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《失控》笔记 第 08 章 封闭系统(CLOSED SYSTEMS)

(2011-03-23 23:06:04)
标签:

生物圈二号

封闭系统

生态系统

微生物

杂谈

分类: 《失控》笔记

8.1 – 密封的瓶装生命(Bottled life, sealed with clasp

8.2 – 邮购盖亚(Mail-order Gaia

8.3 – 人与绿藻息息相关(Man breathes into algae, algae breathes into man

8.4 – 巨大的生态技术玻璃球(The very big ecotechnic terrarium

8.5 – 在持久的混沌中进行的实验(An experiment in sustained chaos

8.6 – 另外一种合成生态系统(Another synthetic ecosystem, like California

从本章开始的连续三章,KK进入生态学领域。本章涉及:复制珊瑚礁 coral reef replicas,组装生态系统 ecosystem assembly和生物圈2号项目Biosphere 2 project !

很多人,都爱在家里放一个水族箱!这就是一个小的生态系统,涉及到:水溶气体、微量化学元素、酸碱度、微生物种群、光照、波浪模式、温度….. 而其中的微生物常常是最至关重要的。科学家认为:“任何一个生态系统里,微生物都肩负着‘闭合生物元素之环’的作用”!是它们最终供养着地球上无穷的可见生物。从哺乳动物肠道中的微生物,到粘附在树根上的微生物…. 说到这个,恰好我母亲就是研究肠道微生态的,她说,人的肠道内,有1公斤的微生物细菌,他们起着帮助消化的重要作用,甚至还能分泌一些类似“激素”的人体需要元素。很多老年人到了国外,吃不惯西餐,有些甚至得肠癌,就是因为老年人肠道的微生物群的适应能力比年轻人差!此为“落叶归根”的道理!

KK同时提到,从系统科学的角度,地球在物质上就是一个封闭系统。另一方面,从能量/信息的角度,地球又是开放的:阳光照射着地球….

于是,科学家开始制作一些密封的生态球(living planet),外形看起来就像一个烧瓶,整体密封,里面可能有4只盐水虾、一团挂在一根小珊瑚枝上的毛茸茸的草绿色水藻、数以百万计的微生物、底部一些沙子…. 她只接受光照,这样的生态球,有一个十分迷人的称号:XXX号世界!

 

这些世界球,有些可以存放十年以上;有些会产生意料之外的结果,如:爆发了繁育潮,球里增加了30多只小虾仔。而且,有意思的是,你偶尔晃动一下这个生态球,还是一件好事,扰动给生态系统带来新的平衡!

当你注视着这个小生态球时…. 你有没有这样一种感觉,我创造了一个“小世界”!?

…….

上世纪70年代开始,一些人从小生态球开始,思考另一个问题:如果人类需要在太空中长期旅行,能否设计一个大的生态球,可以让宇航员在其中生活?这样太空旅行就可以自给自足。这个想法的另一个出发点是,如果大灾难来临时,人们是否可以躲进类似的生态球一段时间!?这就是生物圈(Bioshpere)2号的由来。

1988.9,约翰.艾伦在这样的密封装置里进行了第一次为期三天的实验,他出来时,里面的空气还是那么的湿润、浓厚和“鲜活”。后来,生物学家琳达.利在小玻璃棚里过了三个星期!我非常佩服这些女科学家们的勇气!

 

但,这样一个生态系统,也存在一些“蝴蝶效应”,琳达动了动手指,翻了一下土,使里面的大气平衡发生了改变。

随后,科学家们开始实验一个“八人方舟”,也就是能为八个人无限期的提供食物、水、氧气和庇护的一个“瓶装世界”!需要一个三英亩,十五米高的一个大球,1988年开始建,这就是著名的“生物圈2号”(the grand project Biosphere 2 – Bio2)(我们把地球叫做生物圈1号)!

 

KK在8.5节中,介绍生物圈2号的建造过程,称它为一个在持久的混沌中进行的实验(An experiment in sustained chaos)。设计师最终发现,你不可能扮演上帝把所有的细节都设计好!太复杂了!你所能做的唯一事情,就是把你设想的所有部件收拢到一起,然后让他们自己组装成某种行得通的东西。这就是合成生态学的原则(”Principles of Synthetic Ecology”)

生物圈二号进过两年半的实验后,最终宣告失败,原因有:化学元素循环平衡失调、物种关系失调、水循环失调、食物短缺… 2005年,该工程被出售,现在成为观光社区!

然,生物圈二号的设计师们总结出了一些“生物圈原则”(the Principles of Biospherics):

1、微生物做绝大部分的工作。Microorganisms do most of the work.

2、土壤是有机体。它是活的。它会呼吸。Soil is an organism. It is alive. It breathes.

3、创造【冗余】(多余)的食物网络。Make redundant food webs.

4、逐步的增加多样性。Increase diversity gradually.

5、如果不能提供一种物理功能,就需要模拟一个类似的功能。If you can’t provide a physical function, you need to simulate it.

6、大气会传达整个系统的状态。The atmosphere communicates the state of the whole system.

7、聆听系统:看看它要去哪里。Listen to the system; see where it wants to go.

在本章的最后,KK将这样的封闭系统扩展到了宇宙,他说:“宇宙的生态类型是:封闭系统(各星球)中的某个星系,像被锁在镜像瓶里的变色龙那样疯狂的发明者各种东西。而时不时地,从一个封闭系统中产生出来的奇迹,就会给另外一个封闭系统带来震撼。”8.8-P220(The ecology of the cosmos is this type: a universe of isolated systems (planets), furiously inventing things in that mad way of a chameleon locked in a mirrored bottle. Every now and then marvels from one closed system will arrive with a shock into another.)

由此我想到,当两个封闭的星系生命相遇会发生啥!?

封闭的银河系孕育了我们地球人类,当碰到另一个封闭的星系的某外星智能时?是我们会大吃一惊,还是对方会大吃一惊呢。。。!?

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