氣候如何成為洪水猛獸

孫萌萌

世上并沒有作為實體的氣候，它是一個歷史的、文化的概念。英文climate 一詞，來自古希臘語，原意為“傾斜”。這個意思跟我們今天的用法看起來差別很大，它是一個占星學術語，可簡單表述為：地面上太陽輻射傾斜角度一致的區域。這個意思與后世關于氣候帶的想法有直接關系，但在那時它還僅僅意味著由太陽輻射角度和時長來定義的緯度。直到十六世紀，法語文學作品中才將climat與天氣聯系起來，這意味著至少到那時，歐洲日常用語中的“氣候”已經具有與今天類似的含義。就科學觀念而言，氣候至十九世紀形成了其科學定義：一個國家或行政區天氣的平均狀況。這個定義沒有考慮“平均狀況”的期限，那是因為直到二十世紀初，除卻直覺外，人們還沒能從統計學上“看到”某地的天氣平均狀況在幾十年、上百年內有所改變。氣候與每天變動不息的天氣不同，它通常意味著一種穩定狀態。這種穩定狀態也決定了人們可以像給動植物分類一樣，給氣候分類，并研究不同氣候類型中物產、人種的不同，最終形成某種秩序和等級觀念。

中文的“氣候”則是另一個故事。盡管許多中文科學詞匯都由日本舶來，但“氣候”這個詞不僅是中文所自有，其含義與它自身的宇宙論背景不可分割，而且至少在十九世紀中期就被用來對譯英文的climate了。儒家經典文獻《禮記·月令》奠定了中國傳統的月令文化的基礎，是中國古代關于氣候的一種典型認識。它描述孟春之月：“是月也，天氣下降，地氣上騰，天地和同，草木萌動。”四時運轉、寒暑交替、草木榮枯、鳥獸化生，都在氣的循環中，乃至于人的身體變化也在此循環中，這是中國傳統醫學的基礎。氣的四時循環與候（時候、物候）一起，聯結天、地、人的三才系統，構成了一整套關于氣候的理論。氣候的異常改變屬于傳統災異學說，在兩千多年的大部分時候都與大一統或地方政權的政治緊密相關。自明末西學東傳以來，我們在西學翻譯作品中看到許多對氣的重新解釋，也看到西方氣候知識的譯介。等這兩者開始合二為一，已經到了十七世紀。例如，傳教士南懷仁在一部解說世界地圖的著作中，借“氣”字翻譯西方“四元素”之一的“氣”概念，用來解釋風、地震等現象，這就將氣的意思大大窄化了。又過兩百年，傳教士在翻譯一部英文地理教科書時，開始使用“氣候”一詞來對應Climatology（氣候學），只是與英文原著相比，中文“氣候”的描述模棱兩可，似乎仍保有氣候的傳統含義。當然，這種模糊性隨著二十世紀初西學的進展及庚子賠款留學生的歸國，都宣告消失了。

氣候觀念的變遷和文化差異，指向了一個值得推敲的問題：今天，當我們每每將災難甚至世界末日與氣候聯系起來，把氣候當作洪水猛獸時，這件事是如何歷史地發生的？其背后的宇宙論又是什么？

“氣候是頭野獸”

電影《后天》中因溫室效應導致氣候變暖、冰面破裂

好萊塢電影《后天》（2004）或許最能代表我們對氣候災難的想象。這部電影，包括它的原著《即將來臨的全球超級風暴》（1999）里所設想的氣候突變，與我們熟知的全球變暖理論有許多不同。它們設想二氧化碳排放并不會導致持續的全球暖化，而會在某個臨界點導致氣候變冷，甚至引起一次冰期。同樣的設定還出現在美國科幻小說家金·斯坦利·羅賓遜的“首都科學三部曲”中。這一設定的科學依據，來自古氣候學家華萊士·布洛克于上世紀八十年代提出的“大洋傳送帶理論”——洋流系統攜帶著熱量，像一條傳送帶一樣維持著全球熱量的分布和平衡。墨西哥灣流向北延伸，將相對溫暖的海水從南大西洋和加勒比海輸送到大西洋的北端。在這個過程中，歐洲比原本更溫暖了。接著，暖流在北大西洋冷卻并下沉到海底，轉而向南方繼續流動，形成一個閉環。如果北極地區持續變暖，冰蓋融化，會有更多的淡水注入北大西洋，使流經此處的表層海水濃度降低而無法下沉，傳送帶就會關閉，歐洲和美國東部地區也就會面臨低溫的威脅，甚至全球的氣候模式也會改變。這個理論所說的氣候“突變”并不像電影中那樣在幾天之內發生，而是幾百年。

