有关全球变暖的大惊小怪被严重夸大了

地球之旗，图案是阿波罗17号拍摄的“蓝色弹珠”，由约翰·麦克尼尔于1969年为首届地球日活动设计。

今天是第51个世界地球日，适合讨论一些环境保护话题。

只是这次的角度不太常规，作者弗里曼•约翰•戴森自己也表示这可能是一些异端思想，但他作为异端很自豪。

“这个世界永远需要异端来挑战盛行的教条。因为是个异端，我习惯于当少数派。要是我能说服所有人都同意我的看法，我就不是异端了。”

弗里曼•约翰•戴森（Freeman John Dyson），1923年12月15日－2020年2月28日。美籍英裔理论物理学家、数学家、作家。

作为全世界最伟大的头脑之一，戴森一生的学术道路上诺贝尔奖得主遍布，他本人却始终未曾获奖。《科学美国人》评价他：

“戴森从不会言之无物。生命中的前六十多年，他是世界上最有成就的数学物理学家之一；在生命的最后几十年，他又是为数不多能清楚用文字表达自己思想的科学家，收获了文学上的声誉。”

就让我们一起看看他对气候变化问题的思考吧。

如果你想了解更多，欢迎阅读《离线·共生》的“遗产”专栏。因为戴森，我们离科学如此之近，这期内容是献给他的。

（文末还有关于新刊的反馈征集活动，有小奖励。）

全文约7100字

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关于科学与社会的一些异端思想

作者：弗里曼•约翰•戴森

这个现实世界是泥泞的、凌乱的，并充斥着我们还不理解的事物。

作为一个科学家，我对预测没有多少信心。科学是对不可预测性所进行的组织。最优秀的科学家们喜欢将纳入实验的东西尽量安排得不可预知，然后做实验，看看会发生什么。你可以说，如果某件事是可以预见的，那么它就不是科学。我在做预测时，不是以科学家的身份来发言的。我是作为一个讲故事的人来发言的，我的预测是科幻，而不是科学。科幻作家预言不准是出了名的。他们的目的是设想可能会发生的情况，而不是描述将会发生什么。我要讲几个故事来挑战当前盛行的教条。当前盛行的教条可能是正确的，但仍然需要接受挑战。我为自己是个异端而自豪。这个世界永远需要异端来挑战盛行的教条。因为是个异端，我习惯于当少数派。要是我能说服所有人都同意我的看法，我就不是异端了。

气候和土地管理

气候变化是一个有争议的主题，涉及政治、经济以及科学。科学与政治不可避免地交织在一起。大家都同意，气候正在发生变化，但是对变化的原因、变化的后果以及可能的补救措施，却存在着巨大的分歧。我要宣扬一种异端思想：有关全球变暖的大惊小怪被严重夸大了。

我这里反对的是由气候模型专家们以及因相信计算机模型的预测数据而被蒙骗的大批民众所结成的“神圣兄弟会”。当然，他们会说，我没有获得过气象学方面的学位，我没有资格发言。但是我研究过气象模型，并且知道它们能做些什么。这些模型求解流体动力学方程，它们在描述大气和海洋的流体运动方面表现良好。它们在描述云朵、灰尘、化学以及田野、农场和森林的生物学方面，表现很差。它们还未开始描述我们所生活的现实世界。这个现实世界是泥泞的、凌乱的，并充斥着我们还不理解的事物。对于科学家来说，坐在空调房中运行计算机模型，要比穿上冬衣去测量外面的沼泽和云朵中究竟发生了什么容易得多。气候模型专家最终相信自己的模型，缘由就在于此。

毫无疑问，世界的部分地区正在变暖，但变暖不是全球性的。我不是说气候变暖不会导致问题。它显然会。显然，我们应该努力对它理解得更深入。我要说的是，这些问题被严重夸大了。它们从其他更迫切也更重要的问题那里夺走了经费、转移了注意力——这些问题包括贫困、传染病、公众教育、公众健康，以及对生活在陆地和海洋中的生物进行保护，更不用说在新奥尔良市周围及时修建堤防之类的简单问题了。

