第九章 冒出的生態圈
失控：全人類的最終命運和結局 作者：凱文·凱利 投票推薦 加入書簽 留言反饋
9.1 一億美元玻璃方舟的副駕駛
“我覺得自己仿佛身處遙遠的太空。”羅伊·沃爾福德通過視頻連線對記者說。自1991年9月26日至1993年9月26日，方舟進行了首次為期兩年的封閉實驗，羅伊是當時住在生物圈二號裏的人之一。在那段時間裏，8個人，或者說是8個生物圈人，斷絕了與地球上一切其他生命的直接聯係，遠離了由生命推進的所有實實在在的物質流，他們在袖珍蓋亞中構建了一個與世隔絕的、自治的生命圈，並生活在其中。他們仿佛住進了太空。
沃爾福德身體健康，但是卻奇瘦無比，給人吃不飽飯的感覺。在那兩年裏，所有的生物圈人都沒有吃過飽飯。他們的超微型農場一直受到蟲害的困擾。由於他們不能向這些肆虐的小動物噴灑農藥——否則稍後就得飲用蒸餾過的水了，所以他們隻能忍饑挨餓。絕望的生物圈人曾一度匍匐在馬鈴薯的壟溝，用便攜式吹風機驅趕葉片上的小蟲，但是沒有成功。結果，他們總共失去了5種主食作物。其中一位生物圈人的體重更是從208磅驟減至156磅。不過，他為此做了充分的準備，隨身帶了幾件剛來時穿還嫌太小的衣服。
一些科學家認為，一開始就讓人類生活在生物圈二號中並不是最有效的方式。他們的自然學家顧問彼得·沃肖爾說：“作為一名科學家，我更讚同第一年隻把最底層的兩三種生物封閉其中：放入單細胞微生物以及更低等的生物。我們就可以觀察這個微生物小宇宙是如何調節大氣的。接下來，再把所有東西都放進去，把係統封閉一年，比較其間的變化。”一些科學家認為，難以伺候的現代人類根本就不應該進入生物圈二號，人類在裏麵僅僅是增添了一些娛樂色彩。還有許多科學家確信，相比於發展人類在地球以外生存技術的實用目標，生態研究毫無意義。為了評判在這個項目的科學意義和進程安排上的對立觀點，生物圈二號的資助者艾德·巴斯先生授權成立了一個獨立的科學顧問委員會。1992年7月，他們遞交了一份報告，肯定了這項實驗的雙重意義。報告闡述如下： <blockquote>
委員會認識到，生物圈二號工程至少能對兩大科學領域做出顯著貢獻。其一，讓我們了解封閉係統的生物地球化學循環。從這個角度來說，生物圈二號比以往所研究過的封閉係統都要大得多，也複雜得多。在以往的研究中，人類除去對係統進行觀察和測量外，並沒有必要出現在封閉係統中，因而其重要性也有所折扣。其二，讓我們獲得了在封閉的生態係統中維持人類生存和生態平衡的知識和經驗。綜上所述，人類的存在正是這項實驗的核心。 </blockquote>
作為後一種情況的例子，人類居住在封閉係統裏的第一年，就產生了一個完全出乎意料的醫學結果。對這群與世隔絕的生物圈人的常規血液測試表明，他們血液中的殺蟲劑和除草劑濃度增加了。因為生物圈二號裏任何一個環境因素都受到持續而精確的監控，可以說是有史以來受監控程度最嚴密的環境，所以科學家們知道這裏麵不可能存在任何殺蟲劑或是除草劑。他們甚至在一位曾經在第三世界國家生活過的生物圈人的血液裏，找到了美國20年前就禁止使用的殺蟲劑成分。根據醫生的推測，由於日常食物有限，生物圈人的體重大幅度下降，於是開始消耗過去儲存在體內的脂肪，導致幾十年前殘留在脂肪中的毒素釋放出來。在生物圈二號建成之前，精確測試人體內的毒素並沒有什麽科學意義，因為沒有辦法嚴格控製人們的飲食，甚或是呼吸的空氣和接觸的事物。但現在有了。生物圈二號不僅提供了一個精確追蹤生態係統中汙染物質流向的實驗室，也提供了一個精確追蹤汙染物在人體內流動的實驗室。
人體本身是一個巨大的複雜係統——盡管我們有先進的醫學知識，但是仍未被探明，我們隻能將其孤立於更加複雜的生命之外加以適當的研究。生物圈二號是進行這項研究的極好方式。但是科學顧問委員會卻忽略了載入人類的另一個理由，這個理由在重要性上堪比為人類進入太空做好準備；這個理由事關控製與輔助。人類將充當“通往思想之路的拇指”，成為初期到場的伴護，一旦過了那個階段，也就不需要人類了。封閉的生態係統一旦穩定下來，人類就非必不可少了，不過，他們可能有助於穩定係統。
譬如說，從時間成本的角度看，任何一位科學家也負擔不起這樣的損失：任由苦心經營多年才湧現出的生態係統隨時自行崩潰，不得不從頭再來。而生活在生態圈裏的人類可以將這個封閉係統從災難的邊緣拉回來；隻要他們測量並記錄下自己的所做所為，就不違背科學研究的宗旨。在很大程度上，生物圈二號這個人造的生態係統循自己的線路運行，當它滑向失控狀態，或者停止運轉時，生物圈人可助其一臂之力。他們與這個湧現出來的係統共享控製權。他們是副駕駛。
生物圈人共享控製權的方式之一，是起到“關鍵捕食者”[1]的作用——生態抑製的最後一招。超過生態位[2]的植物或動物數量都受到人類的“仲裁”，保持在合理的範圍內。如果薰衣草灌木叢生長過旺，生物圈人就手起刀落，把它們劈回到合適的密度。當熱帶稀樹草原上的草瘋長，擠占了仙人掌的生存空間，他們就拚命除草。事實上生物圈人每天要花幾個小時的時間在野地裏除草（還不算他們在莊稼地裏除草的時間）。阿迪說：“你想要建立多小的合成生態係統都隨你。不過，你建立的係統越小，人類作為操刀手的作用就越大，因為他們必須表現出比施加於生態群落上的自然力量更強大的力量。我們從自然獲得的施予令人難以置信。”
我們從自然中獲得的施予是令人難以置信的，這是參與生物圈二號的自然科學家們一次又一次發出的信息。生物圈二號最缺少的生態施予就是擾動。突如其來不合時宜的大雨、風、閃電、轟然倒下的大樹，出乎意料的事件，等等。正如同在那個迷你的“生態球”中一樣，不論是溫和也好還是粗暴也好，自然都需要一些變化。擾動對養分循環來說至關重要。突如其來的一場大火可以催生出一片大草原或者一片森林。彼得·沃肖爾說：“生物圈二號中的一切都是受控的，但是大自然需要狂野，需要一點點的混亂。用人工來產生擾動是一件昂貴的事情。另外，擾動也是一種溝通的方式，是不同的物種和不同的小生境間彼此打招呼的方式。諸如搖晃這樣的擾動，對於最大化小生境的效率來說也是必不可少的。而我們這裏沒有任何擾動。”
生物圈二號中的人類就是擾動之上帝、混亂之代表。作為駕駛員，他們有責任共同控製方舟，而從另一個角度講，他們也有責任不時製造一定的失控狀態，做個破壞分子。
沃肖爾負責在生物圈二號裏製造微型熱帶草原以及針對它的微小擾動。他說，熱帶草原在周期擾動的情況下進化，時不時地需要自然助力。熱帶草原上的植物都需要一些擾動，要麽經過火的洗禮，要麽遭到羚羊的啃噬。他說：“熱帶草原對擾動非常適應，以至於沒有了擾動，它就難以維持下去。”接著他開玩笑說，可以在生物圈二號的熱帶草原上立一塊標牌，上麵寫著“歡迎打擾”。
擾動是生態的必要催化劑，但是在生物圈二號這樣的人工環境中複製這樣的擾動卻不便宜。攪動湖水的造波機既複雜、嘈雜，又昂貴，還沒完沒了地失靈；更糟糕的是，它隻能製造非常規則的小波動——產生最小的擾動。生物圈二號地下的巨大風扇推動四周的空氣，模擬風的運動，但是這樣的風卻幾乎吹不動花粉。製造能夠吹動花粉的風昂貴得讓人咋舌，而火帶來的煙霧也會熏倒裏麵的人類。
沃肖爾說：“如果我們真的要把這個工程做得完美的話，就要為青蛙模擬雷電現象，因為大雨傾盆和電閃雷鳴能刺激它們繁殖。不過我們真正模擬的不是地球，而是在模擬諾亞方舟。事實上，我們要問的問題是，我們究竟可以切斷多少聯係，還能保證一個物種的生存？”
“還好，我們還沒有垮掉！”瓦爾特·阿迪輕聲笑道。盡管一直與世隔絕，接觸不到大自然的施予，他在生物圈二號創建的模擬珊瑚礁以及在史密森尼[3]的模擬沼澤地都還茁壯成長（某人曾對著它開大了水龍頭，使其經曆了一場暴風雨）。阿迪說：“隻要處置得當，它們是很難被殺死的——即便偶爾處置不當也沒關係。我的一個學生有一天晚上忘了拔掉史密森尼沼澤地的某個插頭，致使鹽水淹沒了主電路板，淩晨兩點的時候整個東西都炸飛了。直到第二天下午我們才修複了沼澤的抽水機，但是沼澤卻活下來了。我們不知道，如果我們被這麽折騰的話，能活多久。” 9.2 城市野草
生命在生物圈二號中不斷繁衍，生生不息。生態瓶裏肥沃富饒，生機勃勃。生物圈二號頭兩年誕生的幼崽中，最引人注目的是係統關閉後頭幾個月裏誕生的夜猴。兩隻非洲矮山羊孕育了5個小生命；奧薩博島豬[4]產下7隻小豬；一條格紋交錯的烏梢蛇在雨林邊緣淡黃色地帶迎來了她的3個小寶寶；蜥蜴把眾多的蜥蜴寶寶悄悄藏在了沙漠岩石下麵。
不過，所有的大黃蜂都死了。4隻蜂鳥也都死了。圍湖裏的一種珊瑚（總共有40支）也走向了“滅絕”，僅存一支。所有的藍帶雀還在過渡籠裏時就都死了，也許亞利桑那州異常多雲的冬天太冷了，它們受不了。生物圈二號內的生物學家琳達·利很傷感，她想，如果早點把它們放出來，說不定它們能自己找到一個溫暖的藏身角落。此時，人類成了懊悔的神。而且，命運始終具有諷刺意味。在係統封閉之前，三隻英國麻雀偷偷地溜進來，成了不速之客，在這裏快樂地生活。利抱怨說，麻雀既傲慢又吵鬧，甚至一意孤行、粗魯不堪，而藍帶雀優雅、安寧，是悠揚的歌唱家。
斯圖爾特·布蘭德有一次在電話裏刺激琳達：“你們這些人怎麽回事？為什麽不順其自然呢？留著麻雀吧，別再想那些藍帶雀了！”布蘭德極力推薦進化論：找到活下來的生物，任其自然繁殖。讓生物圈告訴你自己要向何處發展。利坦白地說：“第一次聽斯圖爾特這麽說時，我被嚇了一跳，不過，我越來越讚同他的說法。”問題是，不速之客不僅隻有麻雀，還有生長在人工熱帶大草原上的霸道的藤蔓，沙漠上的熱帶草原草，無處不在的螞蟻，以及其他不請自來的生物。
