北极科学研究的启迪

　　简略介绍了科学史和几种主要科学哲学观点之后，还是让我们回到北极，看一看北极科学究竟带给我们一些什么样的启迪。

　　200年来，每当探险队员或考察队员站立在北极那万古冰雪荒原之中，瑟缩地忍受着那似乎永不停息的寒风时，他们对北极最深的印象会就是“回到了史前时代”。就好像时光忽然倒退了几十亿年，地球刚刚形成不久，世界还处于太古洪荒的原始状态。生命似乎刚刚起源，仅仅有一些简单的藻类、苔藓等低级生物。的确，北极（当然也包括南极）的生物种类比起中、低纬度的温带和热带少得多，生态系统也相对简单得多，系统内相互影响的因子也少得多。

　　实际上，最能引起生物学家和生态学家兴趣的，首先就是北极特殊的原始生命状态。由于与中、低纬度相比，北极生态系统的界壳（边界）比较清楚，因此他们巧妙地利用北极这个“史前世界”，开始生命与生态早期演化的研究，要来看看地球的生命世界究竟是怎样一步一步发展到今天这个样子的。

　　对于具有大科学观念的现代地球科学家来说，非线性的系统论是必不可少的有效工具之一。他们把地球看作一个整体系统，而“整体地球系统”中又包含许多子系统，如气候系统、生态系统等，而子系统里又包括许多更低一级的次级干系统等等。

　　但是在当前“全球变化”研究浪潮中，世界各国的许多科学家开始感受到某种新的迷惘，他们越来越担心他们的辛勤工作可能会劳而无功，因为随着数据的不断积累，所显示的结论却陷入越来越深的相互矛盾之中。这就是系统研究的致命弱点――系统的复杂性。它表现在系统的非线性特征、不同层次多因子相互作用和“界壳”的不确定性。这就好像解一道方程，公式已经列出，但是参数却无法确定。科学家只好假设一些参数值进行计算，这样一来，最终获得的结果自然是不大靠得住的。目前，在全球变化研究中最重要的“不确定性”有三个，它们是：演变序列不确定、演变分界线不确定、系统驱动力不确定。

　　那么，究竟怎样做才能够最大限度地降低系统分析中的不确定性呢？只有一个简单实用的方法，那就是尽可能选择一些结构简单的、相对比较独立的、具有典型意义的系统进行分析。通过简单系统的研究获得可靠的方法与经验，然后再逐步弄清那些比较复杂的系统。现在看来，北极的环境系统就比较简单，而且处于相对天然的原始状态，这正好是环境科学家们求之不得的地方。

　　北极世界对科学家的另一个启发是重新估价生命的意义，重新估价生命对于我们所知的客观世界的意义。的确，北极的生命世界给我们留下的最深印象是它们的顽强。它们在极度严寒中生生不息，而且一旦环境稍有好转，便立刻势不可当地蓬勃发展起来。生命真是一种奇特的现象，它和非生命世界完全不同，甚至连无坚不摧的滴定律在生命系统面前也终于败下阵来。

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