—、断想
1. 地球母亲可愚弄吗？
70年代初的美国，有这样一个颇受欢迎的商业电视广告：一位推销员请地球母亲品尝一种新制奶油，而隐瞒了人造奶油的真相。母亲稍稍尝了一点，细细品味后夸道：“哦，这正是我心爱的鲜奶油”。但当母亲明白这是人造替代品时，她终于发怒了，雷鸣电闪中，母亲愤慨地呐喊：“太过分了，愚弄地球母亲！”
在地球面临技术进步的冲击时，应密切注意她所可能的任何一种出人意料的行为。目前，气象学界一致的看法是：由于人类不加节制地大量消耗化石碳燃料，大气中CO2的浓度一直在持续上升，从而将导致大气圈和海洋温度的一定量升高，很可能同时加速南极冰层的熔化。这仅仅是大家的共识，我认为，一些事件具有某种不可预见的转变，可能带来危险或令人愉快的惊奇，这些我们决不能忽视。
2. Gaia假说
几年前，詹姆士 · 洛夫洛克和琳恩 · 玛古利斯提出并发展了盖娅（Gaia）假说。Gaia是希腊的大地女神。在Gaia假说中，地球被看作有生命的生物，能极好地自我保护。这个人类赖以生存的星球有着巨大的自组织潜能。比如，为了适于在她表面的动植物的生长，她甚至改变了大气化学组分，现有的大气中氧气含量就大大高于百万年前，在所有生物的碳源循环中，这种适量的有毒气体从根本上说是非常必需的，据此可以说，光合作用不是一时的幸运，不是无目的事件，而是这个星球智慧的创造。阳光下，绿色植物氧气的合成正是我们星球自组织能力的杰出例证。
当CO2含量在地球的大气中提高，她似乎眼睁睁地注视着而无动于衷，她究竟在打何算盘？我们知道，CO2含量升高，暖房中的庄稼会长得更好更快。CO2浓度升高1倍，大豆的水利用率将加倍，谷类的产量将增加至少35%。难道为了重现覆盖其表的森林，我们的星球会允许如此高的CO2富集？或在CO2含量过高前的一瞬间才反击？会以什么方式反击？另外，海平面到底是上升还是下降？人类又将如何反应？
人类赖以生存的星球，其自组织潜能不该被低估。这并不是说人类可以继续对向大气、水体和土壤倾泄废物的恶行置若罔闻，对这种野蛮残酷和极端的粗心大意无动于衷。同时，要摒弃“用高技术来维持极脆弱的生态平衡”诸如此类的建议，因为这根本不符合实情。实际情况是：我们对这颗星球的再生能力缺乏了解，对气候系统中无数的非线性及不可预见性的反馈回路知之甚少，甚至一无所知，而这正是人类不能正确把握自然的关键所在。
3. 创世纪战略
1976年，美国大气研究中心的斯蒂芬 · 施奈德在他的书中，主张采用“全球创世纪战略”。他认为：气象和气候的波动在很大程度上仍难以预料，并且建议政府应对可能的不测采取措施，从而维护国家的利益，例如在丰产年储备粮食。约瑟夫在对连续7年丰收和7年歉收的设想分析后，也曾向法诺提出过相同的建议，
此外，战略重点是对意外情况灵活应变的措施。目前的问题和任务是：不仅要制定方案应付各种万一和不测（如海平面上升）；更要依据对千变万化形势的推测制订一项超级战略。
4. 预测的局限
有限的天气预报能力总是在告诫人们：科学和技术的能力是有限的。大气圈是复杂的非线性系统，用现代非线性动力理论的专门术语来讲，它总是呈现出混沌无序状态，天气预报是令人失望的进程，预测的理论也并不能使人释怀，它不容置疑地表明：更全面的技术、更细致的观察、更大型的计算机及更完善的科学理论也不能在短期里有助于预测水平的普遍提高。
在大气圈（和所有极为敏感，依赖原始条件而呈混沌无序状态的非线性系统）中，计算机计算的可靠性最终还是下降了。两个仅有微小差异为起点的计算竟会渐渐地互不相干，实际上，这不是简单的误差放大，而是误差变异的光谱通量起了决定性的作用。任何计算机的分辨率都有限，不可避免地导入小范围的光谱末端误差。这时，即使小范围有强大的功能光谱通量，这些误差也将向大范围增殖，最终，内贮能量涡流将大受其害。由此说明，具一定可靠性的对一个事件演变的预测区间是与同范围内典型事件存在的时间相对应的，而预测范围几乎和最有活力的事件特有的生命区限不相上下。（例如，各种过程和紧凑结构）