城市化導致邊緣物種[5]的出現。當今世界分裂成一個個的小斑塊；存留下來的荒野則被分割成島嶼；那些能夠繁衍生息的物種最適合在斑塊間的區域茁壯成長。而生物圈二號就是各種邊緣地帶的緊縮合集。它單位麵積所包含的生態邊緣比地球上任何一個地方都要多。不過它既沒有所謂的中心地帶，也沒有幽暗的地下世界。歐洲的大部分地區以及亞洲的許多地方，還有北美洲東部都正在逐漸顯露出這個特點。邊緣物種都是些機會主義分子：烏鴉、鴿子、老鼠和雜草，它們在世界各地的城市邊緣隨處可見。
林恩·馬基莉斯，這位直言不諱的鬥士、蓋亞理論的合著者，在生物圈二號封閉以前就對它的前景作出了預言。她告訴我：“這個係統最終將被‘城市野草’所覆蓋。”“城市野草”是指那些活躍在人類製造出來的一塊塊棲息地邊緣的各種動、植物，它們隨遇而安。而生物圈二號正是最典型的斑塊化的荒野。根據馬基莉斯的推測，當你最終打開生物圈二號大門的時候，你會發現裏麵到處都是蒲公英、麻雀、蟑螂和浣熊。
人類的任務就是防止這一切的發生。利說：“如果我們不幹預的話——就是說，沒有人鏟除那些過於成功的物種，那麽我相信生物圈二號可能會朝林恩·馬基莉斯預言的方向發展：最終成為狗牙草和綠頭鴨的世界。不過，因為我們在做有選擇的砍伐，我想，這種結果不會發生，至少在短期內不會。”
我個人心存疑惑，不知道生物圈人能否操控由3800個物種自然生成的生態係統。在最初的兩年裏，雲霧繚繞的沙漠變成了霧氣籠罩的灌木叢——其濕度高於預期，草兒們喜歡這裏。瘋長的牽牛花藤越過了雨林的天蓬。為了能按自己的心願發展，這3800個物種采取迂回、智取、暗箱操作等各種戰術，一步步瓦解了生物圈人想要成為“關鍵捕食者”的目標。那些隨遇而安的物種十分有韌勁。何況天時、地利、人和俱在，它們怎麽會走呢？
有彎喙矢嘲鶇為證。有一天，一位來自美國魚類和野生動物部門的官員出現在生物圈二號的玻璃窗外。藍帶雀的死亡上了電視新聞，動物權益活動家們不停地撥打他辦公室的電話，希望他能夠履行職責前來審查，看看生物圈二號裏的藍帶雀是不是他們從野外捕獲並帶到那裏致死的。生物圈人向這名官員出示了收據和其他證明文書，證明已故的藍帶雀不過是籠養的店售寵物，其身份符合野生動物部門的規定。“順便問一句，你們這裏還有什麽其他種類的鳥？”他問他們。
“現在隻有一些英國麻雀外加一隻彎喙矢嘲鶇。”
“你們有沒有飼養矢嘲鶇的許可證？”
“呃，沒有。”
“你們應該知道，根據《候鳥協定》，圈養矢嘲鶇是違反聯邦法律的。如果你們故意圈住它，我必須給你們開一張傳票。”
“故意？不，你誤會了。它是一名偷渡客，我們想方設法要把它趕出去，也試過利用一切能夠想到的辦法來誘捕它。以前我們沒想讓它進來，現在也不想讓它留在這裏。它吃了我們的蜜蜂、蝴蝶，還有一切它找得到的昆蟲。如今，昆蟲已經所剩無幾了。”
狩獵監督官和生物圈人在厚厚的氣密玻璃兩側麵對麵地交談。盡管他們近在咫尺，卻需要通過步話機談話。這場夢幻般的對話仍在繼續。生物圈人說：“瞧，即使我們把它抓住了，也沒法把它放出去。我們還要被封閉在這裏一年半呢。”
“噢。嗯，我知道了。”監督官停了一下，“那好，既然你們不是有意把它圈起來的，那我就給你們發一張圈養矢嘲鶇的許可證，你們可以在開啟係統以後，再把它放出來。”
有沒有人願意打賭它永遠也不會出去？
順其自然就好。不同於脆弱的藍帶雀，精力充沛的麻雀和倔強的矢嘲鶇都愛上了生物圈二號。矢嘲鶇自有它迷人的魅力。清晨，它的妙曼歌聲飄越荒野；白天，它為勞動中的“關鍵捕食者”們喝彩。
生物圈二號裏自行交織在一起的雜亂生物都在奮力抗爭。這是一個共同進化的世界，生物圈人不得不和這個世界一起進化。而生物圈二號正是專為測試一個封閉係統如何共同進化而建造的。在一個共同進化的世界裏，動物棲居的大氣環境及物質環境和動物本身一樣，適應性越來越強，也越來越栩栩如生。生物圈二號是一個試驗工作台，用來揭示環境如何統治浸入其中的生物，以及生物如何反過來支配環境。大氣是極為重要的環境因素，大氣產生生命，而生命也產生大氣。結果表明，生物圈二號這個透明的玻璃容器是觀察大氣和生命交互作用的理想場所。 9.3 有意的季節調配
在這個密閉程度高於任何nasa太空艙數百倍的超級密封世界裏，大氣中充滿了驚喜。首先，空氣純淨得出人意料。在以往的封閉棲息地和類似nasa航天飛機這樣的高科技封閉係統中，微量氣體累積的問題實在令人頭疼，而這片荒野的集體呼吸作用卻消除了這些微量氣體。某種未知的平衡機製（很可能是由微生物引起的）淨化了這裏的空氣，使生物圈二號裏的空氣比迄今為止任何空間旅行器中都要幹淨得多。馬克·尼爾森說：“有人算過，為了保證一名宇航員能在太空艙裏生存，每年約需花費1億美元，而其居住環境卻惡劣得令人難以想象，甚至不如貧民區。”馬克跟我提到他的一個熟人，說她曾經有幸迎接返航的宇航員。他們做著開艙準備的時候，她正激動地站在攝像機前麵等著。他們打開了艙門，一股難聞的氣味撲麵而來，她吐了起來。馬克說：“這些家夥真是英雄，居然在這麽差的環境下撐了過來！”
兩年中，生物圈二號內的二氧化碳含量時高時低。有一次，連續6天陰天，二氧化碳的含量高達3800ppm[6]。讓我們來看一組形象的對比數字：外部環境中的二氧化碳含量通常保持在350ppm左右；鬧市區的現代化辦公室內，二氧化碳含量可能會達到2000ppm；潛艇在開啟二氧化碳“淨化器”以前，允許艇內的二氧化碳含量達到8000ppm；nasa航天飛機空氣中二氧化碳的“正常”含量是5000ppm。相比之下，生物圈二號在春季裏日均1000ppm的二氧化碳含量已經相當不錯了；二氧化碳含量的波動也完全處於普通城市生活環境的變動範圍內，人體幾乎難以察覺。
不過，大氣中二氧化碳含量的波動確實影響到了植物和海洋。在二氧化碳含量高得令人緊張的那幾天，生物圈人擔心空氣中增加的二氧化碳會溶解在溫暖的海水中，增加水中的碳酸比例，降低水的ph值，傷害到新近移植過來的珊瑚。生物圈二號的部分使命就是了解二氧化碳的增加對生態的進一步影響。
地球大氣的成分似乎在變化，這引起了人們的注意。但是，我們隻能肯定它在變化，除此以外，我們對這種變化的表現幾乎一無所知。曆史上僅有的精確測量隻與一個因素有關——二氧化碳。有關數據顯示，近30年來，地球大氣層的二氧化碳含量在加速上升。繪製此曲線圖的是一位堅持不懈、孤身作戰的科學家——查爾斯·基林。1955年，基林設計了一台儀器，可以用來測量任何環境中的二氧化碳含量，從煤煙熏黑的城市屋頂，到原始荒蕪的森林。基林像著了魔似的去每一個他認為二氧化碳含量可能有所變化的地方測量。他不分白天黑夜地測量，還發起了在夏威夷山頂和南極不間斷測量二氧化碳含量的工作。基林的一位同事告訴記者：“基林最與眾不同之處在於，他有測量二氧化碳含量的強烈願望。他無時無刻不在想著這件事，不論是大氣中的還是海洋中的二氧化碳含量，他都想測量。他畢生都在做這件事。”直到今天，基林仍然在世界各地進行著二氧化碳含量的測量工作。
基林很早就發現，大氣中的二氧化碳含量每天都呈周期性變化。晚上，植物停止了一天的光合作用，空氣中的二氧化碳含量明顯增高；晴天的下午，由於植物全力將二氧化碳轉化為營養物質，會使二氧化碳含量達到低點。幾年後，基林觀察到了二氧化碳的第二個周期：南北半球的季節性周期，夏低冬高，其原因與日周期的形成一樣，都是因為綠色植物停止了捕食二氧化碳。而基林的第三個發現則將人們的關注集中到大氣動態的變化上。基林注意到，不論何時何地，二氧化碳的最低濃度永遠也不會低於315ppm。這個閾值就是全球二氧化碳含量的背景值。此外，他注意到，該閾值每年都會升高一些，到如今，已經達到350ppm。最近，其他研究人員在基林一絲不苟的記錄中發現了二氧化碳的第4個趨勢：其季節性周期的幅度在不斷增大。仿佛這個星球一年呼吸一次，夏天吸氣，冬天呼氣，而且它的呼吸越來越沉重。大地女神到底是在深呼吸，還是在喘息？
生物圈二號是微縮的蓋亞，是一個自我閉合的小世界，有由生活於其中的生物所創造的微型大氣環境。這是第一個完整的大氣/生物圈實驗室。它有機會解開有關地球大氣工作機理的科學謎題。人類進入這個試管，是為了預防實驗崩潰，幫助它避過一些顯而易見的危機。我們其餘的人雖然在生物圈二號外麵，卻身處地球這個大試管裏麵。我們胡亂地改變著地球大氣，卻根本不知道如何控製它，不知道它的調節器在哪裏，甚至不知道這個係統是否真的失調，是否真的處於危機之中。生物圈二號可以為我們提供解答所有這些問題的線索。
生物圈二號的大氣相當敏感，即使隻是一片雲飄過，二氧化碳的指針也會翹起。陰影在瞬間減緩植物的光合作用，會暫時阻斷二氧化碳的吸入，並且立刻在二氧化碳計量表上反映出來。在局部多雲的日子裏，生物圈二號的二氧化碳曲線圖上會顯示出一連串的尖峰信號。
盡管在過去十年裏大氣中的二氧化碳水平得到了全麵關注，而且農業學家也仔細研究了植物中的碳循環，但是地球大氣中碳的去向依然是一個謎。氣候學家們普遍認為，當今時代，二氧化碳含量的增長和工業人類燃燒碳的速率相匹配。這種單純的對應忽略了一個令人震驚的因素：經過更精確的測量之後，我們發現，現在地球上燃燒的碳隻有一半留在大氣中，增加了二氧化碳濃度，另一半卻消失不見了！
有關碳失蹤的理論很多，占主導地位的有三個：（1）溶入海洋，以碳雨的形式沉降到海底；（2）被微生物儲存到泥土中；（3）最具爭議的理論是：失蹤的碳刺激了草原的生長，或者變身為樹木，其規模隱秘而巨大，我們還無法對其進行測量。二氧化碳是公認的生物圈中的有限資源。當二氧化碳含量為350 ppm時，其濃度百分比隻有微弱的0.03%，僅僅是一種示蹤氣體。陽光普照下的一片玉米地，不到五分鍾就可以耗盡離地三英尺範圍內的二氧化碳。二氧化碳水平的微小增加也能顯著地提升生物量[7]。根據這個假說，在還沒有被我們砍伐殆盡的森林裏，樹木正因為大氣中的二氧化碳“肥料”增加了15%而快速“增重”，其速率甚至可能比別處破壞樹木的速率都要快得多。
