生物圈2号：一场浪漫而失败的生态乌托邦实验

在科学探索的长河中，曾涌现出无数大胆乃至疯狂的实验。

然而，上世纪九十年代的“生物圈2号”项目，无疑是其中最富浪漫色彩与宏大野心的尝试。它的核心目标，是模拟“生物圈1号”——即我们赖以生存的地球生态系统。

这座耗资1.5亿美元的玻璃穹顶建筑，充满未来感，宛如一个巨型温室。

它坐落于美国亚利桑那州的荒漠之中，占地面积达一公顷，大约相当于一个标准操场大小。

“生物圈2号”的设计蓝图。（图片来源：The Institute of Ecotechnics）

1991年至1993年间，四男四女在内部封闭生活了两年。他们亲自种植作物、喂养牲畜，试图循环利用所有空气和水资源。

当时，人们普遍期待，“生物圈2号”的探索能为人类未来的星际殖民奠定基础。

随着幕后故事逐渐曝光，公众才意识到，这是一个备受关注却最终失败的、虎头蛇尾的科学实验。

第二个地球

“生物圈2号”的雏形，最初并不具备强烈的科学属性。它起源于美国新墨西哥州的一个实验性社区，人们在那里过着自给自足的生活，并偶尔从事实验戏剧创作。

后来，他们希望建立一个融合生态系统与高科技、实现完全自给自足的新社区。这一构想得到了得克萨斯州一位石油大亨之子的资金支持。

1984年，“生物圈2号”在亚利桑那州的荒漠中开始建造。

“生物圈2号”建于荒漠之中。（图片来源：Mark Nelson）

负责该项目的太空生物圈风险投资公司宣称，这将是一个完全密闭的空间，生物将在其中蓬勃发展。

建成后，“生物圈2号”确实像一个小型地球。

它拥有陆地、海洋、湿地、沙漠、草原等多种生态系统，尽管都是迷你版的。

为了让这些环境更逼真，工程师们耗费大量精力，为海洋制造潮汐，确保热带雨林有合适的温度与降水量，甚至试图在其中模拟微风。

“生物圈2号”内的迷你海洋。（图片来源：The Institute of Ecotechnics）

此外，还有超过3800种动植物生活其中。除了人类饲养的鸡、山羊和猪，还有蜂鸟、狐猴等野生动物。而可种植的农作物高达80种，包括水稻、山药、花生、甜菜、小麦、胡萝卜、辣椒、西红柿、羽衣甘蓝、茄子、洋葱、红薯、土豆、南瓜等。

设计者还引入了昆虫来分解有机废物，污水经过处理后循环使用。

组员们在种植农作物和饲养山羊。（图片来源：TED）

1991年9月26日清晨，“生物圈2号”正式启动。八名组员身穿蓝色连体衣，仿佛科幻电影中的宇航员，在密集的媒体与摄像机前，发表了激昂的演讲。

“我将最后一次呼吸地球的空气，因为我知道，接下来两年我将在一个不同的大气里呼吸。” 组员 Jane Poynter 回忆，那场面就像他们即将执行太空任务一样。

但事实上，八名组员中并没有宇航员。他们包括植物学家、海洋生物学家，以及具备畜牧业和工程背景的人士，甚至有一名外科医生。在全球媒体的瞩目下，八人走进了这座巨型玻璃房子，开始了长达两年的封闭生活。

Jane Poynter 在进入生物圈前的演讲。（图片来源：《未来漫游指南》）

“生物圈2号”内的生活并不悠闲，实际上，组员们异常忙碌。

组员 Mark Nelson 后来统计了他们的时间分配，发现他们至少将四分之一的时间花在种植农作物上。其他活动包括：研究和维护占20%，撰写报告占19%，烹饪占12%，生物群落管理占11%，畜牧业占9%。剩余时间，他们还要接受媒体采访，处理各种事务。

而温室外面，每年都有上百万游客和学生乘坐大巴前来，兴致勃勃地隔着玻璃，观察他们的一举一动。一名组员记得，著名人类学家珍·古道尔也曾到访，“她的表情像是在观察灵长类动物”。