科學和幻想之間的界限可能遠沒有想象的那樣清晰。事實上，作為全球氣候變化科學的權威，政府間氣候變化委員會（IPCC）發布的氣候變化科學報告，總會為幻想作品提供新的素材。一些科幻作品研究者已經發現了其中的關聯。幾年前開始在歐美崛起的新的文學流派“氣候幻想”正在成為科學報告的一種補充。評論家期望這一流派的作家運用想象力，推測人類在氣候危機面前可能做出的選擇和結局。

反過來說，氣候科學的發展也有可能借助想象嗎？或許一場持續二十多年的關于氣候變化的爭論可以部分地回答這個問題。上世紀六十到七十年代，科學家就未來幾十年氣候會如何改變而陷入爭論。爭論的開端是從變冷開始的。歐洲的科學家在四十年代積累了較長時間的氣溫資料，少數人已經注意到北半球高緯度地區的氣溫正在往低處走了，他們在國際氣候大會上呼吁人們關注這種傾向，但回應者寥寥。又過了十幾年，變冷趨勢已經十分明顯，一些氣候學家加入了這場觀察和分析，同時人們開始對氣候為什么會變冷產生了興趣。整個二十世紀六十到七十年代，伴隨著環境主義的興起，富有想象力的氣候學家開始關注工廠煙囪排出的氣溶膠對氣候的作用。他們的模型和計算認為，氣溶膠會使氣溫降低，這就是二十多年來氣溫持續走低的原因。那時候大部分的氣候學家強烈質疑這種說法，氣溶膠是否能夠持續地作用于氣候是不明確的，何況自然界中影響氣候的因素如此之多，在沒有全部納入計算之前，單獨強調任何一點都是不合理的。更多的人認為氣候雖然在變冷，但人類能起的作用微乎其微。參與爭論的當然還有溫室氣體理論的支持者，盡管他們堅持氣候會在持續走低之后轉而變暖，但是在氣候改變的原因上，又與“氣溶膠派”有強烈的共鳴：人為因素才是氣候變化的主要原因——這當然也遭到激烈反對。在氣溫真的開始回升之前，爭論一直僵持不下，而各方的論據都不足以給出確定答案。在這二十多年間的大多數年份，氣候變冷的觀點曾經占據主流優勢，當地質學和古氣候學加入之后，甚至引起了關于下一次小冰期即將到來的傳說。媒體報道、科幻小說，用不同的方式持續渲染對即將到來的小冰期的恐慌。

計算機模擬的核戰爭造成的核冬天氣候

二十世紀七十年代初，由蘇聯和美國的博弈而引發的糧食危機恰與小冰期傳說相遇，并引發了一系列反應。危機和恐慌從日本波及中國。那時已經進入致事之年的氣候學家竺可楨在日記中記到：“日本氣象學家根本順吉送來他所著《河期 向 地球》（《地球走向冰河時代》）一書……有‘冰河時代的警告’一章。他是相信地球正在走向另一次冰河時期，……根本順吉的看法與我完全不同，我在《中國五千年氣候變遷》一文中指出，相差1℃到2℃，不能影響什么。”記完這些沒多久，竺可楨便過世了，而中國也開始摸索氣候預測的方法。