到目前為止的證據都讓人困惑不解。不過，1992年4月《科學》雜誌發表了兩篇研究報告，宣稱地球上的海洋和生物圈確實可以按照需求的規模來貯存碳。其中一篇文章顯示，盡管受到酸雨和其他汙染物質的負麵影響，但是自1971年以來，歐洲森林新增了25%以上的木材量。不過，想要詳細地審查全球的碳收支並非易事。鑒於我們對全球大氣的無知，生物圈的試驗就給我們帶來了希望。在這個密封的玻璃瓶裏，在相對受控的條件下，我們可以探索動態的大氣和活躍的生物圈之間的聯係。
在生物圈二號封閉之前，其空氣、土壤、植物以及海裏的碳含量都被仔細地測量過。陽光激發光合作用後，一定量的碳就從空氣中轉移到了生物體內。於是，每收獲一種植物，生物圈人都煞費苦心地為其稱重並記錄下來。他們可以通過微小的幹擾來觀察碳分布是如何變化的。比如，當琳達·利以一場人工夏日雨“刺激熱帶草原”時，生物圈人就同時測量底層土、表層土、空氣和水等各個範圍的碳水平。在兩年結束時，他們繪製了一張極其詳盡的圖表，標明了所有的碳分布點。他們還通過保存幹燥的葉片樣本，記錄其中自然產生的碳同位素的比例變化，來追蹤碳在這個模擬世界中的運動軌跡。
碳隻是其中的一個謎。而另一個謎更奇怪。生物圈二號裏的氧氣含量比外麵要低，從21%降低到15%，氧氣含量下降了6%。這相當於把生物圈二號遷移到海拔更高、空氣更稀薄的地方。西藏拉薩的居民就生活在類似的低氧環境中。生物圈人因而體驗到頭痛、失眠和易於疲倦。盡管不是災難性事件，但是氧含量下降仍令人感到困惑。在一個密閉的瓶子裏，消失的氧氣去了哪裏呢？
和碳的失蹤不一樣，人們完全沒有預料到生物圈二號裏的氧氣會失蹤。有推測說生物圈二號裏的氧被固鎖在了新近改造過的泥土中，可能被微生物生成的碳酸鹽捕獲了。要麽，可能被新拌的混凝土吸收了。在對科學文獻的快速檢索中，生物圈的學者們發現有關地球大氣中氧含量的數據少得可憐。目前僅知的（但幾乎沒有報道過）事實是，地球大氣中的氧很可能也在消失！沒有人知道原因，也不知道少了多少。頗有遠見的物理學家弗裏曼·戴森說：“我很震驚，全世界的民眾竟然都默不做聲，沒有人想要了解我們消耗氧氣的速度有多快。”他是為數不多的提出這個問題的科學家之一。
那麽，為什麽要止步於此呢？一些觀察生物圈二號試驗的專家建議，下一步應該追蹤氮的來源和去向。盡管氮是大氣中的主要成分，人們對它在大循環中的作用也隻是略知一二。與碳和氧一樣，目前對它的了解都來自於還原論者的實驗室實驗或計算機模型。還有一些人提議，下一步生物圈人應該測定鈉元素和磷元素。生物圈二號對科學做出的最重要貢獻可能就是提出了關於蓋亞和大氣的很多重要問題。
當生物圈內的二氧化碳含量首度急遽上升時，生物圈人采取了對抗措施來限製二氧化碳的上升。“有意的季節調配”是平衡大氣的主要方法。選一片幹燥的、休眠中的熱帶草原、沙漠或荊棘叢，通過升高溫度來喚醒它進入春天。很快，葉芽紛紛隆起。然後再降一場大雨。嘭！四天之內所有的植物都爆發出枝葉和花朵。被喚醒的生物群落貪婪地吸收著二氧化碳。一旦喚醒這個生態群落，就可以通過修剪老齡枝條來促發新枝，消耗二氧化碳，讓它在原本休眠的時間內保持活躍的狀態。正如利在第一年的深秋時寫到的：“冬日漸短，我們必須做好應對光照減少的準備。今天，我們修剪了雨林北部的邊緣地帶，以促使其快速生長——這是一項日常的大氣管理工作。”
這些人通過“二氧化碳閥門”來管理大氣。有時候他們會反過來做：為了向空氣中充入二氧化碳，生物圈人把早先修剪下來的幹草拖出來，鋪在地麵上並弄濕。細菌在把它們分解的過程中就會釋放出二氧化碳。
利把生物圈人對大氣的幹預稱為“分子經濟”。他們在調節大氣的時候，可以“把碳安全地儲存在我們的賬戶裏，等到來年夏日變長、植物生長需要它的時候，再把它取出來”。那些地下室就扮演著碳銀行的角色，修剪下來的枝條都堆放在那裏並被晾幹。需要的時候就把這些碳借貸出去，大多時候伴隨著水。生物圈二號中的水從一個地方奔向另一個地方，非常像聯邦政府用來刺激地區經濟的支出手段。把水灌到沙漠，二氧化碳含量就降低；把水澆到幹枯的草墊上，二氧化碳含量就增加。在地球上，我們的碳銀行就是阿拉伯沙漠地下的石油，但是我們所做的卻隻是消費。
生物圈二號將漫長的地質時間壓縮在了幾年裏。生物圈人對碳存儲和碳釋放的“地質”調節過程進行擺弄的目的，正是期望能夠對大氣進行粗略的調整。他們擺弄海洋，降低其溫度，調整含鹽滲透液的回流，稍稍改變它的ph值，他們還同時對其他上千種變量進行推斷。利說：“正是這上千種變量使得生物圈二號係統極具挑戰性，其表現也離經叛道。我們中的大多數人平時被教導的都是不要同時考慮哪怕是兩個變量。”生物圈人希望，幸運的話，第一年就能通過一些精心選擇的重要舉措緩和大氣和海洋初始的狂野震蕩。他們將充當輔助輪[8]，直至這個係統在全年裏都可以隻依賴太陽、季節、植物和動物的自然活動就保持自己的平衡。到那個時候，係統就“冒出”了。
“冒出”是海水養魚愛好者的行話，用來描述一個新魚缸在經過曲折漫長的不穩定時期之後，突然穩定下來的情形。像生物圈二號一樣，海水魚缸是一個精致的封閉係統，它依賴於看不見的微生物來處理較大動植物排泄的廢物。正如戈麥斯、弗爾薩姆、皮姆在他們的小世界中所發現的，一個穩定的微生物群落的成型可能需要60天的時間。在魚缸裏，各種細菌需要幾個月時間構建食物網，讓自己在新魚缸的礫石中安頓下來。隨著更多的生命物種慢慢加入這個未成熟的魚缸，水環境極易陷於惡性循環。如果某種成分超量（比如說氨），就會導致一些生物死亡，而生物腐爛又會釋放更多的氨、殺死更多的生物，進而迅速引發整個群落的崩潰。為了讓魚缸能夠平穩地通過這段極敏感的不平衡期，養魚愛好者會通過適當的換水、添加化學藥品、安裝過濾裝置以及引入其他穩定魚缸裏的細菌等手段來柔和地刺激這個生態係統。經過6周左右的微生物層麵上的互相遷就——在此期間新生群落一直徘徊在混沌的邊緣——突然，係統在一夜之間“冒出”來了，氨氣迅速歸零。它現在可以長久地運轉下去了。係統一旦“冒出”，其自立、自穩定程度就更高，也就不再需要初創時所需的人為扶持。
有趣的是，一個封閉係統在“冒出”前後的兩天裏，其所處的環境幾乎沒有什麽變化。除了能做點“保姆”的工作外，你能做的往往隻有等待。等待它發育，成熟，長大，發展。海水養魚愛好者建議說：“不要著急，不要在係統自組織的時候就急著催它孕育。你能給它的最重要的東西就是時間。”
兩年以後，生物圈二號仍然綠意盎然，它正在成熟。它經曆了需要“人為”照料使之安定下來的狂野的初期振蕩。它還沒有“冒出”。也許還要幾年（甚或幾十年）才能“冒出”——假使它可以並且能夠冒出的話。這正是這個實驗的目的。
我們還沒有真正注意到，但是我們可能會發現，所有複雜的共同進化係統都需要“冒出”。生態係統恢複者，如恢複大草原的帕卡德和恢複楠薩奇島的溫蓋特，似乎都發現，可以通過逐漸提高複雜性來重組大型係統；一旦一個係統達到了穩定水平，它就不會輕易地趨向於倒退，仿佛這個係統被新的複雜性帶來的凝聚力所“吸引”。人類組織，比如團隊和公司，也顯示了“冒出”的特征。某些輕微的助力——新加入進來的合適的管理者，巧妙的新工具——可以馬上把35個勤奮而有能力的人組織成一個富有創造力的有機體，並取得遙遙領先的成功。隻要我們利用足夠的複雜性和靈活性來製造機器和機械係統，它們也會“冒出”。 9.4 生命科學的回旋加速器
就在生物圈的草原、森林、農場以及生物圈人的居所之下，藏有生物圈二號的另一副麵孔：機械的“技術圈”。“技術圈”的存在正是為了協助生物圈二號“冒出”。在這片荒野的幾處地方，有盤旋向下的樓梯通向塞滿各種設備的洞穴狀地下室。那裏有手臂般粗細、以顏色編碼的管道，順牆蜿蜒50英裏。還有如電影《巴西》[9]中的巨大的管道係統，綿延數英裏的電子線路，布滿重型工具的工作間，擠滿脫粒機和碾穀機的走廊；備件架、開關盒、儀表盤、真空鼓風機、200多部馬達、100台水泵、60個風扇。恍若潛水艇的內部，又仿佛摩天大樓的背麵部分。這片地盤為工業“廢墟”所占有。
技術圈支撐著生物圈。巨大的鼓風機每天要把生物圈二號的空氣循環好幾次；重型水泵抽排雨水；造波機的馬達不分晝夜地運行；各種機器嗡嗡作響。這個毫無掩飾的機器世界不是在生物圈二號外麵，而是在它的肌體內，就像是骨骼或軟骨，是一個更大有機體的不可分割的部分。
譬如說，生物圈二號的珊瑚礁離開了藏有藻類清潔器的地下室就不能存活。清潔器是個桌子大小、布滿藻類的淺塑料盤。照亮整個房間的是鹵素太陽燈，和展覽館內為人工珊瑚礁照明用的燈一樣。事實上，清潔器就如同生物圈二號內珊瑚礁的機械腎髒。它們與池塘過濾器淨化水質的功能相仿。藻類消耗珊瑚礁排泄出來的廢物，在強烈的人工陽光下迅速增殖成粘稠的綠毯子。綠色的粘絲很快就會堵塞清潔器。就像水池或魚缸的過濾器一樣，每隔十天就需要有個倒黴蛋來把它刮幹淨，這是那8個人的另一個工作。清洗藻類清潔器（清潔下來的東西成為肥料）是生物圈二號裏最不討好的工作。
整個係統的神經中樞是生物圈二號的電腦控製室，主持工作的“人工大腦皮層”則由周圍的電線、集成電路片以及傳感器構建而成。一個軟件網絡對設施中的每個閥門、每條管道、每部馬達都進行了仿真。方舟裏的任何風吹草動——無論是自然的還是人工的，很少能逃過分布式計算機的知覺。生物圈二號就如同連為一體的怪獸。空氣、土壤和水中的約百種化學成分都被不間斷地測量。生物圈二號的管理機構sbv寄望於從該項目中剝離出一種潛在的盈利技術——精密的環境監控技術。
