菲利普·鲍尔(Philip Ball)回顾了盖亚假说(Gaia hypothesis)创始人的遗产,他已经去世,享年103岁

詹姆斯•洛夫洛克

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詹姆斯·洛夫洛克作为一名独立科学家的地位,加上他作为工程师的技能,让他有很大的自由去追求他对环境的兴趣

詹姆斯·洛夫洛克(James Lovelock)在103岁生日那天去世,他似乎很享受自己作为科学局外人的地位,但他可能从未认为自己是一个特立独行的人。无论是讨论盖亚假说、气候变化、核能还是辐射的生物效应,他都认为自己只是在表达理性的观点。的确,人们能感觉到他把自己在这些问题上的立场想象成一个务实的工程师,而不是一个有远见的大师。在他职业生涯的大部分时间里,他更多地以发明家的身份出现,而不是思想家。作为科学仪器的制造者,他的技能和深刻的直觉使他能够以一个不合时宜的实体、一个拥有独立手段的绅士科学家的身份存在。

他确实是个绅士。在为自己的观点辩护时,他可以非常尖锐,但即使在面对一些对他的观点的激烈攻击时,他也从来都是和蔼、体贴和欢乐的。盖亚假说认为,我们的地球是一个自我平衡、自我调节的系统,包括海洋和大气、地圈和生物圈之间的相互作用和反馈。该假说在20世纪70年代首次提出时,引起了许多人的不满,尤其是因为一些人认为它与达尔文的进化论相冲突。(不一定,但和解并没有立即显现出来。)有些人觉得它接近神秘主义,暗示着目的论和更高目标的概念——当洛夫洛克提出盖亚地球系统具有生命有机体的真正特征时,更是如此。但是核心思想已经被地球科学、环境科学和生态系统科学彻底验证:生物圈确实通过生物地球化学循环的运作在塑造地球环境和气候方面发挥着积极的甚至是适应性的作用。

原型设计师

洛夫洛克在设想行星环境是动态的方面走在了他的时代的前面:不仅设定了生命可能发展或不发展的条件,而且还对其做出了反应。1919年,他出生于英国莱奇沃斯花园城,20世纪40年代,他在伦敦的医学研究委员会工作,在那里他帮助开发了微波炉的原型,以一种用于解冻冷冻小鼠和仓鼠的研究设备。

他在设计和建造科学仪器方面的熟练程度使他获得了声誉(如果不是立即获得经济保障)电子捕获检测器上世纪50年代末,他在美国耶鲁大学(Yale University)休假期间发明了这种仪器,可以识别空气中的痕量污染物。在20世纪60年代,洛夫洛克展示了该设备可以测量空气中氟氯化碳的浓度;1971年,他在南极洲使用了这种制冷剂,促使美国大气科学家舍伍德·罗兰和马里奥·莫利纳在1974年警告说,这种工业制冷剂可能会持续足够长的时间,从而破坏平流层臭氧。虽然专利权仅被授予耶鲁大学,洛夫洛克损失了约2000万美元(1640万英镑)的版税,但ECD为他赢得了声誉,惠普给了他一笔可观的聘金,让他可以独立从事研究。

他对行星环境的兴趣使他在1961年被邀请加入美国国家航空航天局的“海盗号”火星着陆器任务团队,该任务于1975年发射。该项目的部分目标是在这颗红色星球上寻找生命的迹象,对大多数科学家来说,这意味着寻找常规的生化特征,如氨基酸。但洛夫洛克认为,生命的关键特征是化学不平衡,这比任何特定的分子更能表明火星上是否存在生命。一个推论是,生命在一颗行星上并不是暂时存在的:它要么会消失,要么会像在地球上那样对环境产生重大改变。

模型和隐喻

洛夫洛克在20世纪70年代提出了他关于生物圈对行星环境的作用的想法,部分是在与同样富有创造力和非常规的生物学家林恩·马古利斯(Lynn Margulis)的谈话中提出的。马古利斯提出了真核生物是在原核生物的共生合并中产生的理论。和盖亚一样,在被广泛接受之前,它也曾遭到嘲笑。对这些思想的科学抵制部分是由它们的拟人化引起的。是洛夫洛克在威尔特郡的邻居,小说家威廉·戈尔丁《蝇王》他提出了希腊大地女神的名字。这种准神化引发了关于“盖亚想要什么”的讨论——例如,她会对这些亵渎她的麻烦人类不屑一顾,他们的活动让地球“发烧”。

但对洛夫洛克来说,这样的比喻无关紧要。他总是急于把他的假设用科学可检验的理论来提出。在他早期的工作中,他提出了一个简单的生物圈调节气候的模型Daisyworld:一颗基本上被黑白雏菊覆盖的行星。白色的花生长在温暖的气候中,黑色的花生长在凉爽的气候中。但是,由于白色雏菊反射更多的阳光,而黑色雏菊吸收阳光,这两种雏菊的传播都会产生反馈,使气候保持不变。洛夫洛克认为,通过这种方式,即使太阳的能量输出在地质时期不断增加,地球也可能保持其温度稳定。

后来,洛夫洛克与其他科学家合作,提出了一个更详细、更现实的自我调节反馈模型。在这个模型中,气候引起的藻类生长的变化,通过藻类排放的二甲亚砜气体,在大气中被氧化成云滴成核的硫酸盐气溶胶粒子,产生了云量和行星反照率的稳态变化。这个想法似乎不可行,但它指出了生态系统变化可以改变气候的真实方式。

气候变化

洛夫洛克对阻止人类引起的气候变化的前景越来越悲观。他是愤怒的由于环保人士对核能的抵制,他作为环保大师的声望(正如一些人所认为的那样)大为失色。但在2006年的预测之后盖亚的复仇和2009年的盖亚消失的面孔在这场气候灾难中,“现在活着的数十亿人中只有少数人能活下来”,他后来开始怀疑“它不会像最坏的情况那样糟糕”,“可持续的撤退”可能比突然的社会重组更可取。2014年,他对我说:“考虑如何保护自己要好得多。”我想知道他如何看待今天这些令人担忧的迹象。

但他随时准备修正自己的观点。“作为一名独立的科学家,承认自己犯了错误要容易得多,”他告诉我。如果不犯错,你就不会有创造力。“特立独行”这个词有负面的含义,但洛夫洛克体现了独立思考者对科学的价值,不受制于追求资助、计算引用或学术阴谋的令人窒息的限制。他是那个品种的最后一个。