组员与游客隔着玻璃对视。（图片来源：TED）

消失的氧气

“生物圈2号”的一切看似美好。后来媒体与公众才得知，运营公司隐瞒了许多信息，其中最大的谎言便是其封闭性。“生物圈2号”启动仅两周，就出现了问题。

组员 Jane Poynter 在使用脱粒机时，不慎切掉了一部分指尖。随时待命的医生进行了紧急处理，但她仍需外出接受手术。几小时后，Jane Poynter 才重新回到玻璃房子内，但这次“秘密外出”并未被媒体知晓。

随后，记者发现了越来越多事实，公众感到被欺骗。

原来，“生物圈2号”的工作人员会每月两次向组员提供各种物资，包括农作物种子、维生素补充剂，以及捕蟑螂和捕鼠工具等。而且，在组员入住的头几个月，由于阴雨天气导致作物歉收，他们甚至直接从储藏室获取食物。

即便如此，组员们仍经常挨饿，Mark Nelson 回忆，他体重下降了约11公斤，最饿时甚至吃花生壳充饥。

生物圈内的农场。（图片来源：The Institute of Ecotechnics）

生物圈内的其他生物也命运多舛。

蜂鸟与蜜蜂在“生物圈2号”中“灭绝”，导致农作物无法授粉。而最初引入用于分解粪便的蟑螂，却疯狂繁殖，几乎啃光了农作物。

然而，组员们面临的最大威胁不是饥饿，而是呼吸。不知何故，“生物圈2号”空气中的氧气含量逐渐下降，从最初的21%降至最低时的14.2%。如此稀薄的氧气，让组员们仿佛生活在4500米的高原上。

组员回忆当时的情景。（图片来源：《未来漫游指南》）

组员中有人开始在睡眠中出现呼吸暂停，有人在说话中途需要停下来喘气，才能说完长句。大家都尽量放慢动作，避免消耗额外精力。

由于担心氧气含量再降会影响组员健康，工作人员向“生物圈2号”注入了纯氧。一时间，组员们兴奋得手舞足蹈，疯狂奔跑呼喊。Mark Nelson形容，那就像一个九十岁老人重返青春。后续研究发现，生物圈中的混凝土会吸收二氧化碳，导致氧气减少，这是一个设计缺陷。

“生物圈2号”内氧气浓度的下降曲线。（图片来源：William Dempster）

更不用说“生物圈2号”还有一个致命弱点——它未能解决能源问题。

尽管利用了一部分太阳能，但事实上，“生物圈2号”从未断电。内部所有机器、光源、生态系统的运转，仍然依赖外部提供的大量电能。

而“生物圈2号”在宣传中，被定位为世界上第一个人造生物圈，进行封闭试验的科学实验，实则处处依赖电能和物资补充，未能实现碳循环和氧循环。它耗费巨资和人力物力建造、管理与运营，却无法为区区八人提供足够的空气、水和食物。

难怪“生物圈2号”结束后受到许多嘲笑与谴责。有人斥之为伪科学，也有人直言这只是资本操控下的一场真人秀，是一种新颖的娱乐节目。

如今“生物圈2号”仍在进行科研。（图片来源：science photo library）

后来，“生物圈2号”被捐献给亚利桑那大学，科研人员继续在其中开展研究。但“生物圈2号”也并非毫无价值。有科学家受此启发设计了生态球，即那种包含小虾、藻类、微生物和水的密闭小球，仅靠阳光便能自给自足。

也有科学家看到了这个实验的积极意义。生态学家 William Schlesinger 认为，我们所知的生态系统知识多以描述性工作为基础，而“生物圈2号”是一次宝贵的实践，其影响不容抹杀。

参考资料

[1]John Allen, Mark Nelson. Biospherics and Biosphere 2, mission one (1991–1993). Ecological Engineering 13 (1999) 15–29

[2]"The Lost History Of One Of The World’S Strangest Science Experiments (Published 2019)". 2019. Nytimes.Com.

[3]"ULTIMATE SURVIVAL: DESERT DREAMERS BUILD A MAN-MADE WORLD (Published 1986)". 1986. Nytimes.Com.

[4]Schlesinger, William H. 2018. "A Noosphere". Bioscience 68 (9): 722-723.

[5]"Eight Go Mad In Arizona: How A Lockdown Experiment Went Horribly Wrong". 2020. The Guardian.

[6]"Biosphere 2: What Really Happened?". 2022. Dartmouth Alumni Magazine.https://en.wikipedia.org/wiki/Psychological_stress_and_sleep