我将详细讨论全球气候变暖问题，因为它有趣——尽管它的重要性被夸大了。变暖的主要原因之一是，石油、煤炭和天然气等化石燃料的燃烧造成大气中二氧化碳增加。为了理解碳在大气圈和生物圈中的循环运动，我们需要测量许多数据。我不想用大量数字让你们感到困惑，所以我只要你们记住一个数字。我要你们记住的这个数字是每年百分之一英寸。我现在就解释这个数字的含义是什么。考虑地球上除沙漠、冰帽、城市、道路和停车场之外的另一半陆地面积。陆地的这一半覆盖着土壤，生长着这种或那种植物。它每年吸收我们排放到大气中的部分二氧化碳，并将其转换成生物质（biomass）。生物质是有生命的物质——植物、动物和微生物——以及它们排泄或死亡时留下的有机物。我们不知道我们排放的气体中有多大一部分被土壤吸收，因为我们还没有测量生物质增加或减少的数量。我要你们记住的数字是，如果我们燃烧化石燃料排放的所有碳都被吸收，产生的生物质在地球陆地一半的区域上平均之后所增加的厚度。平均增加的厚度是每年百分之一英寸。

这一计算的要点是，得出大气中的碳和土壤中的碳进行交换时的有利速率。为了使大气中的碳不再增加，我们每年只需在土壤中增加百分之一英寸的生物质。良好的表土中含有约10%的生物质（Schlesinger，1977），所以增加百分之一英寸的生物质，意味着增加十分之一英寸的表土。改变耕作方式，如避免使用犁的免耕种植，可以使生物质至少以这么快的速度增加。如果我们不翻耕土壤，更多的生物质进入植物根部而留在土壤中，较少返回到大气中。如果我们使用基因工程技术，使更多的生物质进入根系，我们可以使表土以快得多的速率增长。从这个计算我得出结论：大气中二氧化碳的问题，是一个土地管理问题，而不是一个气象学问题。没有哪种大气和海洋的电脑模型有希望预测我们管理土地的方式。

还有另一种异端思想。我们也许更愿意从局部来看待生物质增加的问题，而不是计算全球平均增加量。考虑这样一种可能的未来：A国继续发展主要基于烧煤的工业经济，而B国决定通过在表土中增加生物质来吸收产生的二氧化碳。活的植物和树木可累积的生物质数量有限，但是可以存储到表土中的数量却没有限制。大规模增加表土有可能是切合实际的，也有可能是不切实际的，这取决于农业和林业经济。这至少是一种值得认真考虑的可能性——A国有可能通过烧煤变得富有，而B国可能通过积蓄表土使环境变得良好，大气可以免费地将碳从A国的厂矿搬运到B国的土壤中，而大气中的碳含量仍然保持恒定。在听取有关气候变化和化石燃料的预测时，我们应该将这种可能性考虑进去。如果在下一个五十年，生物技术成为这个星球上的主流——就像计算机技术在过去五十年中一样，气候的游戏规则将被彻底改变。

当我听到公众就气候变化所进行的辩论时，给我留下深刻印象的是我们知识中的巨大空白、我们观察的疏漏以及我们理论的肤浅。我们对行星进化的诸多方面还知之甚少，必须更好地理解这些方面，才能对地球当前的状况做出准确的诊断。我们在设法照料一颗行星时，也必须跟照顾病人一样，先诊断出生了什么病，才能进行治疗。我们需要观察和测量生物圈中在发生什么，而不是依赖计算机模型。

人人都同意，二氧化碳含量的增加会在两方面造成重要的影响。首先是改变大气中辐射传送的物理特性，其次是改变陆地上和海洋中植物的生物学特性。至于物理效应跟生物效应哪个更重要，以及它们分开来或合在一起到底是有利还是有害，人们对此还存在不同的观点。二氧化碳的物理效应可以体现在降雨、云量、风强和温度的变化中，它们被习惯性地搅在一起，统称为一个容易让人误解的名词“全球变暖”。在湿润的空气中，二氧化碳对由辐射引起的热传送的影响不太重要，因为它的作用远远赶不上能产生更大温室效应的水蒸气。在空气干燥的地方，二氧化碳的影响显得更重要，而干燥的空气往往只会出现在寒冷的地区。炎热的沙漠空气感觉起来也许是干燥的，但是经常包含很多水蒸气。变暖现象主要出现在空气又冷又干的地方，主要出现在两极地区而不是热带地区，主要出现在山区而不是洼地，主要出现在冬季而不是夏季，主要出现在夜晚而不是白天。世界确实出现了变暖现象，但是它大多数时候是让寒冷的地方变得暖和一点，而不是让热的地方变得更热。用全球平均来表示这种局部的变暖是误导人的。

