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地质学史视野中的全球变化研究(三)：历史告诉未来
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欧洲大陆作为现代自然科学的渊薮，凭借广泛发育的冰期沉积物当仁不让成为全球变化的事实观测和理论解释的源头。早在19世纪，他们就发展了冰期理论并正确解释了地表沉积物的沉积环境，并且部分地解决了冰期成因的理论问题。他们在20世纪的前半叶从野外记录中成功估计了最后数次冰期和间冰期循环的时间跨度，并完善了冰期成因的天文理论。从20世纪初开始，全球变化研究的重心开始先美国倾斜。首先是美国人从野外记录中发现了冰期的直接证据，在1950，又是他们首先开发了绝对年代的测定方法(放射性碳测年)，发表第一个定量测定冰期温度的途径，1980s中还是以美国人为首提出了亚轨道周期和气候系统突变的理论机制，成为过去20年中全球变化研究的经典范式。而21世纪的地球系统科学时代，中国正逐渐从全球变化研究的参与者努力成为新范式的倡导者，已经显示了良好的前景。这并非像胡应麟在论唐诗时所说的“文章关气运，非人力”，而是国力和时代的变异发展使然。现代科学的源头使最早完成工业化的欧洲在很长时间里拥有着与其政治和经济地位相称全球变化研究水准。随着科学中心的转移，尤其在二次世界大战以后，美国成为了科学研究的领导者 ，倡导的有关全球变化的理念和范式随着美国价值体系的扩张成为我们常识的一部分。中国的后发加速优势在“地球系统科学”的框架下逐渐体现，关乎国计民生的全球变化研究终于在长期的“韬光养晦”之后要“有所作为”。 全球变化研究的现已设计并实施了三个彼此独立又相互联系的重大国际研究计划：世界气候计划(WCRP)、国际地圈-生物圈计划(IGBP)和人类发展计划(HDP)。这些计划莫不强调地球内部圈层、外部圈层甚至地球空间圈层之间的相互作用，学科间的交叉已经成为必然趋势。除了地球科学外，数学依然是全球变化研究的重要基础和手段，气候变化的轨道因素理论的提出(Croll, 1875)，完善(Milankovich, 1938)和验证(Hays et al, 1976)都和数学甚至是新的数学工具的开发密不可分，数学将来在数值计算和定量模拟中不可或缺。物理和化学作为严谨的实验学科在全球变化研究中地位突出，譬如，放射性碳年代测定法的发明者Willard Libby是1960年诺贝尔化学奖获得者；另一位卓有成就的海洋地质学家Nicholas Shackleton在剑桥大学Clare College从本科到博士一直是物理专业，工作的Godwin实验室隶属于植物系，但是研究却是深海沉积。正是这样的一位学者设计的高精度质谱仪使得深海有孔虫同位素测量成为一种常规方法，对定量精确重建过去的温度变化产生了决定意义的影响。学科间的交叉带来的不仅是新的工具和方法，更重要的是为全球变化研究提供了全新的视角和思维方式。 Thomas Kuhn将科学活动的描述为，受训过的研究者采用一种已验证的模式去对待研究的问题，用已认可的方法去解决发现的问题。问题的解决遵循一种稳定的积累的方式以增加知识的贮存 。前面描述的全球变化研究似乎遵循的正式这种模式。一种新的模型总是要去应付那些原有模型解释不了的而且还在继续出现并对挑战新模型的事实。对于这种行为，批判性观点主要来自Michael Foucault和Steven Shapin. 前者认为“如果思想的历史在于给以擦去的事物重新赋予生命，那么一切就不是历史”，后者更是直接指出“经验事实并非是关于‘大自然所发生着的事物的陈述’，而是关于‘大自然实际上所发生过的事物’的陈述，它们是由特定的任一特定的方式在特定的时间、地点和环境中观察到的”，甚至将笛卡尔的抱怨进一步发挥说“实验在其中会有一个位置，但没有必要用大量的特例把它们堆积起来，更没有必要期待从这种堆积中归纳出可靠的一般原理”。如果这样，正风起云涌的全球变化研究进退维谷：全球变化的细节(特例)发现的越来越多，而模式(一般原理)却众说纷纭。对于全球变化模式的要求不只是对已有观测事实的解释，更应注重对未知的假设和验证。我们希望已经积累的大量数据和观测事实能够为全球变化乃至地球系统科学研究带来更接近正在发生着的事实的认识。 [ Last edited by gzsoger on 2007-4-8 at 08:25 ] |
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