100 米的深度覆盖火星的水,已经从火星内部以气态的形式释放了出来。如果我们接受这个结论,那么我们可以认为火星已经盘旋于环境稳定性之峭壁的边沿;很小的一个推力就足以改变它,使之达到一个更加适合生命生存的状态。

詹姆斯·拉伍洛克,来自:维基百科

在迈克尔·卡尔关于火星的书里,他讨论了液体水存在于行星表面地下含水层中的可能性,以及这样的水可能是咸水的可能性。经常被人忘记的是,氮元素的稳定状态是以硝酸根的形式溶解在水中的。在地球上,硝酸根由大气中持续的高能量过程(火、闪电,还有核辐射)形成。它通过降雨很快地到达地面,紧接着生物群同样快速地以氮气的形式将氮元素返还给大气层。火星上没有生命。我常想,是否大部分的氮以溶解在盐水中的硝酸盐的形式存在。或许那里有大量的盐沉积物—盐膏层,在远古水流流过并且干涸后留下来。锁定于这些沉淀物中的硝酸盐和亚硝酸盐,能够阐释目前火星大气层中氮的相对缺乏。

让另外一艘“海盗号”飞船去寻找这些问题的答案吧。至于现在,我们只能猜测,如果要将目前贫瘠的火星转变成行星生命的温床,必须发生什么变化。那就是我和迈克尔·阿勒比选择将我们的火星生态培育的故事写成小说的原因,也是我们计划用地球上富余的氯氟烃来加热火星的原因。关于这些充足有力的温室气体是否能够被送达,我有我的怀疑,但是,这个观念的初衷是激发那些想要通过其他方式改变火星的人的想象,而不是作为一项严肃的工程计划。在我作为发明者的实践中,我经常发现,一个包含些许错误的或者不完整的发明,比既成事实的发明(fait accompli),更能吸引工程师。无论如何,人们更渴望去尝试一个项目中合适的部分以外的那些东西,也更渴望从其他人那里获得机会,去运用他们的特定技能和技艺。


题图来自:维基百科

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