大气中二氧化碳的含量对生物学至关重要，其根本原因在于，它的含量很少。在中午时分的完全日照之下，一片玉米地可以在五分钟左右的时间里，耗尽地面一米范围内的所有二氧化碳。要不是空气一直受到对流和风力的搅动，玉米就无法生长。大气中只有十分之一左右的二氧化碳，会在每个夏天被实际转化成生物质，又在每个秋天返还给大气。焚烧化石燃料产生的影响，与植物生长和腐烂产生的影响难以区分，原因就在于此。可在短期内供生物取用的碳储备有五种，其中不包括碳酸岩和大洋深处，因为那里的碳要经过数千年才可供生物使用。这五种可用的储备包括大气、陆地植物、陆地植物生长的表土、海洋植物生长的海洋表层以及已探明储量的化石燃料。就碳储备而言，大气中的含量最小，化石燃料中的含量最大，但是五种储备的储量都大致相当。它们彼此之间发生着密切的交互作用。要了解它们中的任何一个，都必须了解它们全部。

我们以大气与表土为例，来阐明不同的二氧化碳储备之间可能进行交互的方式。温室实验表明，如果生长在富含二氧化碳的大气中，许多植物的反应是增加根冠比。这意味着，植物根系的生长较多，而茎叶的生长较少。产生这个方向的变化是在预料之中的，因为植物必须在如下两个方面维持平衡：叶片要从空气中摄取碳，而根系要从土壤中摄取矿质营养。富含二氧化碳的大气让这种平衡出现了倾斜，使得植物需要较小的叶片面积和较大的根系面积。现在来考虑一下生长期结束后的情况，在叶片脱落、植物死亡之后，它们的根系和地上部分会发生什么变化。新长出来的生物质会腐烂，并成为真菌和微生物的食物。它们中的一部分会回归大气，另外一部分则会被转化为表土。平均来说，生长在地上的部分回归大气的会多一些，而生长在地下的部分变成表土的会多一些。因此，植物根冠比的增加，会导致从大气到表土的碳传输出现净增加。如果因为焚烧化石燃料，大气中二氧化碳的含量增加，并导致植物的平均根冠比出现大面积的增加，表面土的碳储量可能会受不小的影响。目前，我们无法测量，甚至都无法猜测，这种影响到底有多大。表土中累积的生物质总量是无法精确测量的。但是，表土的这种不可测量性，并不说明它不重要。

目前，我们不知道一个国家的表土是在增加还是在减少。在世界其他地区，因为大面积的森林砍伐和水土流失，表土储量可能在减少。我们不知道明智的土地管理是否可以确保表土碳储量每年增加40亿吨——这是遏制大气中二氧化碳含量增加所需要的量。我们唯一可以肯定的是，理论上有这种可能性，应该对此进行认真的探究。

海洋和冰河世纪

另一个需要认真对待的问题是海平面的缓慢上升，如果这种加速上升的趋势继续发展，会造成灾难性的后果。我们在最近200年里，一直在对海平面高度进行精确的测量。我们观察到，从1800年至今，它一直在上升，而且在最近50年还出现了加速上升的势头。人们普遍相信，最近的加速上升是由人类活动造成的，因为它跟大气中二氧化碳含量的快速增加在时间上刚好同步。但是，从1800年到1900年之间的上升可能不是人类活动造成的。19世纪的工业活动规模，还不足以产生可测量到的全球影响。在很大程度上，一定还有其他一些因素引起了海平面的上升。其中的一个原因可能是，在1.2万年前的冰河世纪末，北方冰层开始消失，缓慢地对地球的形状进行了重新调整。另一个可能的原因是冰川的大面积融化，这也是在人类对气候产生可观影响之前早就出现了的。我们再一次面临了这样的环境危险——在我们更清楚地了解它的成因之前，对其严重程度是无法预料的（Munk，2002）。海平面上升最令人警觉的可能原因是，南极西部冰层的融化。

