读了两年多一点的本科,刚开始觉得自己有点潜力,可以试着争一些东西。然后就遇到了点挫折,办砸了一些事情,认识到自己的能力在哪里。直接利益上,这件事负面影响比较大。但我很欣慰,因为这件事让我在心性上有了很大的成长,现在明白的代价总比以后明白的代价小。所以从人生上,我是赚的。而且,这件事让我彻底与生态结缘,并发现我喜欢的是生态,而对现代生物不是那么感兴趣。两年来接受了一些科研训练,明白了一些方法,我深刻意识到在科研工作中科学问题的选择应该小而具体。在此之前,无论作业还是实际研究,我没有选择过今天这么大而宽泛的题目,最直接的原因就是参考文献不好找。所以这次干脆就不找了,以下内容全都是我瞎吹的,不能当回事。
生态学作为一门研究“生物与环境的关系”的学科,到目前为止并没有一个如同牛顿力学公式在物理学中一样,放之四海而皆准的“定理”,因此生态学常常被人质疑究竟是不是一门真正的科学。比如生物多样性在全球尺度上和生态系统表现成正相关关系,但偏偏有些地区就是负相关或者不相关的关系。在很多研究范畴上,生态学研究的科学问题更像是现象的堆叠,而不是过程的驱动。我们想要明白生态学的本质,就需要明白我们研究的对象是什么,而不是“生物与环境的关系”这样一个具体的研究内容。
和生物学、化学一样,生态学在近代的发展有赖于技术的进步。统计学、信息科学的引入让生态学的研究不再仅限于抽象的描述,定量、精确的研究方法和实验设计被提出,为生态学的研究提供了强有力的工具。这一突破让生态学家们看到了新的方向,越来越多其他学科的方法被引入,社会科学、心理学、经济学、物理学、大气科学......似乎什么学科都能进来分一杯羹,而它们也确实做出了不错的成绩,比如行为生态学中大名鼎鼎的进化稳定策略背后就有着博弈论和运筹学的影子。在这个交叉学科的狂欢背后,却隐藏着一个被人忽视但细思极恐的问题,那就是为什么这些学科的方法能够在生态学领域奏效?生物学、化学等自然科学可以理解,这些都和生态学的研究对象有关。数学也可以,因为它的本质是通过一定的假设,通过正确的逻辑推导出一定的结论,除非有一天这个世界的运行方式变得疯狂而混乱,数学都是可以相信的。但心理学、经济学、社会科学,怎么能和生态学扯上关系呢?答案是这些学科研究的本质,在抽象范畴上与生态学无二。以心理学举例,我们可以轻易搞清楚一个人的性格,TA的社交关系和面对一些事情可能的反应,但当一百人、上千人聚集在一起,整个系统就会变得混沌而不可预测。也就是说,这些学科研究的对象都可以认为存在一个较为清晰的基本单位,在数学上叫变量,生态学上叫细胞、个体,在经济学上叫理性人,社会科学上叫“社会关系的总和”,这些基本单位都是方便观测的。但这些基本单位高度耦合,相互影响,其组合是混沌的,变得难以预测,甚至连观测都变得极为困难。用数学的话讲,这些变量不是相互独立的,加上这些变量本身的分布就极不规则,加上联合分布的维数就变得极高,联合分布就更加复杂。在统计力学上,这种现象叫“涌现”。这就是为什么今天我们看到了神经细胞的形态,测出了它的DNA序列,弄明白了它的工作原理,但却还是没法解释人为什么能思考。社会科学家、历史学家博览古今,纵观时事,手握着大大小小的统计数据,也没有绝对的把握去预测历史的潮流。大气科学家弄明白了流体力学,有了难以想想的超级计算机,天气预报也还是只能做个参考。尽管相比于以前,我们对混沌系统的了解已经有了长足的进步,甚至已经明白了这些复杂系统运行的某些规律,但想要完全弄清楚,谁也不知道还要多久。
我问过身边不少同学为什么选择生物/生态作为本科专业,除了分数的无奈之外,最多的答案是喜欢,觉得动物可爱、植物神奇。这个动机没有问题,热爱自然、敬畏自然是我们研究自然科学的信条。但是要说服政府或者其他组织掏钱来让生态学家去折腾,满足人类的好奇心这一条理由是远远不够的。一些学科,比如信息科学、分子生物学,只要有成果,就能快速地转化为经济价值,因此大量的资本主动积极地去投入。而像生态学、大气科学,这些基础学科的成果大部分都无法提供私有的价值,更多的是作为公共产品存在,因此对它们的投入主要来源于再分配的资金,即政府支持。但是生态学凭什么值得投入巨额的资金去投资呢?
像前文所述,生态学所研究的是一个混沌系统,尽管我们能发现其中的一些规律。但对整个系统而言,其中变量太多,因素太复杂,不确定性太大。就像人类还在争吵是否是人类活动导致了全球变暖时,全球温度上升却是一个不争的事实。全球变暖到底会给全球的生态系统带来什么样的变化,会不会导致全球生态系统的崩溃?我们的了解还远不充分,甚至连全球变暖的原因还在争执。随着全球人口和经济的不均衡发展,地球的人口密度越来越大,人与自然的矛盾越来越突出。时代的潮流不可阻挡,生态系统的表现衰退是目前的大势,地球什么时候会迎来tipping point,人类的历史还有多久?生态学在这场大变化中所能做的不多,也就是了解生态系统下各个水平发生的事,尽可能地掌握这个混沌系统的运行规律,从而最大程度地尝试阻止灾难、延缓灾难,或者,在灾难来临时,做出尽可能正确的决策,而不是像恐龙一样在即将到来的毁灭中手足无措。
在青海实习的时候,我看到了无数生态文明建设的标语,也感受到了当地牧民对自然的敬畏和热爱。作为一个生态学的学生,我同样热爱自然、敬畏自然。但如果,自然和人类的利益发生冲突时,该如何抉择呢。
人类之所以保护自然,不是为了保护自然,而是因为人类和自然目前是共生的关系,而且我们对自然的认识尚不充分。对任何事物,人类向来都是认识、控制、利用,之所以我们没有控制自然,不是人类真的善良,只是因为我们连第一步的认识都没完全做到。曾经人类以为自己已经控制了自然,但大自然给傲慢的人类上了一课,让我们意识到自己的认识还很浅薄。于是我们选择了更为稳妥的方式,就是保护,尽可能地让自然系统少受人类的干扰,此乃缓兵之计。人类是贪婪的,如果有一天人类有能力掌控了这世间万千变化,人类和自然的关系绝不是现在的形态。
当然,人类要走到那一阶段还很长,人类要面对的首先是环境恶化、资源枯竭的问题,只有过了这一关,人类才能考虑后面的事情。生态学在这中间最大的作用便是拖时间,实现可持续发展,延缓环境和资源问题。这里并不是贬低生态学任何一个分支在其中的作用,就如上文所述,生态学中没有任何一个问题是真正独立的,任何生态学的问题都有助于增进对系统的了解。同时,保留一个方向,就多了一个破局的方向,人类就多一种可能。