世界上最奇怪的科学实验之一的失落历史(2019年)

1994年4月4日黎明前，阿比盖尔·阿林和马克·范·蒂洛滑过亚利桑那州圣卡塔利纳山脉的山麓。他们来到了一座隐约可见的由测地圆顶和金字塔组成的纪念碑，名为生物圈2号。这座占地3英亩的建筑群包括一片微型雨林、一片红树林、一片沙漠和一块珊瑚礁--还有七个人，他们在里面被封锁了一个月。

阿林和范蒂洛最近刚结束在生物圈2号的两年逗留。后来，他们被捕后告诉记者，他们担心里面的人的安全。他们决心结束这项任务。

他们拉开了生物圈2号的5扇门，打开了他们的封条。当室外空气涌入时，他们前往通风系统，在那里他们砸碎了一些玻璃板。

那次闯入实际上标志着科学史上最奇怪的实验之一的结束。没有人建造过像生物圈2号这样大的封闭生态世界，也没有人在生物圈2号里面存活了这么长时间。这个项目后来会被认为是愚蠢和浪费精力而不屑一顾。然而，25年过去了，这是一个值得重新发现的实验。生物圈2可能会提供一些关于管理生物圈1-我们的星球的经验教训。

20世纪70年代初，生物圈2号的想法出现在新墨西哥州的一个牧场。Synergia牧场的居民在实验剧场、耕种和制作家具之间分配了时间，他们认为自己是在从文明的废墟中捡起碎片。“西方文明不仅仅是在消亡，”联合创始人约翰·艾伦曾经说过。“它死了。我们正在调查它的废墟，取任何对建设新文明有用的东西来取而代之。“。

他们开始梦想将生态和技术融合成一种新的形式。他们得到了埃德·巴斯(Ed Bass)的支持，他是德克萨斯州一个富裕家庭的后裔，后来成为一家名为太空生物圈风险投资公司(Space BiSphere Ventures)的董事长。1984年，该公司宣布将建立一个密闭的结构，其中的生态系统将蓬勃发展，为一群人提供呼吸的空气，喝的水和吃的食物。

当生物圈2号在沙漠中成型时，它登上了头条(本报报道“沙漠梦想家建造一个人造世界”)。亚利桑那大学科学家卡尔·霍奇斯(Carl Hodges)在接受“发现”杂志(Discover)采访时预测，这可能会成为“有史以来最重要的科学项目”。美国广播公司(ABC)新闻节目“黄金时段现场”暗示，它可能会“拯救世界”。

这个项目，尽管听起来很奇特，却有着深厚的根基。科学家们在19世纪创造了“生物圈”这个词，1926年，俄罗斯科学家弗拉基米尔·弗纳德斯基(Vladimir Vernadsky)出版了一本致力于这一概念的书。对于Vernadsky来说，生物圈是一个自我维持的生命生态网络，形成了地球上的一层皮肤。

这是一张强有力的照片，启发了后来的生态学家们创造了充满水、藻类和小无脊椎动物的小玻璃球。苏联科学家研究让宇航员在太空中存活的方法，他们在实验舱里生活了长达6个月，在那里他们从藻类中呼吸氧气，吃水培作物。

生物圈2号将是超越这些创造的一个巨大飞跃。它的计划要求3800种植物和动物，包括蜂鸟和被称为灌木婴儿的类似狐猴的灵长类动物。废水在泵入土壤时会得到净化，微生物会在土壤中去除污染物。

事实证明，建设一个没有污染和20世纪末地球其他灾难的世界的想法是不可抗拒的。任务开始的前一天晚上，太空生物圈风险投资公司为2000人举办了一场舞会，其中包括伍迪·哈里森和蒂莫西·利里。在9月1日上午。1991年26日，包括阿林和范蒂洛在内的八名生态圈人穿着蓝色连体裤在媒体面前游行，看起来就像“星际迷航6号”(Star Trek VI)中剩余的服装。气闸关闭后，他们从玻璃后面向摄像机挥手。

对于一家计划通过科学赚钱的公司来说，这是一种明智的媒体战略。数以千计的游客来到生物圈2号周围漫步。生物圈2号创造的发明可能会为净水器和数据管理系统带来利润丰厚的专利。艾伦和他的团队设想定做生物圈。到1995年，他们希望将一个送入轨道，也许最终会在月球和火星上建立生物圈。

然而，回到地球，从生物圈2号传出的消息显然不那么宇宙性。任务开始两周后，一位名叫简·波因特(Jane Poynter)的生态圈人在一台水稻脱粒机上切下了她的手指尖。该任务的医生罗伊·沃尔福德(Roy Walford)重新接上了它，但他后来决定她需要去医院做更多的手术。

几个小时后，波因特女士回到屋里。她带来了一个由生物圈2号管理层提供的行李袋，里面装着电脑零部件和彩色胶卷等用品。记者们只在几个月后就会知道这种秘密送货的消息。

最终，他们会了解到，工作人员向生物圈2号运送了更多的东西，每月向生物圈2号提供两次种子、维生素、捕鼠器和其他补给。一名前雇员透露，工程师们已经安装了二氧化碳洗涤器，以便可以人工管理生物圈2号的大气层。

很快就清楚了，在生物圈2号饲养食物是一项重大挑战。执行任务的头几个月天气多云，阻碍了农作物的生长。生物圈人不得不破门而入三个月的食物供应，这些食物在门关闭之前就被秘密储存起来了。