馬克·尼爾森說過，生物圈二號是“生態和技術的聯姻”，他是對的。這正是生物圈二號的動人之處——它是一個生態技術的極佳範例，是自然和技術的共棲。我們並不太了解如何在沒有安裝水泵的情況下構建生物群落，但是在水泵的輔助下，我們能夠嚐試著將係統建立起來並且從中學習。
在很大程度上，這是個學習新的控製機製的過程。托尼·博格斯表示：“nasa追求的是對資源利用的優化。他們選中小麥，就對小麥的生產環境進行優化。但問題是，當把一大堆物種放在一起時，你不可能分別優化每一個物種，你隻能對整體進行優化。如果依次優化的話，你就會變得依賴於工程控製。sbv希望能夠以生態控製取代工程控製，最終也會降低成本。你也許會失去生產過程中的某些最優性，但卻擺脫了對技術的依賴性。”
生物圈二號是一個用於生態實驗的巨大燒瓶，對環境的控製需要比野外實驗所能（或應該）做到的更多。我們可以在實驗室裏研究個體生命。但是要想觀察生態生命和生物圈生命就需要一個更加龐大的空間。在生物圈二號裏麵，我們可以很有把握地引入或剔除一個單獨的物種，並確信其他的物種不會受到改變——這都是因為這個空間足夠大，能產生某種“生態的”東西。約翰·艾倫說：“生物圈二號是生命科學的回旋加速器。”
或許生物圈二號真的是一個更好的諾亞方舟，一個大籠子裏的未來動物園。在那裏，包括自詡為智人的觀察者在內的一切事物都可以順其自然地發展。物種們無拘無束，並與其他物種一起共同進化出任何可能的結局。
與此同時，那些夢想駕馭太空的人們把生物圈二號視為脫離地球神遊銀河係的一個務實步驟。從空間技術的角度看，生物圈二號是自登月以來最震撼人心的進展。而nasa不僅在概念階段就對此冷嘲熱諷，更是自始至終都拒絕施以援手。最終他們不得不吞下高傲的苦果，承認這個實驗確實有所收獲。失控生物學有了自己的位置。
所有這些意義，其實都是某種演變的宣示。多裏昂·薩根[10]在其著作《生物圈》裏對此做了精辟的描述： <blockquote>
這些被稱為生物圈的“人造”生態係統歸根結底也是“自然的”——它是一種行星尺度上的現象，屬於生命整體上可複現的奇特表現的一部分……我們正處在行星演變的第一個階段……在這個階段明確無疑的是要複現個體——既不是微生物，也不是植物或動物，而是作為一個整體的、鮮活的地球……
是的，人類卷入了這場複製，但難道昆蟲沒有參與花的複製嗎？鮮活的地球現在依靠我們和我們的工程技術來完成其複現，但這並不能否定，表麵上為人類搭建的生物圈，實際上代表的是行星尺度內的生物係統的複製……
什麽算是明確的成功？8個人住在裏麵兩年？那麽十年，或者一個世紀又怎麽樣呢？事實上，生物圈的複現——那個在內部回收和再造人類生活所需一切的棲息地——開啟了某種我們無法預知其結局的東西。 </blockquote>
當一切運轉順利、能騰出時間自由幻想時，生物圈人可以想想，這個係統將會走向哪裏？下一步是什麽？是一個南極生物圈二號綠洲？還是一個更大的生物圈二號，裏麵有更多的蟲子、鳥類和漿果？最有趣的問題可能是：生物圈二號到底能有多小？日本人是微縮化的大師，他們如癡如醉地迷戀上了生物圈二號。日本的一個民意調查顯示，超過50%的人口認同這項實驗。對於這些生活於幽閉的方尺之居以及孤零零的島嶼上的人們來說，微型生物圈二號似乎相當有魅力。事實上，日本的一個政府部門已經公布了一項關於生物圈j的計劃。據他們所說，這個“j”代表的不是日本，它代表的是junior，意即更微小。官方草圖顯示了由一個個房間構成的小雜院，由人造光源照明，內裏塞滿了緊湊的生態係統。
建造生物圈二號的生態技術學家們已經理清了一些基本技巧。他們知道如何密封玻璃，如何在非常小的麵積裏更替種植作物，如何回收自己的排泄物，如何平衡大氣，如何適應無紙生活，以及如何在其中和睦相處。這對任何規模的生物圈來說都是一個很好的開端。將來還會出現各種規模、各種類型的生物圈二號，可以容納各種各樣的物種組合。馬克·尼爾森告訴我：“將來，生物圈會在無數個方向上開枝散葉。”並且他認為，規模各異、組合不同的生物圈就仿佛是不同的物種，為開疆拓土而爭鬥，為共享基因而結合，以生物有機體的方式雜交。它們會在星球上安家落戶。地球上的每個城市中也都應該擁有一個用於實驗和教學的生物圈。 9.5 終極技術
1991年春天的一個晚上，由於某個管理上的疏忽，我被一個人留在了快要完成的生物圈裏。當時，建築工人已經收工回家，sbv的員工正在關閉山頂上的照明燈，隻有我一個人呆在蓋亞的第一代後裔裏麵。這裏靜得離奇，仿佛置身於一座大教堂中。我在農業群落中遊蕩，可以隱隱聽見遠處大海傳來沉悶的砰砰聲，那是造波機每隔12秒湧起一個波浪時發出的撞擊聲。造波機吸進海水，再吐出來形成波浪。正如琳達·利所說，在造波機附近聽到的聲音就像灰鯨噴氣的聲音。站在園林裏，那遠遠傳來的低沉呻吟，聽起來如同西藏喇嘛在地下室裏吟唱誦經。
外麵，是黃昏時刻的褐色沙漠。裏麵，是充滿生機的綠色世界——高高的草叢，漂浮在盆中的海藻，成熟的蕃木瓜，魚兒騰躍濺起的水珠。我呼吸著植物的氣息，那是一種在叢林和沼澤中聞得到的濃濃的植物味。大氣緩緩地流動；水不斷地循環；支撐起這個空間的框架逐漸冷卻，發出嘎嘎的聲音。這片綠洲生機勃勃，卻寂靜無聲，一切都在靜靜地忙碌著。這裏看不到人影。但是，某些事物正在一起上演，我能夠體會到生命共同進化中的“共同”二字。
太陽快要下山了。柔和而溫暖的陽光照在這座白色大教堂上。我想，我可以在這兒住一陣子。這裏有一種空間感，是一個溫暖舒適的洞穴，而晚上則依然會向星空開放，成為一個孕育思想的地方。馬克·尼爾森說：“如果我們真想在太空中過人類一樣的生活，那麽我們就必須學會如何建立生態圈。”他說，在蘇聯的太空實驗室裏，那些無暇做無聊事情的大男子們從床上飄起後做的第一件事，就是侍弄小小的豌豆苗“實驗”。這種和豌豆的密切關係對他們來說至關重要。我們都需要其他生命。
如果在火星上的話，我隻會生活在人造生物圈裏。而在地球，生活在人造生物圈裏卻是一項崇高的實驗，隻有那些先驅者才會去做。我能想象，這給人一種生活在一個巨大試管裏的感覺。在生物圈二號裏，我們將學到有關地球、我們自己以及我們所依賴的無數其他物種的大量知識。我堅信，有朝一日，我們在這裏所學的知識必將用在火星或月球上。事實上，它已經教會我這個旁觀者，要像人類一樣生活就意味著要和其他生命一起生活。我的內心已經不再擔心，機器技術將替代所有生物物種。我相信，我們會保留其他的物種，因為生物圈二號幫助我們證明了，生命就是技術。生命是終極技術。機器技術隻不過是生命技術的臨時替代品而已。隨著我們對機器的改進，它們會變得更有機，更生物化，更近似生命，因為生命是生物的最高技術。總有一天，生物圈二號中的技術圈大多會由工程生命和類生命係統替代。總有一天，機器和生物間的差別會很難區分。當然，“純”生命仍將有它自己的一席之地。我們今天稱之為的生命將依然是終極技術，因為它具有自治性——它能夠自立，更重要的是，它能夠自主學習。任何種類的終極技術都必然會贏得工程師、公司、銀行家、幻想家以及先行者們的支持——而他們都曾經被視為純生命的最大威脅。
在這片沙漠中停泊的玻璃宇宙飛船被稱為生物圈，因為其中貫穿著生物圈邏輯。生物圈邏輯（生物邏輯，生物學）正在融合有機體和機械。在生物工程公司的廠房裏和神經網絡計算機的芯片內，有機體和機器正在融合。不過，沒有哪處能夠把生物和人造物的聯姻像在生物圈二號容器中那樣呈現得淋漓盡致。哪裏是合成珊瑚礁的終點，哪裏又是嘩啦作響的造波機的起點？哪裏是處理廢物的沼澤的起點，哪裏又是廁所排水管的終點？控製大氣的究竟是風扇還是土裏的蟲子？
生物圈二號之旅收獲的大都是疑問。我在裏麵興致勃勃地呆上幾個小時，就得到了需要考慮許多年的問題。足夠了。我轉動氣塞門上的巨大把手，走出安靜的生物圈二號，走進黃昏的沙漠。如果能在裏麵呆上兩年的話，那一定會充實整個人生。
[1] 關鍵捕食者（keystone predators）：指生物群落中，處於較高營養級的少數物種，其取食活動對群落的結構產生巨大的影響，稱關鍵種，關鍵捕食者或稱頂級捕食者，去除後會對群落結構產生重大影響。
[2] 生態位（ecological niche）：又稱小生境，是一個既抽象而含義又十分廣泛的生態學概念，主要是自然生態係統中種群在時間、空間上的位置及其與相關種群之間的關係。1910年，美國學者r·h·約翰遜第一次在生態學論述中使用生態位一詞。
[3] 史密森尼（smithsonian）：這裏指史密森尼學會位於美國華盛頓地區的博物館群。
[4] 奧薩博島豬（ossabaw ind pig）：生活在美國喬治亞州海岸對過不遠的奧薩博島，由400年前從西班牙引進、逃入島東南樹林的豬種野化繁衍而成，屬瀕危豬種。其特點為：矮小，耳尖，喙長，皮厚，脂肪多，有黑、斑點黑、白、紅、褐5種顏色，保有西班牙豬種的遺傳特征。為適應該島春季食物短缺的生態，該豬種形成了獨特的脂肪代謝係統，並在儲存大量脂肪的同時，患有低度、非胰島素依賴的糖尿病，是醫學實驗的理想品種。
[5] 邊緣物種：指生活於群落交錯區裏的生物。
[6] ppm：衡量空氣中某種氣體密度的單位，指100萬體積空氣中某種氣體所占的體積。
[7] 生物量（biomass）：生態學術語，指某一時刻單位實存生活的有機物質總量。
[8] 輔助輪（training wheels）：附加於自行車後輪邊的兩個輪子，用來幫助初學者找到平衡的感覺。
[9] 電影《巴西》（brazil）：又譯《妙想天開》，科幻片，1985年上映，講述在未來資訊管控的時代中，一個政府部門的小人物為了調查“漏洞”引起的冤案而與國家機器乃至其自身相抗爭的故事。
[10] 多裏昂·薩根（dorion sagan）：美國科技作家，寫了很多進化論方麵的書。多裏昂·薩根為卡爾·薩根與瑪格麗絲的兒子，從1981年開始與母親瑪格麗絲合作發表文章。
