《三思·科学》电子杂志
第二期，2001年8月1日

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封面

编者的话
[异调]我们的杂志

封面故事
[异调]克莱因瓶

新闻
谁是我们的祖先
剥开香蕉的秘密
妥协与希望
发现一打土星月亮

求知
[陶世龙]人人都需要重新认知地球
[柯南]温室的昨天、今天和明天
　——IPCC关于全球变暖的报告
[九歌]行为生物学常识(连载)
　　二、行为的生理机制(下)
　　三、行为的遗传和发育
[清人]伟大的相对论(连载)
　　四、相对论的实践与检验
　　五、相对论的基础及推导(上)
　　五、相对论的基础及推导(下)
[陶世龙]水怪不怪

译述
《新科学家》：22世纪环境回顾
　　１、全球变暖篇
　　２、污染篇
　　３、人口篇
《自然》：科学的一致，还是政治
　　的一致？
《科学》：量子物理百年回顾

观点
[华华]战场硝烟弥漫
[逍遥]也谈科学宿命论
　　　——自由意志的难题

历史
[刘华杰]理性的彷徨(连载)
　　四、策尔纳
　　五、里歇
　　六、普索夫和塔格
[异调]ENIGMA的兴亡（一）
[碧声]我要去那遥远的非洲

书评
[柯南]说出你的秘密
　　——读《密码传奇——从军事
　　隐语到电子芯片》

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三思言论集
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　　　　　　22世纪环境回顾

　　　　　碧声译自Newscientist, 2001.04.22


　　　　　　　　　三、人口篇

　　　　　　 Debora Mackenzie


早上好。作为开场白，我想说，看到这么多人来参加22世纪第一年的
爱丁堡科学节，真是令人高兴。我今天的任务是讨论上个世纪发生的
人口大灭绝。它使得我们如今全球只剩20亿人，相当于1950年的水平。

马尔萨斯在18世纪首先提出，人口的增长可能超过食物的增长。当然，
在他的时代，这种情形并没有发生，此后两个世纪也如此。即使在世
界人口增长率达到巅峰的20世纪60及70年代，科学家仍成功地使得粮
食产量跟得上需求。这要感谢“绿色革命”，它最终把高产作物、化
肥和机械化农业推广到了一切可以使用它们的地方。有时也会出现饥
荒，但这是由于财富分配不均所致。

在20世纪90年代，人口增长速度明显放慢了。1994年人口统计学家预
计，到2050年人口可能稳定在90亿。许多人不再担心人口问题。

正如我们现在知道的，这个预计算是对了一半。世界人口确实达到了
90亿，却没能稳定在那上面。到21世纪50年代，食物产量急剧下降，
在许多地区，高产出的农业完全崩溃。导致大规模饥荒。其间，人口
密度过大触发了另两个因素：大规模移民和瘟疫。世界人口直线下降。

是什么使得20世纪90年代那乐观的观测变成随之而来恐怖？回想起来，
原因很显然：地球的确能养活90亿人——但只能坚持很短的一段时间。
环境的代价太高了，无法持续下去。简单地说，土壤和水用完了。

由于使用有害的农业技术向土地索取更多收成，我们毁坏了土壤。化
肥可能取代植物向土地提供矿物质，却不能重建那优良的微观结构。
过度耕作，再加上重型农业机械压实了土壤，使其更易流失。它们被
刮走，被冲走。

在20世纪末，这一过程已经在进行中。2001年，美国研究环境的机构
世界资源研究所报告说，土壤和水源的退化，已经使全世界16%的农
用地产量下降。

我们知道存在危险。但在许多地区，并没有采取什么措施来减缓土地
退化。这部分是因为，在世纪之交大多数农业研究被私有化之后，人
们对土壤结构的研究几乎降到了零——而且确实很难既放弃原有的技
术又同时保持产量。

最终，土壤退化使澳大利亚、亚洲东部和欧洲的粮食产量下降了一半。
21世纪50年代的大规模沙尘暴，卷起数以百万吨计的、不可替代的表
层土壤，富裕国家也开始经受饥荒。

北美倒是没有遇到这问题。耕作的主要功用是去除杂草，在抗除草剂
的转基因作物面世之后，北美的农民逐渐用除草剂取代了耕作。欧洲
一直抵制转基因作物，直到2035年才接受，但此时已经太迟了——为
了北美而开发的作物品种，无法在那已经退化的土壤上茁壮成长。

