历史上疯狂的科学实验很多,但九十年代的“生物圈2号”可能是其中最浪漫、最雄心勃勃的。因为它的建造初衷,是模仿“生物圈1号”,也就是我们的地球。“生物圈2号”耗资1.5亿美元建造,是一座用玻璃包围的未来感建筑,看起来像个大型温室。它坐落于美国亚利桑那州,占地一公顷,大约一个标准操场大小。1991年到1993年间,四男四女在里封闭生活了两年。他们自己种植作物、喂养牲畜,循环利用所有空气和水分。
当时人们以为,“生物圈2号”的探索能够为人类未来的星际航行做准备。直到“生物圈2号”的幕后故事被一一揭开,人们才意识到,这是一个失败的、受到过多关注的、虎头蛇尾的科学实验。
“生物圈2号”的雏形,其实没有太多科学属性。它起源于美国新墨西哥州的一个实验性社区,人们在社区里过着一种单纯的生活,他们自己种植农作物,有空搞一下实验戏剧。后来,他们想建立一个能够将生态系统与科技相结合,实现自给自足的新社区。这个想法得到了得克萨斯州一个石油大亨儿子的资金支持。1984年,“生物圈2号”开始在亚利桑那州的荒漠中建造。建造完成后,“生物圈2号”看起来确实像个小型地球。
它拥有陆地、海洋、湿地、沙漠、草原等多种生态系统,尽管都是迷你的。为了让这些生态环境更加真实,工程师花了大量精力,来给海洋制造潮汐,确保热带雨林有正确的温度与降水量,甚至试图在里面创造微风。除此之外,还有超过3800种动植物生活在“生物圈2号”里。除了人类饲养的鸡、山羊和猪,还有蜂鸟、狐猴等野生动物。
而人类可种植的农作物则高达80种,包括水稻、山药、花生、甜菜、小麦、胡萝卜、辣椒、西红柿、羽衣甘蓝、茄子、洋葱、红薯、土豆、南瓜等。1991年9月26日早上,“生物圈2号”正式启动。八名组员身穿蓝色连体衣,仿佛科幻电影里的太空人,在密密麻麻的媒体与摄像机面前,他们发表了激扬的演讲。“我将最后一次呼吸地球的空气,因为我知道,接下来两年我将在一个不同的大气里呼吸。
”组员Jane Poynter回忆,那场面就像他们要去执行太空任务一样。但事实上,八名组员中并没有宇航员。他们有的是植物学家,有的是海洋生物学家,有的人有畜牧业和工程师背景,甚至还有外科医生。在全球媒体的瞩目下,八人走进了这座巨型的玻璃房子,开始了长达两年的封闭生活。“生物圈2号”里的生活并不悠闲,实际上,组员们非常忙碌。
组员Mark Nelson后来统计了他们的时间分配,发现他们至少把四分之一的时间都花在种植农作物上。其他还包括研究和维护占20%,写报告占19%,烹饪占12%,生物群落管理占11%,畜牧业占9%。剩下的时间,他们还要接受媒体采访,处理各种各样的事情。而温室外边,每年都有上百万游客和学生乘坐大巴车来到这里,饶有兴致地隔着玻璃,观察他们的一举一动。
对组员们来说,入住“生物圈2号”是崭新的体验。Mark Nelson回忆说,那种感觉很奇妙,因为他做的每一件事,都能立即看到影响。“每次我呼吸,那些植物都在等待着我的二氧化碳,它们是我的第三个肺……我和这里的生物有着绝对的联系。”“生物圈2号”的空气中的氧气含量在逐渐下降,从最初的21%降到最低时的14.2%。如此稀薄的氧气,让组员们像是生活在4500米的高原上。
组员中有的人开始在睡眠中出现呼吸暂停,有的人在说话中途需要停下来喘口气,才能说完一句长句子。大家都尽量把动作慢下来,不消耗任何额外的精力。由于担忧氧气含量再少下去,会影响到组员们的健康,于是,工作人员向“生物圈2号”里注入了纯氧。一时间,组员们开心得手舞足蹈,并且疯狂大叫与奔跑。Mark Nelson形容,就像一个九十岁的老人重返青春。
后来经过研究,才发现生物圈中的混凝土会吸收二氧化碳,导致氧气含量减少,这是一个设计缺陷。
“生物圈2号”的参与者们也心知肚明,这个实验不太“封闭”。Mark Nelson在他的书中透露,当时八名组员其实不太合得来。他们分裂成两个四人小组,而且互相看不惯对方。两组人的分裂源头,正是对实验的看法不同。一组人认为,不应强调“封闭”,应该把更多的时间花在科研上,另一组人则希望保持原状不变。组员之间冷漠与敌对的氛围,也让整个“生物圈2号”的体验变得糟糕。如今普遍认为,“生物圈2号”实验是失败的。
它耗费了巨资和人力物力来建造、管理和运营,却无法给仅仅八个人提供足够的空气、水和食物。后来,“生物圈2号”被捐献给亚利桑那大学,科研人员仍在里面进行研究。但“生物圈2号”也并非毫无用处。有科学家据此设计了生态球,也就是那种有着小虾、藻类、微生物和水的密闭小球,仅靠阳光便可自给自足。也有科学家看到了这个实验的积极意义。
生态学家William Schlesinger认为,我们所知道的关于生态系统的一切,都是以描述性工作为基础,而“生物圈2号”是一次珍贵的实践,不能抹杀它的影响。
“生物圈2号”告诉我们每一个行动,无论多小,都是重要的。现在“生物圈2号”仍在进行科研。