“我覺得自己仿佛身處遙遠的太空。”羅伊·沃爾福德通過視頻連線對記者說。自1991年9月26日至1993年9月26日，方舟進行了首次為期兩年的封閉實驗，羅伊是當時住在生物圈二號裏的人之一。在那段時間裏，8個人，或者說是8個生物圈人，斷絕了與地球上一切其他生命的直接聯係，遠離了由生命推進的所有實實在在的物質流，他們在袖珍蓋亞中構建了一個與世隔絕的、自治的生命圈，並生活在其中。他們仿佛住進了太空。
沃爾福德身體健康，但是卻奇瘦無比，給人吃不飽飯的感覺。在那兩年裏，所有的生物圈人都沒有吃過飽飯。他們的超微型農場一直受到蟲害的困擾。由於他們不能向這些肆虐的小動物噴灑農藥——否則稍後就得飲用蒸餾過的水了，所以他們隻能忍饑挨餓。絕望的生物圈人曾一度匍匐在馬鈴薯的壟溝，用便攜式吹風機驅趕葉片上的小蟲，但是沒有成功。結果，他們總共失去了5種主食作物。其中一位生物圈人的體重更是從208磅驟減至156磅。不過，他為此做了充分的準備，隨身帶了幾件剛來時穿還嫌太小的衣服。
一些科學家認為，一開始就讓人類生活在生物圈二號中並不是最有效的方式。他們的自然學家顧問彼得·沃肖爾說：“作為一名科學家，我更讚同第一年隻把最底層的兩三種生物封閉其中：放入單細胞微生物以及更低等的生物。我們就可以觀察這個微生物小宇宙是如何調節大氣的。接下來，再把所有東西都放進去，把係統封閉一年，比較其間的變化。”一些科學家認為，難以伺候的現代人類根本就不應該進入生物圈二號，人類在裏麵僅僅是增添了一些娛樂色彩。還有許多科學家確信，相比於發展人類在地球以外生存技術的實用目標，生態研究毫無意義。為了評判在這個項目的科學意義和進程安排上的對立觀點，生物圈二號的資助者艾德·巴斯先生授權成立了一個獨立的科學顧問委員會。1992年7月，他們遞交了一份報告，肯定了這項實驗的雙重意義。報告闡述如下： <blockquote>
委員會認識到，生物圈二號工程至少能對兩大科學領域做出顯著貢獻。其一，讓我們了解封閉係統的生物地球化學循環。從這個角度來說，生物圈二號比以往所研究過的封閉係統都要大得多，也複雜得多。在以往的研究中，人類除去對係統進行觀察和測量外，並沒有必要出現在封閉係統中，因而其重要性也有所折扣。其二，讓我們獲得了在封閉的生態係統中維持人類生存和生態平衡的知識和經驗。綜上所述，人類的存在正是這項實驗的核心。 </blockquote>
作為後一種情況的例子，人類居住在封閉係統裏的第一年，就產生了一個完全出乎意料的醫學結果。對這群與世隔絕的生物圈人的常規血液測試表明，他們血液中的殺蟲劑和除草劑濃度增加了。因為生物圈二號裏任何一個環境因素都受到持續而精確的監控，可以說是有史以來受監控程度最嚴密的環境，所以科學家們知道這裏麵不可能存在任何殺蟲劑或是除草劑。他們甚至在一位曾經在第三世界國家生活過的生物圈人的血液裏，找到了美國20年前就禁止使用的殺蟲劑成分。根據醫生的推測，由於日常食物有限，生物圈人的體重大幅度下降，於是開始消耗過去儲存在體內的脂肪，導致幾十年前殘留在脂肪中的毒素釋放出來。在生物圈二號建成之前，精確測試人體內的毒素並沒有什麽科學意義，因為沒有辦法嚴格控製人們的飲食，甚或是呼吸的空氣和接觸的事物。但現在有了。生物圈二號不僅提供了一個精確追蹤生態係統中汙染物質流向的實驗室，也提供了一個精確追蹤汙染物在人體內流動的實驗室。
人體本身是一個巨大的複雜係統——盡管我們有先進的醫學知識，但是仍未被探明，我們隻能將其孤立於更加複雜的生命之外加以適當的研究。生物圈二號是進行這項研究的極好方式。但是科學顧問委員會卻忽略了載入人類的另一個理由，這個理由在重要性上堪比為人類進入太空做好準備；這個理由事關控製與輔助。人類將充當“通往思想之路的拇指”，成為初期到場的伴護，一旦過了那個階段，也就不需要人類了。封閉的生態係統一旦穩定下來，人類就非必不可少了，不過，他們可能有助於穩定係統。
譬如說，從時間成本的角度看，任何一位科學家也負擔不起這樣的損失：任由苦心經營多年才湧現出的生態係統隨時自行崩潰，不得不從頭再來。而生活在生態圈裏的人類可以將這個封閉係統從災難的邊緣拉回來；隻要他們測量並記錄下自己的所做所為，就不違背科學研究的宗旨。在很大程度上，生物圈二號這個人造的生態係統循自己的線路運行，當它滑向失控狀態，或者停止運轉時，生物圈人可助其一臂之力。他們與這個湧現出來的係統共享控製權。他們是副駕駛。
生物圈人共享控製權的方式之一，是起到“關鍵捕食者”[1]的作用——生態抑製的最後一招。超過生態位[2]的植物或動物數量都受到人類的“仲裁”，保持在合理的範圍內。如果薰衣草灌木叢生長過旺，生物圈人就手起刀落，把它們劈回到合適的密度。當熱帶稀樹草原上的草瘋長，擠占了仙人掌的生存空間，他們就拚命除草。事實上生物圈人每天要花幾個小時的時間在野地裏除草（還不算他們在莊稼地裏除草的時間）。阿迪說：“你想要建立多小的合成生態係統都隨你。不過，你建立的係統越小，人類作為操刀手的作用就越大，因為他們必須表現出比施加於生態群落上的自然力量更強大的力量。我們從自然獲得的施予令人難以置信。”
我們從自然中獲得的施予是令人難以置信的，這是參與生物圈二號的自然科學家們一次又一次發出的信息。生物圈二號最缺少的生態施予就是擾動。突如其來不合時宜的大雨、風、閃電、轟然倒下的大樹，出乎意料的事件，等等。正如同在那個迷你的“生態球”中一樣，不論是溫和也好還是粗暴也好，自然都需要一些變化。擾動對養分循環來說至關重要。突如其來的一場大火可以催生出一片大草原或者一片森林。彼得·沃肖爾說：“生物圈二號中的一切都是受控的，但是大自然需要狂野，需要一點點的混亂。用人工來產生擾動是一件昂貴的事情。另外，擾動也是一種溝通的方式，是不同的物種和不同的小生境間彼此打招呼的方式。諸如搖晃這樣的擾動，對於最大化小生境的效率來說也是必不可少的。而我們這裏沒有任何擾動。”
生物圈二號中的人類就是擾動之上帝、混亂之代表。作為駕駛員，他們有責任共同控製方舟，而從另一個角度講，他們也有責任不時製造一定的失控狀態，做個破壞分子。
沃肖爾負責在生物圈二號裏製造微型熱帶草原以及針對它的微小擾動。他說，熱帶草原在周期擾動的情況下進化，時不時地需要自然助力。熱帶草原上的植物都需要一些擾動，要麽經過火的洗禮，要麽遭到羚羊的啃噬。他說：“熱帶草原對擾動非常適應，以至於沒有了擾動，它就難以維持下去。”接著他開玩笑說，可以在生物圈二號的熱帶草原上立一塊標牌，上麵寫著“歡迎打擾”。
擾動是生態的必要催化劑，但是在生物圈二號這樣的人工環境中複製這樣的擾動卻不便宜。攪動湖水的造波機既複雜、嘈雜，又昂貴，還沒完沒了地失靈；更糟糕的是，它隻能製造非常規則的小波動——產生最小的擾動。生物圈二號地下的巨大風扇推動四周的空氣，模擬風的運動，但是這樣的風卻幾乎吹不動花粉。製造能夠吹動花粉的風昂貴得讓人咋舌，而火帶來的煙霧也會熏倒裏麵的人類。
沃肖爾說：“如果我們真的要把這個工程做得完美的話，就要為青蛙模擬雷電現象，因為大雨傾盆和電閃雷鳴能刺激它們繁殖。不過我們真正模擬的不是地球，而是在模擬諾亞方舟。事實上，我們要問的問題是，我們究竟可以切斷多少聯係，還能保證一個物種的生存？”
“還好，我們還沒有垮掉！”瓦爾特·阿迪輕聲笑道。盡管一直與世隔絕，接觸不到大自然的施予，他在生物圈二號創建的模擬珊瑚礁以及在史密森尼[3]的模擬沼澤地都還茁壯成長（某人曾對著它開大了水龍頭，使其經曆了一場暴風雨）。阿迪說：“隻要處置得當，它們是很難被殺死的——即便偶爾處置不當也沒關係。我的一個學生有一天晚上忘了拔掉史密森尼沼澤地的某個插頭，致使鹽水淹沒了主電路板，淩晨兩點的時候整個東西都炸飛了。直到第二天下午我們才修複了沼澤的抽水機，但是沼澤卻活下來了。我們不知道，如果我們被這麽折騰的話，能活多久。” 9.2 城市野草
生命在生物圈二號中不斷繁衍，生生不息。生態瓶裏肥沃富饒，生機勃勃。生物圈二號頭兩年誕生的幼崽中，最引人注目的是係統關閉後頭幾個月裏誕生的夜猴。兩隻非洲矮山羊孕育了5個小生命；奧薩博島豬[4]產下7隻小豬；一條格紋交錯的烏梢蛇在雨林邊緣淡黃色地帶迎來了她的3個小寶寶；蜥蜴把眾多的蜥蜴寶寶悄悄藏在了沙漠岩石下麵。
不過，所有的大黃蜂都死了。4隻蜂鳥也都死了。圍湖裏的一種珊瑚（總共有40支）也走向了“滅絕”，僅存一支。所有的藍帶雀還在過渡籠裏時就都死了，也許亞利桑那州異常多雲的冬天太冷了，它們受不了。生物圈二號內的生物學家琳達·利很傷感，她想，如果早點把它們放出來，說不定它們能自己找到一個溫暖的藏身角落。此時，人類成了懊悔的神。而且，命運始終具有諷刺意味。在係統封閉之前，三隻英國麻雀偷偷地溜進來，成了不速之客，在這裏快樂地生活。利抱怨說，麻雀既傲慢又吵鬧，甚至一意孤行、粗魯不堪，而藍帶雀優雅、安寧，是悠揚的歌唱家。
斯圖爾特·布蘭德有一次在電話裏刺激琳達：“你們這些人怎麽回事？為什麽不順其自然呢？留著麻雀吧，別再想那些藍帶雀了！”布蘭德極力推薦進化論：找到活下來的生物，任其自然繁殖。讓生物圈告訴你自己要向何處發展。利坦白地說：“第一次聽斯圖爾特這麽說時，我被嚇了一跳，不過，我越來越讚同他的說法。”問題是，不速之客不僅隻有麻雀，還有生長在人工熱帶大草原上的霸道的藤蔓，沙漠上的熱帶草原草，無處不在的螞蟻，以及其他不請自來的生物。
