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04 复杂性,进化打败规则




世界是不断进化的,进化中涌现出的东西比任何一个设计师想象的东西都要出色。如果规则设定不当,进化就能找到其中的漏洞,打破人们创立的规则。所以,有时规则不仅无用,还会帮倒忙。



在我看来,随着气候变化和其他问题的出现,我们会发现,像全球变暖以及燃料成本引起的问题将变得异常复杂。

——查尔斯王子

进化比人聪明。

——莱斯利·奥格尔



1859年,温室效应


在英国的鼎盛时期维多利亚时代,帝国理工学院有位能言善辩的讲师约翰·丁达尔(John  Tyndall),这位蓄着浓密络腮胡的爱尔兰科学家擅长进行科学实验,他因采用最新型的科技仪器公开证明了多个科学原理而闻名于世。丁达尔的导师就是本生灯的发明者罗伯特·本生(Robert  Bunsen)。1859年,丁达尔在新试验中运用了一种真空泵——一根长长的黄铜管,一端插着岩盐,另一端则是一种叫热倍加器的灵敏温度计。

这个实验的目标是解决法国科学家约瑟夫·傅立叶(Joseph  Fourier)30年前提出的一个谜题。傅立叶计算出了有多少能量从太阳抵达了地球,以及有多少能量从地球辐射进了宇宙。地球越热,辐射出去的能量就越多,傅立叶原以为地球辐射会平衡从太阳吸收的能量,从而在表面形成约15℃的温度。但现实让傅立叶大吃一惊,因为经过仔细计算,实际的能量平衡却显示地球的平均温度应该是零下15℃。简言之,地球应该是个巨大的雪球。

丁达尔认为,这个谜题的答案应该是地球大气肯定像温室一样保存了热量,他决定检测一下大气的保温效果。他首先抽出了铜管中的空气,把热倍加器探入铜管中,如他所料,这个实验发现真空根本不吸收辐射热。接着,他加入了一些氧气和氮气的混合气体,这两种气体占据了地球大气的99%。这时,问题出现了,氧气和氮气也没有吸收多少辐射热,似乎大气层根本就起不了温室的作用。到底出了什么问题?

丁达尔一直对空气的纯度倍加关注。他做过一个净化空气的实验:把黏糊糊的甘油涂在容器的内壁上,几天后,空气中的杂质就黏在了甘油上,容器中流动的空气非常纯净,食物放入其中数月后也不会变质。他还设计了一种方法,通过观察一束明亮的光线穿过空气时的散射情况来检验空气中的杂质。但是,丁达尔这个试验中存在的问题恰恰在于空气的纯度,因为地球大气中除了氧气和氮气,还包含少许其他气体,比如0.03%的二氧化碳以及氩和其他稀有气体。丁达尔猜想,尽管这些杂质看似微不足道,也许正是它们造成了影响。于是,他在铜管中加入了微量的水蒸气、甲烷和二氧化碳,突然,辐射热被吸收了。

丁达尔惊喜万分,因为这个效应太明显了。尽管水蒸气和二氧化碳的含量微乎其微,铜管吸收的辐射热却是之前的数倍。他写道:“我们可以推断出,一丁点儿氧气和氮气与一丁点儿水蒸气相比,后者吸收辐射热的能力是前者的1.6万倍。”这个结果让人极为震惊,自然也引起了异议。

约翰·丁达尔发现了温室效应。

一个半世纪后,人们不再怀疑温室效应,如今争执的焦点变为应该在这方面投入多少注意力、采取多少行动。如上一章所言,第一个问题是难定题,我们不能像丁达尔一样通过一个实验室实验就简单解决。因为这个问题存在着诸多难点:大气层越温暖,形成的云彩就越多,反射的热量也越多;而大气变暖,皑皑的冰雪会融化,反射的热量又会随之减少;但北极冰原的消融又释放出强大的温室气体甲烷。有些因素会抑制温室效应,其他因素又可能加强温室效应,由于存在这种反馈循环,结果究竟如何根本无法确定。不过,温室效应似乎会产生一些灾难性的结果。

我们知道工业化前空气中的二氧化碳浓度为280毫克/升,占大气比例0.028%,现在的浓度为390毫克/升,国际气候谈判代表们空口承诺,要把二氧化碳浓度控制在450毫克/升以下。但是,我们不知道二氧化碳浓度积累到哪种程度就会触发灾难。有些气候科学家认为450毫克/升的浓度还是太高了。也有极少数人在这个问题上表现出了乐观,麻省理工学院逆势而行的气象学家理查德·林德森(Richard  Lindzen)预计,大气中的二氧化碳浓度超过1万毫克/升,依然不会有危险。大家最不确定的不是对不作为的争论,而是对如何行动的争论,招致灾难的正是这个不确定性。

本章提出了一个不同的问题:到底应该怎么做?我们未来的旅途中会遇到一个明显的矛盾:应对气候变化这一问题的复杂程度超出了我们的想象,但无法充分理解这种复杂性,会阻碍我们推行相对明确的解决方法。