然后，生物圈2号开始失去氧气，因为土壤滋生了大量吞氧细菌。机组人员感觉好像生活在14000英尺的高空。一车液氧终于救了他们；气体一开始喷射到生物圈2号，他们就开始欢呼雀跃地四处奔跑。

与此同时，生态系统也在不断变化。蜂鸟和蜜蜂死了，留下庄稼没有授粉。线虫和宽螨袭击了庄稼。蟑螂占统治地位。

执行任务十个月后，该项目的专家顾问委员会发表了一份尖锐的报告，批评其目标定义不明确，以及机组人员缺乏科学专业知识。事情变得如此难以驾驭，以至于董事会集体辞职。

1993年，班农距离成为民族主义名人或总统顾问还有很长的路要走。当时，他是比佛利山的一名投资银行家，专门从事收购。巴斯委托班农对太空生物圈风险投资公司(Space Bisphere Ventures)进行整顿，后者的资金正在大量流失。根据班农先生的说法，仅在1993年，生物圈2号就将出现1600万至2000万美元的赤字。

到生物圈2号的第一个摄制组出现时，班农已经决定艾伦和其他领导层必须下台。他们是在1994年4月，也就是第二次任务开始后不久被解雇的。正是这种清洗促使阿林和范蒂洛打入生物圈2号。

他们被捕后，艾琳含泪告诉媒体，他们一直担心新船员的安全。她暗示，如果生物圈2号的大气层没有得到适当的保护，它们可能会死亡。阿林引用了挑战者号航天飞机爆炸的例子，这是由于管理疏忽造成的。“我把这件事看得非常严肃，”她说。

诉讼一触即发，随之而来的是许多悄无声息的和解。第二组生物圈人试图继续执行任务，但五个月后任务被缩短。班农与哥伦比亚大学达成了一项协议，接管生物圈2号的运营。

火星上生物圈的梦想破灭了。人类将不再被关在瓶子里看他们是否能生存下来。取而代之的是，科学家们设立了实验来解决更狭隘、更集中的问题，比如珊瑚礁是如何受到高浓度二氧化碳的影响的。哥伦比亚大学负责生物圈2号直到2003年，最终由亚利桑那大学接管。2011年，巴斯正式向该大学捐赠了生物圈2号，并为其研究提供了2000万美元的支持。生物圈2号今天仍然屹立不倒，科学仍然在它的墙内进行。但是再也没有丛林婴儿或穿连体裤的人了。

许多科学家回顾了最初的生物圈2号，认为它是一个巨大的失败。生态学家丽贝卡·斯图尔特(Rebecca Stewart)和她的同事宣称：“简而言之，尽管花费了2亿美元，但生物圈2号实验未能产生足够的可呼吸空气、饮用水和足够的食物，仅供8个人食用。”

科学家乔尔·科恩(Joel Cohen)和大卫·蒂尔曼(David Tilman)写道：“目前还没有人知道如何设计系统，为人类提供自然生态系统免费提供的维持生命的服务。”

但是，立即对生物圈2号不屑一顾将是错误的。在两年的时间里，八个人在那里种植了木瓜、甜菜、香蕉、水稻和许多其他作物。除了手指被切成薄片外，他们的健康状况都很好。他们喝的水没有毒害他们。一些物种灭绝了，但生态系统幸存了下来。生物圈2没有变成黏液。

作为一项科学研究，生物圈2号有其自身的问题。在它的墙内同时发生了无数的事情，很难准确地确定因果关系。没有任何其他生物圈可以与之比较，就无法区分随机的吸虫和重要的模式。亚利桑那大学的科学家鲍勃·弗莱在一次报纸采访中很好地总结了这一点：“这是一个实验，但只是在生活就是一个实验的意义上。”

的确，当时只有一个生物圈2，但话又说回来，地球也只有一个。然而，科学家们通过仔细观察我们这个单一的星球，已经设法学到了很多东西。生态学家威廉·施莱辛格(William Schlesinger)最近在“生物科学”(Bioscience)杂志上写道：“描述性工作几乎是我们所知的全球变化生态学的基础。”他总结说，生物圈2号发生的历史“太有价值了，不能丢失”。

然而，这段历史的大部分似乎已经消失了。生物圈2号安装了数以千计的传感器来收集数据，但在他的新书“推动我们的极限”中，生物圈学家马克·纳尔逊说，这些数据中只有一小部分被分析和发表。当纳尔逊博士向亚利桑那大学询问其他问题时，他被告知该大学没有。他写道：“简单地接受这些重要数据已经消失是可耻的。”

当被问及纳尔逊博士的断言时，生物圈2号现任副主任约翰·亚当斯(John Adams)回答说，“亚利桑那大学没有转移任何历史数据档案。”它们消失了吗，就像亚里士多德遗失的一本书一样？

自艾林和范蒂洛闯入生物圈2号以来的25年里，我们这个物种深刻地改变了生物圈1号。1994年，大气中的二氧化碳浓度为百万分之358。现在这个数字超过了410--这个水平至少在过去三百万年里都没有见过。

科学家们了解这种震动的一些影响。首先，地球正在变得越来越热。但二氧化碳可能会产生许多其他影响，比如使海洋变得更加酸性，而且可能会有更多我们无法理解的变化即将到来。也许，在亚利桑那州的一次奢侈实验的记录中，有一些线索等着我们去发现。

卡尔·齐默(Carl Zimmer)为“纽约时报”撰写这篇文章专栏，著有“她有她母亲的笑声：遗传的力量、变态和潜力”一书。

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