城市化導致邊緣物種[5]的出現。當今世界分裂成一個個的小斑塊；存留下來的荒野則被分割成島嶼；那些能夠繁衍生息的物種最適合在斑塊間的區域茁壯成長。而生物圈二號就是各種邊緣地帶的緊縮合集。它單位麵積所包含的生態邊緣比地球上任何一個地方都要多。不過它既沒有所謂的中心地帶，也沒有幽暗的地下世界。歐洲的大部分地區以及亞洲的許多地方，還有北美洲東部都正在逐漸顯露出這個特點。邊緣物種都是些機會主義分子：烏鴉、鴿子、老鼠和雜草，它們在世界各地的城市邊緣隨處可見。
林恩·馬基莉斯，這位直言不諱的鬥士、蓋亞理論的合著者，在生物圈二號封閉以前就對它的前景作出了預言。她告訴我：“這個係統最終將被‘城市野草’所覆蓋。”“城市野草”是指那些活躍在人類製造出來的一塊塊棲息地邊緣的各種動、植物，它們隨遇而安。而生物圈二號正是最典型的斑塊化的荒野。根據馬基莉斯的推測，當你最終打開生物圈二號大門的時候，你會發現裏麵到處都是蒲公英、麻雀、蟑螂和浣熊。
人類的任務就是防止這一切的發生。利說：“如果我們不幹預的話——就是說，沒有人鏟除那些過於成功的物種，那麽我相信生物圈二號可能會朝林恩·馬基莉斯預言的方向發展：最終成為狗牙草和綠頭鴨的世界。不過，因為我們在做有選擇的砍伐，我想，這種結果不會發生，至少在短期內不會。”
我個人心存疑惑，不知道生物圈人能否操控由3800個物種自然生成的生態係統。在最初的兩年裏，雲霧繚繞的沙漠變成了霧氣籠罩的灌木叢——其濕度高於預期，草兒們喜歡這裏。瘋長的牽牛花藤越過了雨林的天蓬。為了能按自己的心願發展，這3800個物種采取迂回、智取、暗箱操作等各種戰術，一步步瓦解了生物圈人想要成為“關鍵捕食者”的目標。那些隨遇而安的物種十分有韌勁。何況天時、地利、人和俱在，它們怎麽會走呢？
有彎喙矢嘲鶇為證。有一天，一位來自美國魚類和野生動物部門的官員出現在生物圈二號的玻璃窗外。藍帶雀的死亡上了電視新聞，動物權益活動家們不停地撥打他辦公室的電話，希望他能夠履行職責前來審查，看看生物圈二號裏的藍帶雀是不是他們從野外捕獲並帶到那裏致死的。生物圈人向這名官員出示了收據和其他證明文書，證明已故的藍帶雀不過是籠養的店售寵物，其身份符合野生動物部門的規定。“順便問一句，你們這裏還有什麽其他種類的鳥？”他問他們。
“現在隻有一些英國麻雀外加一隻彎喙矢嘲鶇。”
“你們有沒有飼養矢嘲鶇的許可證？”
“呃，沒有。”
“你們應該知道，根據《候鳥協定》，圈養矢嘲鶇是違反聯邦法律的。如果你們故意圈住它，我必須給你們開一張傳票。”
“故意？不，你誤會了。它是一名偷渡客，我們想方設法要把它趕出去，也試過利用一切能夠想到的辦法來誘捕它。以前我們沒想讓它進來，現在也不想讓它留在這裏。它吃了我們的蜜蜂、蝴蝶，還有一切它找得到的昆蟲。如今，昆蟲已經所剩無幾了。”
狩獵監督官和生物圈人在厚厚的氣密玻璃兩側麵對麵地交談。盡管他們近在咫尺，卻需要通過步話機談話。這場夢幻般的對話仍在繼續。生物圈人說：“瞧，即使我們把它抓住了，也沒法把它放出去。我們還要被封閉在這裏一年半呢。”
“噢。嗯，我知道了。”監督官停了一下，“那好，既然你們不是有意把它圈起來的，那我就給你們發一張圈養矢嘲鶇的許可證，你們可以在開啟係統以後，再把它放出來。”
有沒有人願意打賭它永遠也不會出去？
順其自然就好。不同於脆弱的藍帶雀，精力充沛的麻雀和倔強的矢嘲鶇都愛上了生物圈二號。矢嘲鶇自有它迷人的魅力。清晨，它的妙曼歌聲飄越荒野；白天，它為勞動中的“關鍵捕食者”們喝彩。
生物圈二號裏自行交織在一起的雜亂生物都在奮力抗爭。這是一個共同進化的世界，生物圈人不得不和這個世界一起進化。而生物圈二號正是專為測試一個封閉係統如何共同進化而建造的。在一個共同進化的世界裏，動物棲居的大氣環境及物質環境和動物本身一樣，適應性越來越強，也越來越栩栩如生。生物圈二號是一個試驗工作台，用來揭示環境如何統治浸入其中的生物，以及生物如何反過來支配環境。大氣是極為重要的環境因素，大氣產生生命，而生命也產生大氣。結果表明，生物圈二號這個透明的玻璃容器是觀察大氣和生命交互作用的理想場所。 9.3 有意的季節調配
在這個密閉程度高於任何nasa太空艙數百倍的超級密封世界裏，大氣中充滿了驚喜。首先，空氣純淨得出人意料。在以往的封閉棲息地和類似nasa航天飛機這樣的高科技封閉係統中，微量氣體累積的問題實在令人頭疼，而這片荒野的集體呼吸作用卻消除了這些微量氣體。某種未知的平衡機製（很可能是由微生物引起的）淨化了這裏的空氣，使生物圈二號裏的空氣比迄今為止任何空間旅行器中都要幹淨得多。馬克·尼爾森說：“有人算過，為了保證一名宇航員能在太空艙裏生存，每年約需花費1億美元，而其居住環境卻惡劣得令人難以想象，甚至不如貧民區。”馬克跟我提到他的一個熟人，說她曾經有幸迎接返航的宇航員。他們做著開艙準備的時候，她正激動地站在攝像機前麵等著。他們打開了艙門，一股難聞的氣味撲麵而來，她吐了起來。馬克說：“這些家夥真是英雄，居然在這麽差的環境下撐了過來！”
兩年中，生物圈二號內的二氧化碳含量時高時低。有一次，連續6天陰天，二氧化碳的含量高達3800ppm[6]。讓我們來看一組形象的對比數字：外部環境中的二氧化碳含量通常保持在350ppm左右；鬧市區的現代化辦公室內，二氧化碳含量可能會達到2000ppm；潛艇在開啟二氧化碳“淨化器”以前，允許艇內的二氧化碳含量達到8000ppm；nasa航天飛機空氣中二氧化碳的“正常”含量是5000ppm。相比之下，生物圈二號在春季裏日均1000ppm的二氧化碳含量已經相當不錯了；二氧化碳含量的波動也完全處於普通城市生活環境的變動範圍內，人體幾乎難以察覺。
不過，大氣中二氧化碳含量的波動確實影響到了植物和海洋。在二氧化碳含量高得令人緊張的那幾天，生物圈人擔心空氣中增加的二氧化碳會溶解在溫暖的海水中，增加水中的碳酸比例，降低水的ph值，傷害到新近移植過來的珊瑚。生物圈二號的部分使命就是了解二氧化碳的增加對生態的進一步影響。
地球大氣的成分似乎在變化，這引起了人們的注意。但是，我們隻能肯定它在變化，除此以外，我們對這種變化的表現幾乎一無所知。曆史上僅有的精確測量隻與一個因素有關——二氧化碳。有關數據顯示，近30年來，地球大氣層的二氧化碳含量在加速上升。繪製此曲線圖的是一位堅持不懈、孤身作戰的科學家——查爾斯·基林。1955年，基林設計了一台儀器，可以用來測量任何環境中的二氧化碳含量，從煤煙熏黑的城市屋頂，到原始荒蕪的森林。基林像著了魔似的去每一個他認為二氧化碳含量可能有所變化的地方測量。他不分白天黑夜地測量，還發起了在夏威夷山頂和南極不間斷測量二氧化碳含量的工作。基林的一位同事告訴記者：“基林最與眾不同之處在於，他有測量二氧化碳含量的強烈願望。他無時無刻不在想著這件事，不論是大氣中的還是海洋中的二氧化碳含量，他都想測量。他畢生都在做這件事。”直到今天，基林仍然在世界各地進行著二氧化碳含量的測量工作。
基林很早就發現，大氣中的二氧化碳含量每天都呈周期性變化。晚上，植物停止了一天的光合作用，空氣中的二氧化碳含量明顯增高；晴天的下午，由於植物全力將二氧化碳轉化為營養物質，會使二氧化碳含量達到低點。幾年後，基林觀察到了二氧化碳的第二個周期：南北半球的季節性周期，夏低冬高，其原因與日周期的形成一樣，都是因為綠色植物停止了捕食二氧化碳。而基林的第三個發現則將人們的關注集中到大氣動態的變化上。基林注意到，不論何時何地，二氧化碳的最低濃度永遠也不會低於315ppm。這個閾值就是全球二氧化碳含量的背景值。此外，他注意到，該閾值每年都會升高一些，到如今，已經達到350ppm。最近，其他研究人員在基林一絲不苟的記錄中發現了二氧化碳的第4個趨勢：其季節性周期的幅度在不斷增大。仿佛這個星球一年呼吸一次，夏天吸氣，冬天呼氣，而且它的呼吸越來越沉重。大地女神到底是在深呼吸，還是在喘息？
生物圈二號是微縮的蓋亞，是一個自我閉合的小世界，有由生活於其中的生物所創造的微型大氣環境。這是第一個完整的大氣/生物圈實驗室。它有機會解開有關地球大氣工作機理的科學謎題。人類進入這個試管，是為了預防實驗崩潰，幫助它避過一些顯而易見的危機。我們其餘的人雖然在生物圈二號外麵，卻身處地球這個大試管裏麵。我們胡亂地改變著地球大氣，卻根本不知道如何控製它，不知道它的調節器在哪裏，甚至不知道這個係統是否真的失調，是否真的處於危機之中。生物圈二號可以為我們提供解答所有這些問題的線索。
生物圈二號的大氣相當敏感，即使隻是一片雲飄過，二氧化碳的指針也會翹起。陰影在瞬間減緩植物的光合作用，會暫時阻斷二氧化碳的吸入，並且立刻在二氧化碳計量表上反映出來。在局部多雲的日子裏，生物圈二號的二氧化碳曲線圖上會顯示出一連串的尖峰信號。
盡管在過去十年裏大氣中的二氧化碳水平得到了全麵關注，而且農業學家也仔細研究了植物中的碳循環，但是地球大氣中碳的去向依然是一個謎。氣候學家們普遍認為，當今時代，二氧化碳含量的增長和工業人類燃燒碳的速率相匹配。這種單純的對應忽略了一個令人震驚的因素：經過更精確的測量之後，我們發現，現在地球上燃燒的碳隻有一半留在大氣中，增加了二氧化碳濃度，另一半卻消失不見了！
有關碳失蹤的理論很多，占主導地位的有三個：（1）溶入海洋，以碳雨的形式沉降到海底；（2）被微生物儲存到泥土中；（3）最具爭議的理論是：失蹤的碳刺激了草原的生長，或者變身為樹木，其規模隱秘而巨大，我們還無法對其進行測量。二氧化碳是公認的生物圈中的有限資源。當二氧化碳含量為350 ppm時，其濃度百分比隻有微弱的0.03%，僅僅是一種示蹤氣體。陽光普照下的一片玉米地，不到五分鍾就可以耗盡離地三英尺範圍內的二氧化碳。二氧化碳水平的微小增加也能顯著地提升生物量[7]。根據這個假說，在還沒有被我們砍伐殆盡的森林裏，樹木正因為大氣中的二氧化碳“肥料”增加了15%而快速“增重”，其速率甚至可能比別處破壞樹木的速率都要快得多。