它属于底部远低于海平面的那部分南极冰块。环绕南极洲边缘的海洋变暖后，可能从下方侵蚀南极冰冠，并致使它坍塌到海洋中。如果整个南极洲西部快速融化，海平面会上升5米，并对数十亿人造成灾难性的影响。但是，最近对南极冰冠的测量表明，它体积的缩减还不足以对目前观察到的海平面上升产生显著的贡献。环绕南极洲边缘的海洋变暖后，似乎造成了冰冠区域降雪的增加，而这又大致地抵消了边缘侵蚀所造成的冰块体积削减。在格陵兰也观察到了同样的变化——边缘区域的冰块融化加剧，降雪的增加又让顶部的冰块有所增大。这又是一笔糊涂账：我们不知道环境变化在多大程度上是由人类活动造成的，在多大程度上又是由我们无力控制的长期自然过程造成的。另一个了解得更不清楚的环境危险是，新的冰河世纪可能会到来。新的冰河世纪可能意味着，半个北美洲和半个欧洲都会被埋在巨大的冰层之下。我们知道在过去的80万年里有一个自然周期一直在起作用。这个周期的长度是10万年。在每个10万年里，都有一个持续9万年左右的冰河世纪和一个介于两个冰川期之间的持续1万年左右的温暖期。目前，我们处于一个1.2万年前开始的温暖期，也就是说下一个冰河期本来早就应该开始了。如果人类活动没有对气候产生干扰，下一个冰河期在接下来的两千年里随时可能开始，也有可能已经开始。我们不知道如何回答这个最要紧的问题：我们人类的活动，尤其是我们焚烧化石燃料的活动，会让下一个冰河世纪开始的可能性，变得更高还是更低呢？

这个问题的正反双方都有很好的论据。一方面，我们知道在过去的冰河世纪期间，大气中二氧化碳含量比温暖期要低很多，因此有理由指望人为提高的二氧化碳含量推迟冰河世纪的开始。另一方面，海洋学家华莱士·布勒克（Wallace Broecker，1997）认为，欧洲当前的温暖气候是由海水的循环决定的：墨西哥湾暖流在洋面上向北流动，将热量带往欧洲，而一股冷水逆流则在海洋深处向南流动。因此，一旦又冷又深的逆流中断，新的冰河世纪可能就会开始。当北冰洋洋面的海水变淡，无法下沉时，逆流就可能中断；而在变暖的气候增加北极降雨时，那里的海水会变淡。因此，布勒克认为北极地区的温暖气候，可能反而会导致冰河世纪的开始。因为面临这两种貌似有理却得出了相反结论的论调，我们唯一合理的回应，就只能是承认我们的无知了。在彻底理解冰河世纪的成因之前，我们无法知晓大气中二氧化碳含量的增加，到底是增加还是减小了这种危险。

湿润的撒哈拉

我们再说说关于撒哈拉湿润的秘密。这是一个一直让我着迷的谜题。在撒哈拉大沙漠，有许多现在已干涸和无人居住的地方，我们发现那里有一些画有人和大群动物的岩画。画作数量不少，其中一些还具有很高的艺术性，可以与法国和西班牙更著名的洞穴画相媲美。撒哈拉岩画比这些洞穴画时代更近。它们呈现出许多不同的风格，可能是在一段长达几千年的时间里创作的。它们中最新的岩画显示受了埃及的影响，可能与早期埃及墓群壁画是处于同一个时代的。亨利·洛特（Henri Lhote）在《搜寻塔西里壁画》（The Search for the Tassili Frescoes，1958）一书中，选用了其中五十幅画的复制品作为插图。

这些畜群画中最好的作品出现在大约六千年前。它们提供了强有力的证据，证明当时的撒哈拉是湿润的。有足够的雨水，才可以支持大群的牛和长颈鹿——它们肯定啃食过草地和树木。还出现过一些河马和大象。那时的撒哈拉肯定像今天的塞伦盖蒂[注]一样。

[注] 塞伦盖蒂（Serengeti）国家公园是坦桑尼亚最著名的国家公园，位于东非大裂谷以西、阿鲁沙西北偏西130公里处，是一个有着三百多万只大型哺乳动物的巨大生态系统。植被以开阔草原型植物为主，但在严重干旱时几乎全部变为沙漠。