無論是即將到來的冰期，還是全球暖化，氣候的災難圖景，醞釀于冷戰時期。除了七十年代初的糧食危機，更具有戲劇性的歷史事件還有兩例。其一是，1972 年，由捷克斯洛伐克移民至美國的世界知名地質學家喬治·庫克拉致信美國總統尼克松說，下一次冰期將在一個世紀之內到來，而蘇聯已經在關注這一問題。這極大促進了氣候變化問題進入美國政府的政治議程。其二是，二十世紀八十年代初，行星天文學家兼科幻大師卡爾·薩根與另外四位天文學家發表了關于“核冬天”的研究成果，他們給出的氣候模型預計核戰爭將會造成嚴重的氣候后果，這成為當時反核運動的標志性事件之一。戰爭的現實恐懼與對未來環境惡化的想象，是那場曠日持久爭論的背景板。

回到電影《后天》中的科學。正如許多經歷過那場爭論的科學家一樣，大洋傳送帶理論的提出者華萊士·布洛克經歷過氣候預測的復雜性和不確定性，而那一次次的觀念轉變，就跟他所看到的地質時期的氣候變動一樣，既驚心動魄，又捉摸不定。華萊士·布洛克與他同時代的人看到的并不在于氣候變冷還是變暖，而是變化本身，因為那些想象中令人恐懼的突變，才是人們認識氣候變化的關鍵。在他的實驗室中，懸掛著一條蛇形布偶，上面寫著：“我是氣候野獸，我餓（生氣）了。”盡管相對于許多其他的全球變暖理論支持者，他并不認為二氧化碳的溫室效應能夠預測，但他也一樣，在某個方面反而非常樂觀：我們能夠通過控制自身，（至少部分地）重新獲得對自然的控制力。

恐懼背后

關于上世紀那場爭辯的過程和意義，當然還有許多未盡之處。歷史學家對這段時期資料的掌握極為豐富，但歷史的書寫卻往往選擇性地遺忘了許多事，人們記得更多的是一種“正確”的理論如何遭受輕視，卻又幸運地被更聰明的人送到我們面前。對氣候科學的歷史書寫是同樣的情形，歷史學家無法不顧及當下的立場。面對瑣碎甚或看似毫無意義的事實，還有許多其他看待事件的方法。例如，如果我們深入到那些現在看起來危言聳聽的末日預言背后，在無法審判的各家結論之間，究竟是什么在決定著人們想法的轉向？

Climatology（氣候學）一詞是十九世紀的產物。-logy來自古希臘語它的含義可能有多個，但在這里主要表示對某個主題較為寬泛的研究，例如Astrology（占星學）是指對星星的研究；相比之下，-nomy 來自指的是規則、法則，例如Astronomy（天文學）指星星的法則。構詞法的這個區別使得寬泛的氣候學相較于探討規律的天文學，似乎矮了一截。二十世紀七十年代，美國的一位氣象學家就曾提出，應當用Climatonomy 一詞專指物理及數學方法的氣候學研究，即“對任意行星表面物理環境決定因素的一種數學解釋”，以區別傳統的、描述性方法為主的Climatology。

溫室效應帶來的危害

這個意見當然并未被采納，但是它非常典型地反映了氣候學研究中有兩種方法論的競爭，歷史學家習慣用“統計氣候學”與“物理氣候學”來描述它們。然而從根本上來說，它們卻只是同一種追求的兩個階段而已。十九世紀的學術史上，統計學思想的發展代表著一場深層次的科學革命。人們相信通過統計學，那些原本不屬于自然科學研究范疇的內容，都可以通過數學化而走進偉大的科學殿堂。“氣候”從一個具有占星學背景的術語，變成表示天氣的日常語言，又獲得它的現代科學定義，這第二次轉變即在于統計學的應用。一個地方的天氣有沒有可以用數表示的總體狀況？于是，雨雪變成降水量，寒暑變成溫度，風變成風向和風速……這些數據的長時間累積，就構成了一個地方的氣候。發展到二十世紀初的統計氣候學，不能滿足于對這些數字的累積，不能滿足于數字的精確性給氣候分類帶來的直觀性與明晰性。就像物理學的原則那樣，統計氣候學所累積的數字，需要成為一種更先進的“數學氣候學”的資料，為尋找氣候變動的原因鋪路。