但北美有其它的问题，主要是水资源短缺。许多灌溉地区已经用尽了
古老的地下水；其它地区从通过雨水补充的蓄水层中取水的速度，也
超过它们补充的速度。在2000年，印度旁遮普帮就已经以 2 倍于雨水
补充的速度从蓄水层中汲取灌溉用水。到2020年，这些水已经耗尽了，
就像中国北部心腹之地一样。此后不久，北美西部的Ogallala蓄水层也
干了。在这些地区，农民们不得不重新依赖起雨水，而气候变化已经
开始令雨水更加不可预期。

在水源不依靠蓄水层的地方，膨胀的人口也使饮用及灌溉用水的需求
量超过供应。在2001年，按当时增长率估计，埃及、苏丹、埃塞俄比
亚的人口可能在50年内增加一倍。埃塞俄比亚使用灌溉系统来强化其
高原农业，但这需要更稳定可靠的水源供应。于是，2026年，它开始
在蓝色尼罗河上修筑大坝。

80%水供应依赖尼罗河的埃及，在当年即毁掉了大坝。一场血战之后，
埃及控制了整个蓝色尼罗河的水源。类似的压力，以及内盖夫地区蓄
水层的干涸，促使以色列于2029年攻下了约旦，而伊拉克则轰炸了土
耳其筑于幼发拉底河上的Ataturk大坝。这被普遍认为是漫长的水战争
之开端。

来自大海的食物也减少了。现在看起来，大海里的野生鱼类在一百年
前居然能够为数十亿人提供蛋白质，真是不可思议。我们从海里捕捞
鱼类的速度，比鱼繁殖生长的速度更快。到2020年，许多主要的鱼产
品储量崩溃了。如果从那时起全球全面禁止捕捞，或许能使一些鱼类
恢复过来。但是人们对蛋白质的需求量如此庞大，没有人能够在政治
上鼓起这勇气。一度富饶的海洋，现在被一些几乎不能生产什么蛋白
质的物种占据了。在许多情况下，这些改变将是永久的。

在鱼类产量减少时，城市的繁荣速度倒增加了，特别是在东亚。这使
得人们对牛奶和肉类的需求剧增，焦渴的家畜对水的需求量也增加了。
但最大的问题在于粮食储备：平均需要3公斤谷物，才能够产出1公斤
肉。只要肉食者还付得起钱，中国庞大的养猪企业，就能轻易地在粮
食市场上与贫穷的人们争夺谷物供应的竞争中胜出。在21世纪20年代，
谷物价格上扬了2倍，引发了一连串的饥荒。

科学家们此时都在做些什么呢？毕竟，在千年之交，人们已经预见到
了许多有关食品供应的威胁。有些土地已经接近其产出极限。绿色革
命带来的高产出，依赖于新的作物品种，它们能把光合作用吸收的碳
在更多地积蓄在种子而非茎叶里。到2000年，我们也已经把植物推到
了它们的极限。在日本等地的农田，人们对农田施用的氮肥也达到了
植物所能处理的极限。

在世界许多地区，仍存在着提高产量的空间，乐观主义者提供了大量
的技术手段来弥补，例如更好的作物品种和农业技术。但往往是在解
决手段准备好的时候，问题已经发生了变化。我想，打败我们的，主
要是问题的复杂程度及变化的速度。球门总在换地方。

最大的挑战当然是气候变化。如我们所知，在一百年前适宜种植麦子
的大多数地区，现在已经不是太热、太干就是太湿。在还有足够的土
壤和水的地方，玉米和高梁能够提供大量的粮食，但培育合适的品种
需要时间。

同样地，若不是俄罗斯和加拿大在北极地区种植转基因高产大麦，我
们中间的许多人可能这会儿都不存在。但为培育适宜在融化的永冻原
上生长的品种，费了足足20年时间。

气候变化意味着害虫也在变化。中国北方的蓄水层干涸之后，人们培
育出了一种适合旱地生长的麦子。但随着地区气温升高，南方的害虫
和疾病向北迁移。新品种麦子是为对付原来的害虫设计的，在新害虫
的攻击下非常脆弱。为了应付新问题，人们推出了一个又一个的新品
种，但没有一种能够长久地坚持下去。

疯狂地开发新品种，也引来了新的问题。人们往往试图把几种高产特
征融合到世界所有地区的品种中去。在2047年小麦腥黑穗病爆发之时，
几乎全世界所有的小麦携带的都是同一套光合作用基因。不幸地，腥
黑穗病真菌所攻击的恰好就是这些基因编码的那些特征。2053年，该
疾病横扫全球小麦，到如今世界小麦产量也没恢复。

