蓋亞理論(Gaia Hypothesis)是由詹姆斯·洛夫洛克在1972年提出的一個假說。他認為地球表面的溫度、酸堿度、氧化還原電位勢及大氣的氣體構成等是由生命活動所控制并保持動態平衡,從而使得地球環境維持在適合于生物生存的狀態。2012年,洛夫洛克自我推翻了自己的假說,認為有“杞人憂天”之嫌。
蓋亞理論
簡介
蓋亞理論(Gaia Hypothesis)是由詹姆斯·洛夫洛克在1972年提出的一個假說。簡單地說,蓋亞理論是指在生命與環境的相互作用之下,能使得地球適合生命持續的生存與發展。
約公元前400年,柏拉圖就曾提出地球是巨大的活生物體的類似觀點。詹姆斯·洛夫洛克是英國科學家,20世紀60年代受聘于美國國家航空航天局探索火星上生命存在的可能性。他通過分析大氣情況在探尋遙遠行星上的生命的同時也在研究地球上的生命。他指出,我們的行星上的大氣由生命無法存活的混合氣體組成,通過地球化學過程(如巖石侵蝕)和大氣支持的有機物活動(如用光合植物去除二氧化碳并產生氧氣),這些氣體得以維持平衡比例。他以古希臘大地母親女神蓋亞命名了該理論,提出陸生生物過程和自然過程共同作用產生并調節有益于生命繼續生存的環境。
該觀點于1972年首次提出,主流科學家主要以其不夠嚴密為由堅決拒絕接受。1981年,這一觀點首次得到支持。當時,洛夫洛克創造出計算機模擬的反射或吸收太陽輻射的白色或黑色雛菊世界。由于雛菊的數量隨著普遍的表面溫度變化而相對改變,因此雛菊群維持全球氣溫均衡。此后,更多生物多樣性的復合模型提高了該系統的穩定性。
如今,洛夫洛克的蓋亞理論與人類引致的威脅我們氣候、生態系統、食物生產和健康穩定的地球大氣變化關系尤為密切。如果沒有溫室氣體,地球表面溫度將是-19℃,但如果這些氣體在現有水平上不加任何控制地增長,地球的氣候就會類似火星。確保蓋亞的溫室氣體成份保持穩定已經成為21世紀最大的科學和政治挑戰之一。
解釋
包含含義
蓋亞理論至少包含5 個層次的含義:
一是認為地球上的各種生物有效地調節著大氣的溫度和化學構成;
二是地球上的各種生物體影響生物環境,而環境又反過來影響達爾文的生物進化過程,兩者共同進化;
三是各種生物與自然界之間主要由負反饋環連接,從而保持地球生態的穩定狀態;
四是認為大氣能保持在穩定狀態不僅取決于生物圈,而且在一定意義上為了生物圈;
五是認為各種生物調節其物質環境,以便創造各類生物優化的生存條件。
前兩層被稱為弱蓋亞學說,后三層為強蓋亞學說。
理論推導
地球本身就是一個生命體,與細胞比較:大氣層→細胞壁、空氣→細胞液、地球本身→細胞核、人類和其生存的環境中的物體→細胞液中的物質等;與細胞相比地球有太多的相象處,或許人類就如組成動物的細胞一樣,只是組成地球這個生命體的一部分而已;
1、在生命體中,變機使系統趨于變化,化機使系統趨于穩定,控機協調二者的平衡。
2、生物不是憑空產生的,只有在生命環境中才能產生生物。地球能產生生物,是因為地球是生命體。地球的生命結構:變機--大氣圈,化機--穩定的地質構造,控機--水圈。
3、太陽系是生命體,木星-土星-天王星-海王星-冥王星系統是太陽系的變機(多為氣態球,不穩定),太陽-水星-金星-地球-火星系統為太陽系的化機(多為固態球,穩定)。而彗星、小行星帶構成太陽系的控機。
由此,可以推知銀河系、所有星系都是生命體。
核心思想
蓋亞理論的核心思想是認為地球是一個生命有機體,具有自我調節的能力,為了這個有機體的健康,假如她的內在出現了一些對她有害的因素,“蓋亞”本身具有一種反制回饋的機能,能夠將那些有害的因素去除掉。
推論結果
洛夫洛克曾指出,如果按照當前的現狀發展下去,人類文明將無法長久存在。將有數十億人從地球上消失,只剩下少數人生活在氣候仍可以忍受的北極地區。
根據洛夫洛克的蓋亞理論,到了2040年,歐洲的夏季溫度將在110到120華氏度之間,植物無法生長,從此失去糧食來源;歐洲中部地區如巴黎和柏林將變成沙漠;由于海平面上升,英國人將不得不逃離家園;中國將變成一個不適于居住的國家;美國佛羅里達州可能從地圖上消失。面對未來的災難,人類沒有任何選擇,只能坐等噩夢來臨。
爭議
在很長一段時間內,“蓋亞”假設在科學界內部并沒有被完全接受,洛夫洛克甚至成為被奚落的對象。
隨著時間的推進,以及氣候變化成為全球最熱的話題,科學家們也越來越發現全球各個圈層的復雜性和互相作用,“蓋亞理論”正在逐步地被接受。1997年,洛夫洛克獲得了號稱環保界“諾貝爾獎”的“藍行星”獎。
自我推翻
2012年,洛夫洛克推翻了自己的理論,承認此前的預測是在“杞人憂天”。但他同時也強調氣候變化仍在發生,只是沒有他此前認為的那么快速,所產生的影響也沒有他預測的那么可怕。