反之，混沌的非线性结构常无一例外地创造出新的紧凑结构。中纬度大气循环中，巨大强劲的旋风一次次地证明：一贯无序的大气圈创造了令人难忘的新秩序。可以说，非线性系统有着惊人的自组织能力，
牛顿时代已到了尽头。由拉普拉斯的“天体力学”为证的决定论，其最后残余也被许多动力系统的预测局限彻底扫清了。“精确”一词的确切含义已变得不可靠，如果不能本质上大大提高预测水平，那么在测量和计算中取那么多位小数又有何用呢？
我们还不能过高估计我们的预测能力。因为各种现象纷呈，计算误差也随之以无穷的方式放大或缩小。气候系统中一个成分的模拟错误很可能大幅度地波及其他许多成分。
5. 觉醒的地球
在进一步探讨21世纪未来篇之际，有一个非常难以预测的趋向不得不认真对待，那就是地球本身的“全球意识”正以日益增长的速率增强。下世纪，地球“大脑中枢”中一个不可预测的相变将来临，这一机会不能再不加考虑地随意放弃。1939年，特尔哈尔特 · 德 · 夏尔丹曾预言一个“完整意识”的未来，那“智人圈”（Noosphere）将跨越整个地球。很大程度上，这与百万年前的生物圈曾一步步地覆盖这颗星球的情景非常相似。特尔哈德（Teilhard）虽未预言这一天何时来临，但卫星通讯系统及计算机网络技术正迅猛发展，联结“全球各村”中枢的线路也已几乎全部接通，“灯亮”的时候就会来临。
6，Gaia怀中的人类
罗素写道：如果说，整个生物圈正以一个单生命系统演化，所有的子系统起着多样的又相互依赖的作用，那么，作为较大星系亚系统的人类不能从中脱离或孤立地行动。可是，人类和大地女神（Gaia）的关系又是什么呢？对此有二种常见的却又针锋相对的回答：一种认为，人类就像某种庞大的神经系统——比如说大脑，其中每个人都是单独的神经细胞。另一种回答则悲观地认为人类可能躭是某种“行星癌”。
根据第一种回答，人类社会就像我们的大脑，可以看作一巨大的资料收集交流和记忆系统。就像神经细胞在庞大的神经系统中汇集而成“神经节”，人类已聚集成群形成城镇圈带。而联系这些“神经节”与单个神经细胞的正是巨大的信息网络。正如人脑中无数念头不断来回闪现，人类社会中每一瞬间都有百万条信息流过全球网络。各种图书馆，磁带及其它记录都可被看作Gaia贮集记忆的一部分。所有这些相似性都与较高的智能有关，与思考、理解、接受和意识有关，与人脑外层灰质功能有关——灰质是包围大脑外层的一层薄神经细胞层。由此，似乎将人类比作行星的外层灰质更为贴切。
从进化论观点看，大脑外层灰质是一相对较晚的附加物，大多只能在哺乳动物中发育形成。因为，对于维持生命本能，外层灰质并不是不可或缺的，它甚至能被切除，而心脏，肺叶，消化及新陈代谢仍将照常进行。同样，在没有人类的4，000万年中，地球运行得很好；或许，如果没有人类，地球也将更好地发展下去！
这就带来第二种可能性——人类可能确定是某种最近发作的恶性肿瘤。没有人类，星球可能更为健康舒适，看来，不能忽视这个“癌”的比喻。不是吗？现代文明似乎正不分青红皂白地吞噬着地球的表层，在几十年内消耗了Gaia亿万年来“一代代”积成的矿产资源。与此同时，人类正威胁着Gaia化了成千年时间才形成的生物圈，甚至有可能将之毁灭。技术文明确确实实正像恶性肿瘤那样蔓延扩散，不顾一切地盲目侵蚀自己古老的寄土。
第二种回答似有悖于“人类是全球的大脑”这一观点。从整体上说，相悖是可能的，不过，人类在Gaia上所扮角色的两种前途都有成立的根据，也许，我们只是整个全球神经系统的一部分。就像大脑在人体中发育，人对于地球也正经历一个非常迅速的发展阶段。这“神经系统”已到了一个非常严峻的阶段，看起来似乎已失去控制，大有彻底捣毁它所赖以生存的机体的趋势。
