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提出蓋婭假說│科學史上的今天:7/26

蓋婭,希臘神話中的大地之母。她誕生自混沌之中,不但是眾神之母,也創造了宇宙與地球,孕育出自然萬物。英國科學家洛夫洛克(James Lovelock, 1919年7月26日 – )腦中不由浮現蓋婭溫柔地將整個地球環抱懷中的樣貌……。

洛夫洛克於 1957 年發明電子捕獲檢測器,可以偵測氣體所含的原子與分子,因此 NASA 於 1961 年請他協助研發可以精確分析行星大氣成分的儀器,以供將來的太空計畫之用,尤其是探測火星的計畫。洛夫洛克在工作的同時,一邊想著是否可能從大氣組成研判火星是否有生命──畢竟地球的大氣組成在生命出現前後即有極大的差異。

1969 年,他根據四年前天文學家透過光譜分析得到的火星大氣組成,大膽預測火星上沒有生命!不只是因為火星大氣絕大部分是二氧化碳。而是因為它處於靜態的化學平衡狀態,不像地球大氣因為生命的作用,二氧化碳與氧氣不斷地循環變化。洛夫洛克思考地球環境與生命的互動關係,而於 1972年提出了「蓋婭假說」(Gaia hypothesis)。

蓋婭假說的論點是:

地球提供了適合的地理條件孕育出生命,繁衍後的生命則反過來改變地球環境,並透過調節作用維持有利於生命的穩定狀態──包括大氣組成、氣溫、酸鹼值等。這整個是由小至細菌、浮游生物,大至森林、動物等地球上所有生命的反饋影響所致;就如同人會調節自己身體一樣,地球也可視為一個超級生命體。

蓋婭假說引起極大爭議,雖然環保份子與部分生態學家極力支持,但多數科學家卻持保留意見,道金斯與古爾德更是大力抨擊,認為作用於個體的天擇怎麼可能會影響到整個星球的穩定。

洛夫洛克於 1983 年以電腦模擬一個布滿只有黑白兩色雛菊的星球,黑白族群的數量會因太陽輻射的高低變化而消長,卻因此維持大氣溫度在一個穩定的範圍;相對地,沒有生命的星球則是隨著太陽輻射變化而氣溫劇烈改變。雖然洛夫洛克以雛菊模型有效反駁批評,爭取到更多支持,但歷史上多次冰河時期更迭以及諸多生物大滅絕事件,也使得蓋婭假說與仍難獲得主流科學界的認同。

反倒是洛夫洛克用電子捕獲檢測器率先在大氣層發現氟氯碳化物,才引領科學家找出南極臭氧層破洞的原因,開啟全球立法避免人為的破壞。如今地球暖化也證實了地球上最有影響力的生物──人類──的確正在改變整個星球的環境;蓋婭假說或許永遠只是個假說,卻是個具體意象提醒我們時時反省人類所應扮演的角色。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。