到目前為止的證據都讓人困惑不解。不過，1992年4月《科學》雜誌發表了兩篇研究報告，宣稱地球上的海洋和生物圈確實可以按照需求的規模來貯存碳。其中一篇文章顯示，盡管受到酸雨和其他汙染物質的負麵影響，但是自1971年以來，歐洲森林新增了25%以上的木材量。不過，想要詳細地審查全球的碳收支並非易事。鑒於我們對全球大氣的無知，生物圈的試驗就給我們帶來了希望。在這個密封的玻璃瓶裏，在相對受控的條件下，我們可以探索動態的大氣和活躍的生物圈之間的聯係。
在生物圈二號封閉之前，其空氣、土壤、植物以及海裏的碳含量都被仔細地測量過。陽光激發光合作用後，一定量的碳就從空氣中轉移到了生物體內。於是，每收獲一種植物，生物圈人都煞費苦心地為其稱重並記錄下來。他們可以通過微小的幹擾來觀察碳分布是如何變化的。比如，當琳達·利以一場人工夏日雨“刺激熱帶草原”時，生物圈人就同時測量底層土、表層土、空氣和水等各個範圍的碳水平。在兩年結束時，他們繪製了一張極其詳盡的圖表，標明了所有的碳分布點。他們還通過保存幹燥的葉片樣本，記錄其中自然產生的碳同位素的比例變化，來追蹤碳在這個模擬世界中的運動軌跡。
碳隻是其中的一個謎。而另一個謎更奇怪。生物圈二號裏的氧氣含量比外麵要低，從21%降低到15%，氧氣含量下降了6%。這相當於把生物圈二號遷移到海拔更高、空氣更稀薄的地方。西藏拉薩的居民就生活在類似的低氧環境中。生物圈人因而體驗到頭痛、失眠和易於疲倦。盡管不是災難性事件，但是氧含量下降仍令人感到困惑。在一個密閉的瓶子裏，消失的氧氣去了哪裏呢？
和碳的失蹤不一樣，人們完全沒有預料到生物圈二號裏的氧氣會失蹤。有推測說生物圈二號裏的氧被固鎖在了新近改造過的泥土中，可能被微生物生成的碳酸鹽捕獲了。要麽，可能被新拌的混凝土吸收了。在對科學文獻的快速檢索中，生物圈的學者們發現有關地球大氣中氧含量的數據少得可憐。目前僅知的（但幾乎沒有報道過）事實是，地球大氣中的氧很可能也在消失！沒有人知道原因，也不知道少了多少。頗有遠見的物理學家弗裏曼·戴森說：“我很震驚，全世界的民眾竟然都默不做聲，沒有人想要了解我們消耗氧氣的速度有多快。”他是為數不多的提出這個問題的科學家之一。
那麽，為什麽要止步於此呢？一些觀察生物圈二號試驗的專家建議，下一步應該追蹤氮的來源和去向。盡管氮是大氣中的主要成分，人們對它在大循環中的作用也隻是略知一二。與碳和氧一樣，目前對它的了解都來自於還原論者的實驗室實驗或計算機模型。還有一些人提議，下一步生物圈人應該測定鈉元素和磷元素。生物圈二號對科學做出的最重要貢獻可能就是提出了關於蓋亞和大氣的很多重要問題。
當生物圈內的二氧化碳含量首度急遽上升時，生物圈人采取了對抗措施來限製二氧化碳的上升。“有意的季節調配”是平衡大氣的主要方法。選一片幹燥的、休眠中的熱帶草原、沙漠或荊棘叢，通過升高溫度來喚醒它進入春天。很快，葉芽紛紛隆起。然後再降一場大雨。嘭！四天之內所有的植物都爆發出枝葉和花朵。被喚醒的生物群落貪婪地吸收著二氧化碳。一旦喚醒這個生態群落，就可以通過修剪老齡枝條來促發新枝，消耗二氧化碳，讓它在原本休眠的時間內保持活躍的狀態。正如利在第一年的深秋時寫到的：“冬日漸短，我們必須做好應對光照減少的準備。今天，我們修剪了雨林北部的邊緣地帶，以促使其快速生長——這是一項日常的大氣管理工作。”
這些人通過“二氧化碳閥門”來管理大氣。有時候他們會反過來做：為了向空氣中充入二氧化碳，生物圈人把早先修剪下來的幹草拖出來，鋪在地麵上並弄濕。細菌在把它們分解的過程中就會釋放出二氧化碳。
利把生物圈人對大氣的幹預稱為“分子經濟”。他們在調節大氣的時候，可以“把碳安全地儲存在我們的賬戶裏，等到來年夏日變長、植物生長需要它的時候，再把它取出來”。那些地下室就扮演著碳銀行的角色，修剪下來的枝條都堆放在那裏並被晾幹。需要的時候就把這些碳借貸出去，大多時候伴隨著水。生物圈二號中的水從一個地方奔向另一個地方，非常像聯邦政府用來刺激地區經濟的支出手段。把水灌到沙漠，二氧化碳含量就降低；把水澆到幹枯的草墊上，二氧化碳含量就增加。在地球上，我們的碳銀行就是阿拉伯沙漠地下的石油，但是我們所做的卻隻是消費。
生物圈二號將漫長的地質時間壓縮在了幾年裏。生物圈人對碳存儲和碳釋放的“地質”調節過程進行擺弄的目的，正是期望能夠對大氣進行粗略的調整。他們擺弄海洋，降低其溫度，調整含鹽滲透液的回流，稍稍改變它的ph值，他們還同時對其他上千種變量進行推斷。利說：“正是這上千種變量使得生物圈二號係統極具挑戰性，其表現也離經叛道。我們中的大多數人平時被教導的都是不要同時考慮哪怕是兩個變量。”生物圈人希望，幸運的話，第一年就能通過一些精心選擇的重要舉措緩和大氣和海洋初始的狂野震蕩。他們將充當輔助輪[8]，直至這個係統在全年裏都可以隻依賴太陽、季節、植物和動物的自然活動就保持自己的平衡。到那個時候，係統就“冒出”了。
“冒出”是海水養魚愛好者的行話，用來描述一個新魚缸在經過曲折漫長的不穩定時期之後，突然穩定下來的情形。像生物圈二號一樣，海水魚缸是一個精致的封閉係統，它依賴於看不見的微生物來處理較大動植物排泄的廢物。正如戈麥斯、弗爾薩姆、皮姆在他們的小世界中所發現的，一個穩定的微生物群落的成型可能需要60天的時間。在魚缸裏，各種細菌需要幾個月時間構建食物網，讓自己在新魚缸的礫石中安頓下來。隨著更多的生命物種慢慢加入這個未成熟的魚缸，水環境極易陷於惡性循環。如果某種成分超量（比如說氨），就會導致一些生物死亡，而生物腐爛又會釋放更多的氨、殺死更多的生物，進而迅速引發整個群落的崩潰。為了讓魚缸能夠平穩地通過這段極敏感的不平衡期，養魚愛好者會通過適當的換水、添加化學藥品、安裝過濾裝置以及引入其他穩定魚缸裏的細菌等手段來柔和地刺激這個生態係統。經過6周左右的微生物層麵上的互相遷就——在此期間新生群落一直徘徊在混沌的邊緣——突然，係統在一夜之間“冒出”來了，氨氣迅速歸零。它現在可以長久地運轉下去了。係統一旦“冒出”，其自立、自穩定程度就更高，也就不再需要初創時所需的人為扶持。
有趣的是，一個封閉係統在“冒出”前後的兩天裏，其所處的環境幾乎沒有什麽變化。除了能做點“保姆”的工作外，你能做的往往隻有等待。等待它發育，成熟，長大，發展。海水養魚愛好者建議說：“不要著急，不要在係統自組織的時候就急著催它孕育。你能給它的最重要的東西就是時間。”
兩年以後，生物圈二號仍然綠意盎然，它正在成熟。它經曆了需要“人為”照料使之安定下來的狂野的初期振蕩。它還沒有“冒出”。也許還要幾年（甚或幾十年）才能“冒出”——假使它可以並且能夠冒出的話。這正是這個實驗的目的。
我們還沒有真正注意到，但是我們可能會發現，所有複雜的共同進化係統都需要“冒出”。生態係統恢複者，如恢複大草原的帕卡德和恢複楠薩奇島的溫蓋特，似乎都發現，可以通過逐漸提高複雜性來重組大型係統；一旦一個係統達到了穩定水平，它就不會輕易地趨向於倒退，仿佛這個係統被新的複雜性帶來的凝聚力所“吸引”。人類組織，比如團隊和公司，也顯示了“冒出”的特征。某些輕微的助力——新加入進來的合適的管理者，巧妙的新工具——可以馬上把35個勤奮而有能力的人組織成一個富有創造力的有機體，並取得遙遙領先的成功。隻要我們利用足夠的複雜性和靈活性來製造機器和機械係統，它們也會“冒出”。 9.4 生命科學的回旋加速器
就在生物圈的草原、森林、農場以及生物圈人的居所之下，藏有生物圈二號的另一副麵孔：機械的“技術圈”。“技術圈”的存在正是為了協助生物圈二號“冒出”。在這片荒野的幾處地方，有盤旋向下的樓梯通向塞滿各種設備的洞穴狀地下室。那裏有手臂般粗細、以顏色編碼的管道，順牆蜿蜒50英裏。還有如電影《巴西》[9]中的巨大的管道係統，綿延數英裏的電子線路，布滿重型工具的工作間，擠滿脫粒機和碾穀機的走廊；備件架、開關盒、儀表盤、真空鼓風機、200多部馬達、100台水泵、60個風扇。恍若潛水艇的內部，又仿佛摩天大樓的背麵部分。這片地盤為工業“廢墟”所占有。
技術圈支撐著生物圈。巨大的鼓風機每天要把生物圈二號的空氣循環好幾次；重型水泵抽排雨水；造波機的馬達不分晝夜地運行；各種機器嗡嗡作響。這個毫無掩飾的機器世界不是在生物圈二號外麵，而是在它的肌體內，就像是骨骼或軟骨，是一個更大有機體的不可分割的部分。
譬如說，生物圈二號的珊瑚礁離開了藏有藻類清潔器的地下室就不能存活。清潔器是個桌子大小、布滿藻類的淺塑料盤。照亮整個房間的是鹵素太陽燈，和展覽館內為人工珊瑚礁照明用的燈一樣。事實上，清潔器就如同生物圈二號內珊瑚礁的機械腎髒。它們與池塘過濾器淨化水質的功能相仿。藻類消耗珊瑚礁排泄出來的廢物，在強烈的人工陽光下迅速增殖成粘稠的綠毯子。綠色的粘絲很快就會堵塞清潔器。就像水池或魚缸的過濾器一樣，每隔十天就需要有個倒黴蛋來把它刮幹淨，這是那8個人的另一個工作。清洗藻類清潔器（清潔下來的東西成為肥料）是生物圈二號裏最不討好的工作。
整個係統的神經中樞是生物圈二號的電腦控製室，主持工作的“人工大腦皮層”則由周圍的電線、集成電路片以及傳感器構建而成。一個軟件網絡對設施中的每個閥門、每條管道、每部馬達都進行了仿真。方舟裏的任何風吹草動——無論是自然的還是人工的，很少能逃過分布式計算機的知覺。生物圈二號就如同連為一體的怪獸。空氣、土壤和水中的約百種化學成分都被不間斷地測量。生物圈二號的管理機構sbv寄望於從該項目中剝離出一種潛在的盈利技術——精密的環境監控技術。
馬克·尼爾森說過，生物圈二號是“生態和技術的聯姻”，他是對的。這正是生物圈二號的動人之處——它是一個生態技術的極佳範例，是自然和技術的共棲。我們並不太了解如何在沒有安裝水泵的情況下構建生物群落，但是在水泵的輔助下，我們能夠嚐試著將係統建立起來並且從中學習。
