天体生物学研究能否说服我们应对气候变化?

天体生物学研究能否说服我们应对气候变化?

人类文明所做的一切都是由地球和环境提供能量的。但这种收获并非没有后果,从人口激增到二氧化碳排放导致气候变暖。这些变化非常剧烈且持续时间很长,以至于一些科学家认为我们正处于人类世的黎明,这是一个拟议中的新地质时代,由我们对地球的大规模影响定义。这是一个令人生畏的想法——但有可能我们并不是宇宙中唯一面对这些改变世界的行为的生命形式。

在《天体生物学》杂志上发表的一篇新论文中,天体物理学家亚当·弗兰克提出,人类世可能是“任何星球的普遍特征,演化出一种物种,这种物种密集地收获资源,以发展技术文明。”换句话说,当你变得足够先进,并开始以足够快的速度消耗资源和能源时,你必然会开始在全球范围内改变你的家园星球。

模范文明

弗兰克借鉴了人口生态学,设计了代表文明与其所在星球之间关系的模型,使用的数学方程式与人类学家用来代表复活节岛等古代文明兴衰的数学方程式类似。其理念是:一个文明从其星球(或岛屿)获取资源,这种资源使文明得以发展;但人口增长,加上资源的开采和消耗,也会对文明的家园产生影响,削弱其大规模维持文明的能力。

但这并不是一个盲目的反馈循环。通过改变文明的远见和行动速度,以及行星对文明压力源的敏感度,弗兰克能够勾勒出假想行星上一系列可能的结果。

他发现,当他调整变量时——文明转向影响较小的资源的速度,地球对滥用的敏感度——该模型产生了各种各样的结果。有时是逐渐消亡,有时是残酷的崩溃。有时文明会找到平衡,弗兰克称之为“软着陆”。但他说,最令人惊讶的是,在转向影响较小的资源很久之后,文明还是崩溃了。这种结果的图表在很长一段时间内看起来像是软着陆,文明和地球继续保持着看似稳定的健康水平。但这种平衡感具有误导性——对于这样的星球来说,不可能永久复苏,它已经被推到了可持续发展的临界点之外。这样的系统并不平衡——它只是维持了很长一段时间,然后就崩溃了。

对于面临地球剧烈变化的文明来说,可能出现四种结果。罗切斯特大学插图/Michael Osadciw

弗兰克希望这些非常简单的模型只是正在进行的研究的起点。他说:“下一步是实际引入气候模型——一个真正的、诚实的气候模型。我想对大量不同的行星情况进行测试。在宜居带中更接近[其恒星]的行星,在宜居带中更远的行星,具有不同类型大气成分的行星。”他希望通过汇集各种可能性,我们将拥有丰富的银河系背景,从而看到我们在地球上的挣扎。

弗兰克认为,将我们自己视为众多遭遇“人类世瓶颈”的文明之一,是视角的重要转变。因为它让我们思考突破瓶颈的方法,并想象出足够多的方法,从而开始出现模式和可能性。

对于弗兰克来说,这是一个更大的研究项目的一部分,他称之为“人类世天体生物学”。他认为,我们为可持续发展而奋斗的斗争可以通过天体生物学来理解,研究行星、生命和文明之间的关系可以为审视和了解我们的家园提供一个有用的视角。

宇宙青少年

他在新书《星光》中明确阐述了这一计划,并发表了一些宣言。在书中,弗兰克利用历史上的天文发现为我们的世界(以及其他世界)提供了背景。

他从 SETI 先驱弗兰克·德雷克的作品中提取出一个概念框架,用于想象其他星球上丰富的生命;从发送到金星和火星的探测器中,了解行星受气候、地质和化学的普遍规则指导;从詹姆斯·洛夫洛克和林恩·马古利斯的盖亚理论中,将行星理解为一个相互关联的生物、化学和物理系统;并从卡尔·萨根那里,提出了一个关键的比喻:地球是宇宙中的青少年。

正如弗兰克所说:“我们掌握着地球的钥匙,我们对化石燃料的依赖已经到了极限,问题是我们能否成熟。”

弗兰克说,因为我们是宇宙中的青少年,所以我们陷入了全球性的忧郁之中,看着我们如何毁了地球,并告诉自己我们很糟糕。但他希望我们能够摆脱这种状态——我们不是第一个经历这种情况的星球,我们也不是第一个必须站出来承担起掌握自己未来责任的文明。

弗兰克也不认为这是假设。他之前在《人类世天体生物学》上发表的一篇论文计算了他所谓的“悲观线”,这是衡量科技文明要达到何种程度才能成为第一个文明的标准。他发现,要使我们的文明成为银河系中的第一个文明,在宜居星球上进化出科技文明的几率必须小于 10 -22 ,即一百亿万亿分之一。

这是非常非常低的。

如果概率比这更高,那我们就不是第一个了。弗兰克希望这项研究能成为我们自己讲述的新故事的一部分,成为理解我们未来的新方式。他在《星光》中写道:“如果试图仅通过引用交通事故死亡人数的统计数据来让青少年改变驾驶行为,你很可能只会得到一个茫然的眼神。”因此,科学必须讲述一个更令人信服的故事。

弗兰克的故事最有力的启示或许是,如果科技文明的固有特征就是通过资源利用给地球带来压力,如果每个文明都面临着自己的人类世,那么我们就可以在思考气候变化时摆脱自我厌恶。我们生来就不是坏人、邪恶的人、懒惰的人或愚蠢的人,最终会落得如此境地。我们只是生命的另一种表现形式,而生命本身只是行星的另一种表现形式。而且,就像那些先来者一样——无论是假设的还是真实的——我们已经到了必须弄清楚自己的处境的地步。

未参与这项研究的麦卡利斯特学院环境研究和心理学助理教授克里斯蒂·曼宁 (Christie Manning) 表示,弗兰克方法的一个优点是它不依赖于对灾难性未来的恐惧。曼宁研究人们对气候变化信息的反应,他说:“如果你想鼓励人们采取行动,恐惧往往会适得其反。它会缩小我们的思维范围(因此我们的解决方案缺乏创造力),并使我们不太愿意与与我们不同的人合作。”

与此同时,她说,重要的是,我们讲述的故事仍然富有情感色彩。“我认为弗兰克的框架可能会消除过多的情感,使我们的环境状况在心理上显得遥远,而不是紧迫和迫切。研究证实,某种情绪反应对于促使行为(例如支持气候政策)至关重要。我们需要关心、感到担忧或关心,并感到有责任感。这些感觉促使我们采取行动。”

弗兰克同意,我们正处于这样一个时刻:我们今天做出的决定将对我们的未来产生严重影响。但他希望人类不要再把自己看作原始地球上的祸害。正如环境历史学家威廉·克罗农在他的文章《荒野的麻烦》中所写,原始、前人类地球的概念是一种谬论,是出于怀旧和对崇高的迷恋。弗兰克说,我们并没有毁灭地球,拯救地球也不是我们的工作。

无论人类做出什么选择,无论我们为遏制气候变化做什么或不做什么,地球都会安然无恙。地球上的生命将继续存在。灭绝的物种将被取代。弗兰克指出,之前的大规模灭绝是哺乳动物在生物圈中占据主导地位的原因。

“当然,”他说,“这并不意味着我们可以为所欲为。根本事实是地球将被我们改变。这并不意味着它会变得更糟,只是意味着它会变得不同。我们真正关心的是成为其中的一部分。”

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