贸易全球化减轻了初期的地区性食品短缺。2002年的里约十年地球会
议（译注：设想中的在1992年里约地球峰会十年后召开的另一次环境
与发展大会）曾作出著名的预测，说所有的饥荒都会减轻，因为粮食
产量的短缺可以通过进口来弥补。然而他们忽视了一点，就是全球贸
易也使昆虫、植物和微生物流动得更频繁。由于没有天敌来控制它们，
这些外来的访客成了害虫。更糟地，如同以往，这些害虫迅速对农民
用来消灭它们的化学药品产生了抗药性。为了寻找新的农药，大公司
们很是过了一段烦难的日子

面对这一切，许多农民加入了一场世界性的出走风潮，把土地卖给不
断扩张的城市。他们使这些卫星城市里的失业人口不断增加，这一过
程在20世纪90年代的上海等大城市已经开始显现。饥饿的无业游民几
乎在所有地方都造成政治不稳，这反过来又促使大量的人背井离乡讨
生活或逃离暴力。为了昂贵的食物、清洁水源和卫生保健而挣扎，加
剧了贫富矛盾——特别是当电视和互联网不断地告诉穷人，他们所未
能拥有的是些什么。

城市的规模也给它自身造成了问题。运进大批的食物、运出大量的垃
圾变得越来越困难。无论哪一过程不顺畅——即使并不严重，也会使
人们死于暴力、逃亡或简单地饿死。

最糟糕的，当这些巨型城市雨后的蘑菇般涌现时，密集的大量饥民在
成为一个传染病滋生的极佳温床。人口过多可能传播麻疯之类的疾病，
该病在21世纪30年代重新在欧洲露头。城市规模过大，超过其污染水
处理饮用水系统的能力，导致卫生水平下降，使痢疾之类的杀手登场。
气候炎热、垃圾遍地的城市，终于使2047年出现了腹股沟淋巴结炎的
大流行。2056年，斑疹伤寒波及全世界。不堪负荷的医疗服务系统无
法恰当地处理这些疾病，特别是在抗药菌株大面积泛滥使得抗生素失
去效用之后。

难民数量太多也是疾病传播的重要因素，例如疟疾重新入侵北美，而
暖冬又助长了这一过程。在非洲和南美，不断膨胀的人类定居点入侵
新的区域，特别是沙漠和热带森林。这使人与动物产生新的接触，导
致了至少二十多种新疾病的产生，包括猴斑疹（译注：一种假设中的
疾病），以及导致欧洲发生中世纪以来最大规模死亡事件的出血症。

农业给我们更多的瘟疫。袭击人类的动物疾病开始增加，例如2018年
由猪群中产生的弗兰德斯流感（译注：另一种假设中的疾病），上世
纪五大流感中的第一个。新疾病也在巨大而拥挤的牲畜饲养棚里产生，
牲畜的全球流动更助长了这种过程。口蹄疫的人类型于2065年在台湾
产生，从此失控地传播开来。

如果进行安全预警，有可能防止这些传染的产生。但由于食物和水的
需求增加、成本都上升，饱受压力的农民负担不起这开销。例如在第
一种普里昂疾病（译注：即疯牛病）产生时，欧洲的经济能力使之能
屠杀超过 100 万头牛——仅仅因为它们的脑部可能会被感染——这在
今天听起来简直是疯了。

饥荒，战争和瘟疫一直占据着人类的历史，但它们在过去一个世纪里
格外狂暴。土壤、水源、气候和谷物的天然支持系统瓦解了，这一切
都发生得太快，使我们来不及应对。

我们能否避免这些悲剧？我想是可以的，如果我们行动得够早。我们
曾经有这技术——或有开发这技术的能力——来养活90亿人，使他们
免遭疾病之苦，并生活在和平里。但我们从来没能在社会、政治和经
济上足够有组织地维持得足够久，以便在需要的时候和地方来实施解
决方案。

有时我疑心，就算是工业和政治力量在这个千年之初都全球化了，又
会有什么不同。我知道设立全球政府的想法很异端，但在关于合并的
担忧之外，存在如此多的、靠国家或地区政府的力量不能解决的危机。
如果成立一个全球政权，或许能够监控并可能阻止袭击人类、动物和
农作物的疾病传播；可能及早地对可预见的危险进行研究，例如一种
仅依赖于几个基因的麦子品种；可能及时地为大量移民提供工作。我
们这些剩下来的人，已只能够猜想，当初如果这样，会发生些什么了。

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　　NewScientsit　　IPCC,政府间气候变化小组
　　联合国气候变化框架公约缔约方大会，July 16 - 27, 德国柏林