与此同时，大约六千年前，欧洲北部有落叶阔叶林，现在却成了针叶林，这证明远北地区过去的气候比现在温和。瑞士曾经树木林立的山谷，现在却充满了著名的冰川。现在正在萎缩的冰川，在六千年前却要小得多。六千年前似乎是两次冰河时代之间最温暖最潮湿的时期，它开始于1.2万年前最后一个冰河时代结束时。我想问两个问题。首先，如果允许继续在大气中增加二氧化碳，我们会获得类似六千年前撒哈拉沙漠还湿润时的气候吗？其次，如果我们可以在如今干燥的撒哈拉气候以及六千年前的湿润气候之间进行选择，我们会更喜欢今天的气候吗？我的异端邪说，肯定地回答了第一个问题，否定地回答了第二个问题。它认为撒哈拉六千年前的湿润气候更受偏爱，而且大气中二氧化碳含量的增加也许有助于让它恢复湿润。我并不是说这种异端见解是正确的。我只是说，这样的思考对我们也没有害处。在我们人类要应对的所有事物中，生态圈算是最复杂的了。行星生态学仍然是一门年轻的科学，还没有得到充分的发展。难怪态度诚恳而又博闻广识的专家，会对一些事实存在不同的看法。但是，除了对事实抱有不同的看法，还有一种更深层的对价值的不同看法。这种不同的价值观，也许可以用一种简单化的方式来描述，将其归结为自然主义者和人本主义者之间的一种分歧。自然主义者相信大自然知道得最清楚。对他们而言，最高价值就是尊重事物的自然秩序。人类对自然环境的任何严重破坏都是罪不可赦的。过度焚烧化石燃料是邪恶的。将自然的沙漠，不管是撒哈拉大沙漠还是海洋沙漠，改造成受到管理的生态系统，使里面的长颈鹿或鲔鱼可能得以蓬勃发展，同样是邪恶的。大自然知道得最清楚，我们为改良大自然所做的任何事，都只会带来麻烦。

撒哈拉沙漠的绿化。

人本主义伦理观的出发点是，相信人类是大自然必不可少的一部分。通过人类的思想，生态圈获得了掌控自己进化的能力，如今我们在当家做主。人类有权也有责任对自然进行重组，以便人类和生态圈可以共同生存和繁荣。对人本主义者而言，最高的价值是人与自然的和谐共存。最大的邪恶是贫穷、落后、失业、疾病与饥饿——所有这些剥夺人们机会、限制人们自由的状况。人本主义伦理观认为，如果全球工业的发展可以减轻人类较贫穷那一半人的苦难，以大气中二氧化碳的增加为一个小小的代价便是可以接受的了。人本主义者认为我们的责任是引导地球的进化。

自然主义和人本主义伦理观之间尖锐的冲突，体现在对基因工程的控制上。自然主义伦理观谴责可能破坏自然生态的转基因粮食作物，以及其他所有可能破坏自然生态的基因工程。人本主义伦理观，期待在不远的将来，转基因食品作物和能源作物将给热带国家的穷人带来财富，顺便给我们提供控制大气中二氧化碳增加的工具。这里我必须承认自己的偏见。我是在英国出生和长大的，我在这片几乎是人造的、有非常美丽和丰富生态的土地上度过了我的成长期。英国的自然生态原来是连绵不断、令人乏味的森林。人类用草地和高沼地、田野和农场等人工景观，取代了森林，使之具有更丰富的植物和动物物种。就在最近，不过是约一千年前，我们引进了野兔，一个对生态环境产生了深刻影响的外来物种。兔子在森林中开辟出林间空地，使开花植物繁茂。在英格兰没有原野，可是给野花、小鸟和蝴蝶以及高密度的人类留出了充足的发展空间。也许这就是我是一个人本主义者的原因。

我不想总结说，我的读者应该学会从这些异端邪说中学到哪些经验教训。我想让他们牢记在心的主要教训是，遥远的未来不是预先确定好的。未来在他们手中。世界历史的游戏规则，每过十年就以不可预知的方式改变。我们所有时兴的忧虑和所有流行的教条，可能都会在五十年内过时。我的异端邪说也可能会过时。他们有责任寻找新的异端邪说，在我们奔向一个更有希望的未来时为我们提供指导。