不知道大家可曾想象过地球这个整体有可能是一个生命体。如果这种想法是真的,那么我们就可以解释一些事情。不过说实话,很难猜想。我们的惯性思维主导着我们的思考,所以要把地球想成一个生命体,你会好奇怎么才能去证明这种观点成立。毕竟连生命最基本的条件,生长和活动都不存在。

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不过地球早在上个世纪就在科学界有了一个新的概念和研究领域。就是由弗拉基米尔·伊万诺维奇·维尔纳德斯基所开辟的生物地球化学。他试图去了解整体性认知是如何通过对部分和具体问题的研究而呈现出来的。地球的发展除了地质学、物理学和化学外,生物学在地球的演化历史中也发挥了至关重要的作用。物种的活动塑造了环境。他说:“一个有机体不仅仅在它能适应的环境中演化,而且这个环境得适合这个有机体的演化。”这两者之间的关系是互相促进,而不是一方成就另一方。

不过维尔纳德斯基所说的地球生命体,指的是存在于地球从地壳深处一直延伸到大气层的边缘之间的一个生物圈。而生命活动戏剧性地改变了能量和物质之间的转换,并且生命通过缓慢适应最终控制了整个生物圈。我之前文章中所提到的大氧化事件,其实就是生物活动影响了整个星球的例子。如果不是这些生命,地球的大气层中可能还是以二氧化碳为主。而这种状态还持续着,如果现在的生物完全被毁灭,地球天翻地覆,温室效应将不断加重。

这一切生物圈的平衡状态就犹如地球是个有机生命体,可以通过各种天气和地质变化来调控自己。而这种理论最终被詹姆斯·洛夫洛克和琳恩·马古利斯确定为盖亚理论。洛夫洛克是马古利斯在前夫卡尔·萨根的介绍下认识的,两人原本只是讨论大气层中的氧气和微生物的起源。最终他俩追随维尔纳德斯基的思想定下了盖亚理论,并定义为一种能够进行自我调节的行星生命系统。

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地球之间生命生存条件是非常微妙的平衡状态。比如氧气含量为什么稳定在21%,要知道氧气浓度再高一些,就容易在闪电的天气下,引发全球大火。再比如全球温度为什么可以稳定在适合生命生存的范围,要知道温度高低都会影响生物的生存。

在盖亚理论中,洛夫洛克和马古利斯认为是生命作为一个整体会向地球产生全球性的负反馈。那些反馈机制使得地球在漫长的历史进程中能够保持一系列相对稳定状态,从而使得地球处在适合居住且有生命剧中的最佳状态中。也就是说,生命为了自己可以生存,让地球变得更加适合生存。

可是这种理论和观点刚提出时,并没有被广泛认可。无论是视地球为生命体,还是生命为一个整体,科学家们都无法接受。最大问题是生物演化没有目的、方向或者目标,这一观点已经深入人心。

为了回应各种否定和批评,洛夫洛克与生态学家詹姆斯·沃森合作建立了一个雏菊世界的模型,这个模型至今仍享有盛名。这个模型使用一套简化的方程来描述一颗只有黑色和白色雏菊的星球,再加上一个逐渐变亮的太阳。在求解的过程中,就清晰反映了黑雏菊吸收阳光和白雏菊反射阳光的反馈机制。最终证明了这个星球的温度一直能够保持在一个稳定的状态下。

模型的出现,让舆论开始逆转,生物圈反馈机制作为行星运行法则的重要内容被大众所认识。不过盖亚理论最终被一个争议更小的名字所取代,地球系统科学。

从地球生命体到生物圈到盖亚理论到地球系统科学,人们对地球的研究从荒谬猜想到系统认知,付出了很多,也经历了很多。地球系统科学已经成为研究地球交叉学科领域的基础了。目前新一代科学家开始谈论生命和星球之间的“交互演化”,而“交互演化”为天体生物学提供了新思路。

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未来,科学家们会继续研究,无论是地球还是宇宙,都会被我们一一探明。科学家们前赴后继,立志要知道世界的真相,而我也希望可以早点知晓世界的真相。虽然我不能在研究上帮上忙,但我还是可以在科普上贡献一份力。也希望有更多人能够在意这个世界的本质和真相!

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