如果人们很好地履行作为行星大脑的职责，人类的恶劣行为一定能被制止，而相对消极否定的趋势将被扭转。如果要真正实现这个设想，我们必须以最彻底的方式改变我们对待自己、旁人及整个星球的态度。
7. 技术的两难困境
十多年前，我以前在宾西法尼亚州立大学的同事朱利恩 · 海克莱恩（Julian，Heicklen），认为洛杉矶上空的光化学烟雾，只需每天在盆地上空撒几吨某种化学物质，就能轻而易举地解决问题，而全部费用只要每天一架次空中播撒即可。对此，我不敢苟同。
海平面正令人担忧地上升着，加强海岸防御工事，看起来似乎是一明智之举。但是，实际表明，这就像当年美国陷入逐渐升级的越战泥潭一样荒唐。如果海平面继续上升，终使地球上所有的沿海平原变得寥无人烟，又会怎样？为什么自然总被看作最危险的敌人，如洪水猛兽一般？难道“天灾”真比“人祸”更可怕吗？
在技术困境中我已丧失信心。甚至当不得不需要人造心脏来维持我的生命时，我不敢肯定我是否愿如此苟且偷生。正如罗素（Russell）说的：“我们必须以最彻底的方式改变我们对待自己、旁人及整个星球的态度。
二、地球科学
海平面以每百年1米的速度上升，这将使地球科学的研究资金得到大幅度增加成为可能。Gaia将成为促进下世纪物理学发展的最主要动力之源。而新的发展需要新的学院，研究机构和实验室。相对而言，征服宇宙的研究（如宇宙学、天体物理学）及探索世界最基本微粒的研究（如高能物理学，夸克机制）所能获得的资金将有所减少，甚至大大削减。所有的学科将针对各种活动过程间的相互关系及相互作用集中力量，加强研究。科学将力图综合化；随着“全球意识”的提高，甚至社会科学及物理学也将重新认识对方。
气候波动带来的潜在冲击使创立有关大气圈、水圈、生物圈及岩石圈活动情况的综合数据库成为必需，在所有对环境和生态政策发展负有责任的政府机构中，以卫星为基础的星球遥感将成为国际间共同承担的任务。显然，国际间合作将大大加强，而同时联合国是否能创建“星系环境与气候组织”以更好地促进这种合作？
三、气象学观点
从气象学角度来说，自然不必定是我们的敌人。海平面上升对社会的冲击是一个严肃的问题，需要从各种不同角度来认真地分析研究，虽然如此，就像击中越南稻田中耕作的农民的炮弹，“冲击”一词总隐含着“侵略”。
如果我们自欺欺人地只强调有责任抵抗或反击自然的进犯攻击，人类将很轻易地忘了原来入侵者就是人类本身。既然工业化世界掠夺了星球的碳资源，那么在能重新贮积碳资源的广阔的沿海湿地，地球为什么就不能重建一种更有利于她的气候？
在未来的国际生物圈碳贮存计划中，为了使海岸国家积极有效地做出贡献，也许世界低洼区应该尽快地疏散。
在热带地区，包括撒哈拉及其它热带沙漠，大面积地重建森林，也许是解决海平面上升问题的最经济的方法。
如果我们一直以自然为敌，将永远认识不到自己也是自然的一部分，在Gaia及其孩子间的差异完全是人为的。最后的关键时刻到了，人类为何还不迅速觉醒？醒来吧，还为时不晚，不晚！
四、混沌系统理论观点
在一个有奇异吸引子的系统中，有无穷无尽的轨道表明系统在相空间演变。它们穿过的那些小小的空间容积，代表着系统现存状态能被确定的精度。非线性系统有极限可预见水平，所有的演变轨道将或早或晚地出现分叉。所有系统未来进化的预算即使在某一预定时刻也将毫无用处。
总之，仍然没有任何迹象说明现代气象模型的预测水平将有所提高。每百年一米的海平面上升仍将是我们不得不考虑的现实，但要考虑多久？什么时候这种趋势才会扭转？在人类转为使用新能源时，这种趋势会加速或是最终平息下来？在非线性世界中，要小心注意线性推断，线性推断最终往往是不可靠的。也许，它们唯一的用处就是警告我们，促使我们反思由于自己的愚昧荒唐带来的潜在恶果。毕竟，我们可以及时醒来！
[《Impact of Sea Level Rise on Society》1937年]