什么是盖亚假说

盖亚假说（Gaia hypothesis）是由英国大气学家拉伍洛克（James E.lovelock）在20世纪60年代末提出的。后来经过他和美国生物学家马古利斯（ Lynn margulis）共同推进，逐渐受到西方科学界的重视，并对人们的地球观产生着越来越大的影响。同时盖亚假说也成为西方环境保护运动和绿党行动的一个重要的理论基础。本文将对盖亚假说的提出和发展、盖亚假说的科学内涵及其争论、由盖亚假说所导致的新的地球系统观和盖亚假说给人们的启示等方面进行阐述和讨论。

盖亚假说至少包含5 个层次的含义：一是认为地球上的各种生物有效地调节着大气的温度和化学构成；二是地球上的各种生物体影响生物环境，而环境又反过来影响达尔文的生物进化过程，两者共同进化；三是各种生物与自然界之间主要由负反馈环连接，从而保持地球生态的稳定状态；四是认为大气能保持在稳定状态不仅取决于生物圈，而且在一定意义上为了生物圈；五是认为各种生物调节其物质环境，以便创造各类生物优化的生存条件。前两层被称为弱盖亚学说，后三层为强盖亚学说。
　　盖亚假说的核心思想是认为地球是一个生命有机体。James Lovelock说过：“地球是活着的！”，而且地球本身就是一个巨大的有机体，具有自我调节的能力，为了这个有机体的健康，假如她的内在出现了一些对她有害的因素，“盖亚”本身具有一种反制回馈的机能，能够将那些有害的因素去除掉。何以见得呢？
　　自地球形成以来的46亿年中，太阳辐射强度增加了约30%（其中5%增加于显生宙期间）。理论上说，太阳辐射强度增减10%就足以引起全球海洋蒸发干涸或全部冻结成冰。但地质历史记录却证明，地球上尽管发生过3次大冰期和大冰期内的暖热期交替变化，地表的平均温度变化仅在10℃上下。这就表明历史上地球存在某种内部的自我调节机制。当前大气中温室气体的浓度急剧升高，导致全球温度升高，理论上将导致陆地植被向两极扩展，面积不断增大，对二氧化碳等温室气体的吸收也越来越强，这又反过来降低了大气中的温室气体的浓度，即地球上现在也存在着负反馈机制。
　　地球似乎确实是一个“巨生命系统（Mega-life System）”。当然，这里所谓“生命”，决不仅仅指通常意义上的代谢和繁殖，而是指一个能够进行能量与物质交流并使之内部维护稳定的体系。按照这样一种观点，地球恰恰是这样一个有机生命体，他利用太阳的能量并且照行星的尺度进行一种新陈代谢作用。其中，生物起着至关重要的作用。假如地球上的生物突然不见了，所有构成地圈、水圈与大气圈的上百种元素将会彼此共同反应，直到没有任何更进一步的反应发生，从而达到一种平衡的状态。那么，地球这颗星球将会成为一个炽热、无水气的一片死寂之地，不再适合人类的居住。
　　通过与Lynn margulis长期的合作，James Lovelock的盖亚假说把共同进化论向前推进了一大步。它认为地球上的生命和其物质环境，包括大气、海洋和地表岩石是紧密联系在一起的系统进化。它把地球看作一个生理的系统，拉伍洛克甚至直接把盖亚假说称为地球生理学。正象生理学用整体性的观点看待植物、动物和微生物等生命有机体一样、地球生理学是把地球作为一个活的系统的整体性科学。
　　在Lovelock那个年代，正当环境运动者对人类社会所造成的环境污染批判不遗余力的时候，Lovelock这个说法后来成为世界地球日活动当中的重要宣传议题，藉此批评人类对环境的倒行逆施. 有趣的是，James Lovelock虽然是一个科学家，但是他的论点却引起许多科学同僚的批评，其中主要的批评就是他的论点不科学,因为他对生命的定义有违生物学家传统上的理解，例如对生命的看法是可以繁衍与生长，然而地球如何繁衍与生长呢？生物学家对生命的定义是可观察且可操作性的，而Lovelock的论调更像是宗教性的反省，具有一种强烈的价值判断在其中，将地球本身想象成女神的身体，森林是毛发，河流是血脉，肌肉则为土地，地球上的芸芸众生则转化成依靠女神身体的更微小的生物，顿时传统上生命与无生命的界线开始模糊了起来，原本科学家关于生命的定义逐渐受到质疑. Lovelock的“盖亚假说”相当程度挑战了古典科学观的认知方式，也提出了对“自然”的不同看法。
　　现在，随着盖亚假说的有些预测已经得到证实，对于前两层含义一般没有争论；而对于后三层含义就有很大的争论。主要集中在三个方面：1. 如果把盖亚作为一个负反馈调节系统，如何理解该系统的目标；2. 如何理解盖亚的自动平衡态，在地球的大气，环境等不断发生巨大变化时，它是如何保持自动平衡的；3. 盖亚作为一个整体系统，一直通过计算机模型和模拟实验来研究，而科学理论是需要实际研究的。
　　应该看到，盖亚假说作为一个具有科学革命意义的学说，在科学界引起激烈的争论是一种正常现象。正是这种争论已经并将继续推动其向前发展。