到這里，我們應該可以想到，即使當人們面對一個十多年來一直下行的溫度曲線，也還是無法判斷接下來的幾年究竟會如何。二十世紀七十年代的許多批評者將這種預測方法類比于股票市場。然而，那些相信氣候改變由于有太多的原因而無法做到真正預測的人，也并沒有錯。究竟什么人可以如同上帝一般，將世間的一切都算計在內，哪怕一絲輕輕拂過的微風也不遺漏？哪怕一只蝴蝶扇動翅膀也看在眼里？

最先對此做出承諾的人，是現代計算機的創始人馮·諾依曼。1946 年，馮·諾依曼在普林斯頓大學高等研究院設計和建造了一臺電子計算機。這個計算機項目被分為四個部分，其中包括氣象學工程。1946 年氣象學項目獲得了美國海軍、氣象局及空軍的資助。對于馮·諾依曼來說，氣象學工程的最大吸引力不在于民用天氣預報，而在于戰爭——比方說，如果掌握了天氣并進一步控制天氣，美國就能通過引導一次干旱來毀滅蘇聯的農作物收成。氣象學項目帶有強烈的冷戰科學的色彩。到1955 年，該項目實現了基于計算機的天氣預報，也就是數值天氣預報。不過這種成功，實際上是建立在對模型的數學簡化，而非前面提到的將所有因素納入計算的那種想法。根據馮·諾依曼的設想，氣象學項目原本就是為了一個更宏大的目標所作的實驗性工作——“如果區域性的天氣預報證明可行，馮·諾依曼便打算將目標轉移到極具野心的問題上，即模擬整個大氣，這隨即使氣候模擬成為可能”。于是，自二十世紀五十年代末開始，隨著計算機計算能力的提高，大氣模式不斷往復雜化的方向發展。

到二十世紀七十年代，盡管統計氣候學家可以用數據為自己的觀點辯護，但一種基于數學模型和計算機計算能力的新的預測文化已經占據氣候科學的前沿。氣候變化引起恐慌的背后，反而是一種生機勃勃的自信，一種快速膨脹的對自然在智識上的掌控力。

預測與宇宙論問題

將氣候視作災難、洪水猛獸，不是一種末日的悲觀，反是樂觀？不是對未來的境遇喪失信心，反是自信滿滿？這聽上去多么匪夷所思啊。其實，災難也好，洪水猛獸也好，它們都在描述一種失控狀態。然而，沒有控制又何來失控？對照中國古代的災異觀會發現，這種強要控制的想法從未占據過中國思想的主流。中國人信天命靡常，“不知所以然而然，命也”（《列子·力命》），所以既不會在智識上強求理解天，也不會將人的德性與天命做絕對的捆綁，從而以道德綁架天意。既然天命變動不居，中國的預測（占卜）自然也不是要窺測天意（自然規律），而是要追隨天意變化的步數，通過調整自己的行為來改變命運的方向。中國占卜追求或然性和不易重復的結果，這和西方現代科學決然相反（參見吳飛《“陰陽不測之謂神”——略論先秦的天神信仰與命運觀》）。

氣候預測則是決心要一窺那決定了的天意。它的方法是數學模型，也就是將地球重要的物理過程數學化，喂給它數據，以觀測結果。前文曾提及，自二十世紀五十年代計算機在天氣預報上成功以來，氣候模型變得越來越復雜，它們似乎在向著重新造出一個地球的方向發展了。但是這個偉大設想，在六十年代初就遇到了一個巨大障礙——著名的“蝴蝶效應”。這個理論指出，確定性的非線性方程可能存在內在的隨機性，任意微小的改變都可能帶來巨大而無法預測的結果，這意味著精準的長期天氣預報（氣候預報）是無法實現的。過去一百年中變暖和變冷的趨勢可能并不是氣候對氣溶膠、溫室效應或任何具體因素作出反應的證據，而僅僅是這頭野獸在面對外部壓力時遵循著它無數復雜的內在反應，無規律地橫沖直撞。

