北极与全球科学研究的变化

　　人类文明并不是以一成不变的速度前进着。最近20年来，无论我们专心致力于哪种专业，都无法逃避这样一种感受，即我们生活在一个大转变的时代。我们必须寻求和探索新的资源，更好地了解我们的环境，并与大自然建立一种较少破坏性的共存关系。

　　在这个转变的时期，自然科学本身同样经历着剧烈的变革。科学家们日益迫切地感到，眼前的难题刚有眉目，立刻就面临更高层次、更大尺度的新问题。历来无可置疑的结论竟然被推翻，甚至于，智慧的安全感也变得靠不住；各学科之间的壁垒开始动摇，人类则从更基本的角度观察自己和外部世界；新的科学哲学观念（熵定律、光速壁垒与时间之矢等），使科学家们重新反省自己从不怀疑的世界观；新的方法论（协同论、突变论、耗散结构理论等）又使科学家们重新调整自己早已熟悉的思维方式。可以说，自然科学活动（包括狭义的社会科学研究）正在完成一个从机械论自然观向更高基础上的新的世界观的过渡。而二三百年来逐渐形成的规范（或称范式）科学研究方法，也正在从明确分工、单一目标的局部实证科学向综合性的大科学过渡。

　　大科学时代使得全身心沉湎于科学探索中的科学家们理所当然地超越出民族与国家的界限，因为他们面前的新的科学目标往往如此崇高而引人入胜，为达到目标所参与的科学活动又是如此广阔与庞大，以至于任何一个国家或民族都无力单独完成。

　　当然，科学家有自己的祖国，但是今天诚实的科学家都深刻地感到，他们更沉重的责任是面对全人类。正是出于这种对全人类的理性的责任感，使得各学科领域的各国科学家们共同组织起一个又一个大规模的国际合作计划。例如国际地球科学断面计划、全球洋流联合调查计划、国际全球大气化学计划、世界气候研究计划、国际卫星云层气候学计划、日－地环境监测计划，等等。实际上，这种单学科或以单学科为主的大规模国际合作的趋势，标志着大科学时代的第一阶段的开始。

　　新的科学目标不仅规模大，而且内容更根本、更复杂，涉及的学科更多，从而要求多学科共同合作。例如，“整体地球系统”概念就涵盖了几乎全部地球科学学科；国际地圈－生物圈计划的宏伟目标则要求地质、地球物理、地球化学、冰川学、海洋学、大气科学与生物学领域的科学家们密切配合；世界气候计划的研究目标也要求气象学、气候学、大气物理学、冰川学、地质学、海洋学、生物学等诸学科携手合作。这种多学科研究统一在一个巨大的科学目标之下，标志着进入大科学时代的第二阶段。

　　大科学时代科学活动的另一个趋势是研究目标向人类生活靠拢，开创“环境科学”新领域。谁也说不清环境科学究竟包括多少个传统学科，但环境科学本身的目标却很清晰：监测、预测环境变化，并提出改善人类与自然相互关系的种种方案。在这个背景中，迅速形成了一些新兴的研究项目，例如全球碳、氮、磷、硫循环、臭氧耗损、古环境记录与环境演变等等。

　　高技术的广泛应用，也是大科学时代科学活动的一个特点。而在北极与南极的考察活动中，这个特点尤其显著。许多最新式的仪器设备并不是在本国，而是在极地考察中最先使用。例如在国际地圈－生物圈计划中，美国、前苏联、欧洲共同体的遥感卫星就担负着观测海洋表面温度，海面色度（叶绿素），海面高度及糙度（波浪），极区无冰水域的分布及范围，海冰的集中区、范围及特征，海冰及冰山运动，海平面以上冰架高度，冰川的形态及运动，冰盖表面融化区，云盖，地表及云层反射率，地表、对流层、同温层温度结构，地球热辐射及太阳辐射的反射，大气扰动，平流层臭氧及其他痕量气体的分布等项任务。此外，大气对流模型、气候变化模型等工作也要依靠高性能计算机。

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