盖亚假说（Gaia Hypothesis）是由詹姆斯·洛夫洛克在1972年提出的一个假说。简单地说，盖亚假说是指在生命与环境的相互作用之下，能使得地球适合生命持续的生存与发展。[1]
约公元前400年，柏拉图就曾提出地球是巨大的活生物体的类似观点。詹姆斯·洛夫洛克是英国科学家，20世纪60年代受聘于美国国家航空航天局探索火星上生命存在的可能性。他通过分析大气情况在探寻遥远行星上的生命的同时也在研究地球上的生命。他指出，我们的行星上的大气由生命无法存活的混合气体组成，通过地球化学过程（如岩石侵蚀）和大气支持的有机物活动（如用光和植物去除二氧化碳并产生氧气），这些气体得以维持平衡比例。他以古希腊大地母亲女神盖亚命名了该假说，提出陆生生物过程和自然过程共同作用产生并调节有益于生命继续生存的环境。
该观点于1972年首次提出，主流科学家主要以其不够严密为由坚决拒绝接受。1981年，这一观点首次得到支持。当时，洛夫洛克创造出计算机模拟的反射或吸收太阳辐射的白色或黑色雏菊世界。由于雏菊的数量随着普遍的表面温度变化而相对改变，因此雏菊群维持全球气温均衡。此后，更多生物多样性的复合模型提高了该系统的稳定性。
如今，洛夫洛克的盖亚假说与人类引致的威胁我们气候、生态系统、食物生产和健康稳定的地球大气变化关系尤为密切。如果没有温室气体，地球表面温度将是-19℃，但如果这些气体在现有水平上不加任何控制地增长，地球的气候就会类似火星。确保盖亚的温室气体成份保持稳定已经成为21世纪最大的科学和政治挑战之一。

英国大气学家洛夫洛克(James Lovelock)于20世纪60年代提出，认为地球表面的温度、酸碱度、氧化还原电位势及大气的气体构成等是由生命活动所控制并保持动态平衡，从而使得地球环境维持在适合于生物生存的状态。包含5个层次的含义：一是认为地球上的各种生物有效地调节着大气的温度和化学构成；二是地球生物影响了环境，而环境又反过来影响着生物进化过程，两者共同进化；三是各种生物与自然界之间主要由负反馈环连接，从而保持地球生态的稳定状态；四是认为大气能保持在稳定状态不仅取决于生物圈，而且在一定意义上为了生物圈；五是认为各种生物调节其物质环境，以便创造各类生物优化的生存条件。目前对于前两个层次含义(常称为弱盖亚)一般没有争论，而对后三个层次(称为强盖亚)还有争议。