然而，這個困難并沒有阻擋預測的進行。為了使預測研究繼續下去，二十世紀七十年代，氣候的可預測性問題被劃分為兩類。第一類將氣候作為時間的函數，即確定一段有限的時間內，大氣統計數據如何變化，這也就是我們通常認為的那種預測，類似于問明年是否會發生干旱；第二類預測性問題是與時間無關的一種預測，典型的如大氣二氧化碳濃度提升一倍，關于氣候如何變化的問題，美國氣象學家愛德華·洛倫茲認為：“如果我們真的預期在未來一個世紀二氧化碳濃度會增倍，我們主要的考慮應該不是特別長或無限的時間跨度上的統計特征如何依賴濃度的變化，而應該是下個世紀的氣候跟現在的氣候將有什么不同。”事實上，即使沒有二氧化碳，氣候也依然在變化，所以哪怕是第二種預測也并不能知道真實的結果。人們都想要第一種預測，但是由于做不到，模型專家們也就開始勉強認可第二種預測了。

大多數人可能從未考慮過關于可預測性的問題，因為它在我們現在的宣傳中很少提及。你想知道的是“明天會下雨嗎？”，回答的人會告訴你說：“我不知道明天會不會下雨，但是如果你穿得太多，你會比今天覺得熱。如果明天降溫，也許你就不會熱，甚至還會冷。”這大概就是以上關于氣候可預測性的情形。

影響氣候的變量非常多，理論上來說，第二種預測的對象可以是二氧化碳的增倍效應，也可以是水蒸氣、氣溶膠等的增倍、減倍效應。但這時候人們已經建立了一種信念，那就是比起那些自然的、無法控制的、偶然性極大的因素，真正值得我們關心的，是那個由我們自己引起的，因而也是可控的、必然的因素。二氧化碳增倍實驗在實驗室中被科學家非常謹慎地對待，在二十世紀六十到七十年代初，實驗人員常擔心他們算出的結果被認為是在現實中會發生的。曾經令諸多氣候學家轉變觀念、開始重視溫室氣體的模型專家真鍋淑郎區分了敏感度研究（即第二種預測）和真正的預測：真正的氣候并不一定會按照敏感度研究（溫室氣體倍增實驗）所預測的那個方向變化，但它可以就各種外部因素的相對重要性提出有價值的看法。所謂的外部因素，也就是那些氣候系統之外的因素，包括導致氣候變化的人為因素。

鑒于一些科學家從模式的簡化、對物理的理解尚不充分及理論與觀測不符等角度，對數值模型的計算結果提出不同程度的質疑，真鍋淑郎采取相對保守的態度，指出這一工作并不屬于氣候預報，而其計算結果也不具有決定性意義。然而，這種界定對于政策制定的需要來說恐怕并不令人滿意。隨著美國政府對二氧化碳問題在國內和國際政策中作用的關注，依賴氣候模型的二氧化碳倍增實驗從一種以增加知識為目的的虛擬實驗變成了對未來變化的預測；而其計算結果，也從不應過分認真對待的參考性結論變成了需要認真對待的確定性結論。

氣候預測的不確定性問題在后世一直成為氣候政策制定的重大困擾。氣候文化研究者邁克·休姆認為這種困擾正是根植于氣候變化研究的起源上：“為什么我們變得對氣候預報問題如此關注，那是因為在氣候變化的認知來源上，我們不幸地繼承了一種期望，即氣候變化研究的所有工作就是縮小不確定性，直到不確定性降低到某個水平時，氣候變化問題才變得有關系。”不過，這種對確定性的追求，并不是像他所說的那樣，僅僅是二十世紀七十年代氣象學家的職業習慣。西方文化中，命運是一種決定了的神意，只是常人看起來像是隨機和偶然的，因此古典時期西方的占卜也不像中國占卜那樣追隨變化，而是追求不變的真理和神意，以取消生活中的偶然。西方現代科學繼承了這種預測的宇宙論。

從溫室效應開始獲得關注的二十世紀七十年代末到今天，半個世紀過去了。許多對現狀失望的環境主義者認為，氣候政治是失敗的，因為溫室氣體并沒有得到有效的控制，人們依然生活在不確定的風險世界中。但另一種反思也早已出現——將自然界，乃至人類活動統統還原為物理過程和數學式，極盡所能追求確定性，追求對我們的居所與環境的全力監視與控制，以避免一切失控局面，不才是正在發生的真正災難嗎？但無論如何，在面對自然之時，人類是一個不可分割的共同體，人類的命運休戚與共，需要共同面對。