在很大程度上，這是個學習新的控製機製的過程。托尼·博格斯表示：“nasa追求的是對資源利用的優化。他們選中小麥，就對小麥的生產環境進行優化。但問題是，當把一大堆物種放在一起時，你不可能分別優化每一個物種，你隻能對整體進行優化。如果依次優化的話，你就會變得依賴於工程控製。sbv希望能夠以生態控製取代工程控製，最終也會降低成本。你也許會失去生產過程中的某些最優性，但卻擺脫了對技術的依賴性。”
生物圈二號是一個用於生態實驗的巨大燒瓶，對環境的控製需要比野外實驗所能（或應該）做到的更多。我們可以在實驗室裏研究個體生命。但是要想觀察生態生命和生物圈生命就需要一個更加龐大的空間。在生物圈二號裏麵，我們可以很有把握地引入或剔除一個單獨的物種，並確信其他的物種不會受到改變——這都是因為這個空間足夠大，能產生某種“生態的”東西。約翰·艾倫說：“生物圈二號是生命科學的回旋加速器。”
或許生物圈二號真的是一個更好的諾亞方舟，一個大籠子裏的未來動物園。在那裏，包括自詡為智人的觀察者在內的一切事物都可以順其自然地發展。物種們無拘無束，並與其他物種一起共同進化出任何可能的結局。
與此同時，那些夢想駕馭太空的人們把生物圈二號視為脫離地球神遊銀河係的一個務實步驟。從空間技術的角度看，生物圈二號是自登月以來最震撼人心的進展。而nasa不僅在概念階段就對此冷嘲熱諷，更是自始至終都拒絕施以援手。最終他們不得不吞下高傲的苦果，承認這個實驗確實有所收獲。失控生物學有了自己的位置。
所有這些意義，其實都是某種演變的宣示。多裏昂·薩根[10]在其著作《生物圈》裏對此做了精辟的描述： <blockquote>
這些被稱為生物圈的“人造”生態係統歸根結底也是“自然的”——它是一種行星尺度上的現象，屬於生命整體上可複現的奇特表現的一部分……我們正處在行星演變的第一個階段……在這個階段明確無疑的是要複現個體——既不是微生物，也不是植物或動物，而是作為一個整體的、鮮活的地球……
是的，人類卷入了這場複製，但難道昆蟲沒有參與花的複製嗎？鮮活的地球現在依靠我們和我們的工程技術來完成其複現，但這並不能否定，表麵上為人類搭建的生物圈，實際上代表的是行星尺度內的生物係統的複製……
什麽算是明確的成功？8個人住在裏麵兩年？那麽十年，或者一個世紀又怎麽樣呢？事實上，生物圈的複現——那個在內部回收和再造人類生活所需一切的棲息地——開啟了某種我們無法預知其結局的東西。 </blockquote>
當一切運轉順利、能騰出時間自由幻想時，生物圈人可以想想，這個係統將會走向哪裏？下一步是什麽？是一個南極生物圈二號綠洲？還是一個更大的生物圈二號，裏麵有更多的蟲子、鳥類和漿果？最有趣的問題可能是：生物圈二號到底能有多小？日本人是微縮化的大師，他們如癡如醉地迷戀上了生物圈二號。日本的一個民意調查顯示，超過50%的人口認同這項實驗。對於這些生活於幽閉的方尺之居以及孤零零的島嶼上的人們來說，微型生物圈二號似乎相當有魅力。事實上，日本的一個政府部門已經公布了一項關於生物圈j的計劃。據他們所說，這個“j”代表的不是日本，它代表的是junior，意即更微小。官方草圖顯示了由一個個房間構成的小雜院，由人造光源照明，內裏塞滿了緊湊的生態係統。
建造生物圈二號的生態技術學家們已經理清了一些基本技巧。他們知道如何密封玻璃，如何在非常小的麵積裏更替種植作物，如何回收自己的排泄物，如何平衡大氣，如何適應無紙生活，以及如何在其中和睦相處。這對任何規模的生物圈來說都是一個很好的開端。將來還會出現各種規模、各種類型的生物圈二號，可以容納各種各樣的物種組合。馬克·尼爾森告訴我：“將來，生物圈會在無數個方向上開枝散葉。”並且他認為，規模各異、組合不同的生物圈就仿佛是不同的物種，為開疆拓土而爭鬥，為共享基因而結合，以生物有機體的方式雜交。它們會在星球上安家落戶。地球上的每個城市中也都應該擁有一個用於實驗和教學的生物圈。 9.5 終極技術
1991年春天的一個晚上，由於某個管理上的疏忽，我被一個人留在了快要完成的生物圈裏。當時，建築工人已經收工回家，sbv的員工正在關閉山頂上的照明燈，隻有我一個人呆在蓋亞的第一代後裔裏麵。這裏靜得離奇，仿佛置身於一座大教堂中。我在農業群落中遊蕩，可以隱隱聽見遠處大海傳來沉悶的砰砰聲，那是造波機每隔12秒湧起一個波浪時發出的撞擊聲。造波機吸進海水，再吐出來形成波浪。正如琳達·利所說，在造波機附近聽到的聲音就像灰鯨噴氣的聲音。站在園林裏，那遠遠傳來的低沉呻吟，聽起來如同西藏喇嘛在地下室裏吟唱誦經。
外麵，是黃昏時刻的褐色沙漠。裏麵，是充滿生機的綠色世界——高高的草叢，漂浮在盆中的海藻，成熟的蕃木瓜，魚兒騰躍濺起的水珠。我呼吸著植物的氣息，那是一種在叢林和沼澤中聞得到的濃濃的植物味。大氣緩緩地流動；水不斷地循環；支撐起這個空間的框架逐漸冷卻，發出嘎嘎的聲音。這片綠洲生機勃勃，卻寂靜無聲，一切都在靜靜地忙碌著。這裏看不到人影。但是，某些事物正在一起上演，我能夠體會到生命共同進化中的“共同”二字。
太陽快要下山了。柔和而溫暖的陽光照在這座白色大教堂上。我想，我可以在這兒住一陣子。這裏有一種空間感，是一個溫暖舒適的洞穴，而晚上則依然會向星空開放，成為一個孕育思想的地方。馬克·尼爾森說：“如果我們真想在太空中過人類一樣的生活，那麽我們就必須學會如何建立生態圈。”他說，在蘇聯的太空實驗室裏，那些無暇做無聊事情的大男子們從床上飄起後做的第一件事，就是侍弄小小的豌豆苗“實驗”。這種和豌豆的密切關係對他們來說至關重要。我們都需要其他生命。
如果在火星上的話，我隻會生活在人造生物圈裏。而在地球，生活在人造生物圈裏卻是一項崇高的實驗，隻有那些先驅者才會去做。我能想象，這給人一種生活在一個巨大試管裏的感覺。在生物圈二號裏，我們將學到有關地球、我們自己以及我們所依賴的無數其他物種的大量知識。我堅信，有朝一日，我們在這裏所學的知識必將用在火星或月球上。事實上，它已經教會我這個旁觀者，要像人類一樣生活就意味著要和其他生命一起生活。我的內心已經不再擔心，機器技術將替代所有生物物種。我相信，我們會保留其他的物種，因為生物圈二號幫助我們證明了，生命就是技術。生命是終極技術。機器技術隻不過是生命技術的臨時替代品而已。隨著我們對機器的改進，它們會變得更有機，更生物化，更近似生命，因為生命是生物的最高技術。總有一天，生物圈二號中的技術圈大多會由工程生命和類生命係統替代。總有一天，機器和生物間的差別會很難區分。當然，“純”生命仍將有它自己的一席之地。我們今天稱之為的生命將依然是終極技術，因為它具有自治性——它能夠自立，更重要的是，它能夠自主學習。任何種類的終極技術都必然會贏得工程師、公司、銀行家、幻想家以及先行者們的支持——而他們都曾經被視為純生命的最大威脅。
在這片沙漠中停泊的玻璃宇宙飛船被稱為生物圈，因為其中貫穿著生物圈邏輯。生物圈邏輯（生物邏輯，生物學）正在融合有機體和機械。在生物工程公司的廠房裏和神經網絡計算機的芯片內，有機體和機器正在融合。不過，沒有哪處能夠把生物和人造物的聯姻像在生物圈二號容器中那樣呈現得淋漓盡致。哪裏是合成珊瑚礁的終點，哪裏又是嘩啦作響的造波機的起點？哪裏是處理廢物的沼澤的起點，哪裏又是廁所排水管的終點？控製大氣的究竟是風扇還是土裏的蟲子？
生物圈二號之旅收獲的大都是疑問。我在裏麵興致勃勃地呆上幾個小時，就得到了需要考慮許多年的問題。足夠了。我轉動氣塞門上的巨大把手，走出安靜的生物圈二號，走進黃昏的沙漠。如果能在裏麵呆上兩年的話，那一定會充實整個人生。
[1] 關鍵捕食者（keystone predators）：指生物群落中，處於較高營養級的少數物種，其取食活動對群落的結構產生巨大的影響，稱關鍵種，關鍵捕食者或稱頂級捕食者，去除後會對群落結構產生重大影響。
[2] 生態位（ecological niche）：又稱小生境，是一個既抽象而含義又十分廣泛的生態學概念，主要是自然生態係統中種群在時間、空間上的位置及其與相關種群之間的關係。1910年，美國學者r·h·約翰遜第一次在生態學論述中使用生態位一詞。
[3] 史密森尼（smithsonian）：這裏指史密森尼學會位於美國華盛頓地區的博物館群。
[4] 奧薩博島豬（ossabaw ind pig）：生活在美國喬治亞州海岸對過不遠的奧薩博島，由400年前從西班牙引進、逃入島東南樹林的豬種野化繁衍而成，屬瀕危豬種。其特點為：矮小，耳尖，喙長，皮厚，脂肪多，有黑、斑點黑、白、紅、褐5種顏色，保有西班牙豬種的遺傳特征。為適應該島春季食物短缺的生態，該豬種形成了獨特的脂肪代謝係統，並在儲存大量脂肪的同時，患有低度、非胰島素依賴的糖尿病，是醫學實驗的理想品種。
[5] 邊緣物種：指生活於群落交錯區裏的生物。
[6] ppm：衡量空氣中某種氣體密度的單位，指100萬體積空氣中某種氣體所占的體積。
[7] 生物量（biomass）：生態學術語，指某一時刻單位實存生活的有機物質總量。
[8] 輔助輪（training wheels）：附加於自行車後輪邊的兩個輪子，用來幫助初學者找到平衡的感覺。
[9] 電影《巴西》（brazil）：又譯《妙想天開》，科幻片，1985年上映，講述在未來資訊管控的時代中，一個政府部門的小人物為了調查“漏洞”引起的冤案而與國家機器乃至其自身相抗爭的故事。
[10] 多裏昂·薩根（dorion sagan）：美國科技作家，寫了很多進化論方麵的書。多裏昂·薩根為卡爾·薩根與瑪格麗絲的兒子，從1981年開始與母親瑪格麗絲合作發表文章。