關(guān)于未來(lái)，一個(gè)核心的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題是，地球上的人類文明是否獨(dú)一無(wú)二，或者它是否能夠在太空或其他行星上復(fù)制（我稱此種情形為外星文明）。大多數(shù)科幻小說(shuō)和流行文化都對(duì)此持肯定態(tài)度：它們認(rèn)為我們可以在月球、火星或其他遙遠(yuǎn)的星球上建立殖民地，正如當(dāng)年清教徒在馬薩諸塞州所做的一樣。也許一開(kāi)始生活會(huì)很艱苦，但在適應(yīng)了新環(huán)境之后，便可在另一個(gè)星球上產(chǎn)生一個(gè)可持續(xù)的文明。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年3月27日（具體拍攝地點(diǎn)不詳），歐洲南方天文臺(tái)（European Southern Observatory）于2019年3月27日發(fā)布了一張外星球圖片，其名稱為HR8799e。ESO超大型望遠(yuǎn)鏡干涉儀（VLTI）上的重力儀首次使用干涉測(cè)量法直接觀測(cè)外行星。該方法揭示了一個(gè)復(fù)雜的外行星大氣現(xiàn)象，鐵和硅酸鹽云團(tuán)在一個(gè)行星范圍的風(fēng)暴漩渦里旋轉(zhuǎn)。這項(xiàng)技術(shù)為描述現(xiàn)今已知的許多系外行星提供了獨(dú)特的可能性。

在現(xiàn)實(shí)中，人類文明能否在地球之外存續(xù)，是一個(gè)深刻而未解的問(wèn)題。首先，我們應(yīng)當(dāng)考慮復(fù)制哪些東西。地球是一個(gè)充滿自然和生產(chǎn)資產(chǎn)的巨大自然和人類生態(tài)系統(tǒng)。地球的資源包括海洋、河流、氧氣、化石燃料、稀土礦物和生物物種。除此之外，還有人類的智慧、勞動(dòng)和專業(yè)技能等關(guān)鍵因素，包括一系列豐富的生產(chǎn)資本，如家畜、城市、道路、房屋、機(jī)器、工廠、防御工事和人類開(kāi)發(fā)的技術(shù)。

最后，以上還需要通過(guò)法律、政府、集體活動(dòng)和市場(chǎng)等機(jī)構(gòu)或制度組織起來(lái)。這些人類和自然系統(tǒng)并非自發(fā)形成的，而是為了應(yīng)對(duì)維持地球上數(shù)十億人類和無(wú)數(shù)其他生命形式的挑戰(zhàn)演化而成的。缺了它們，地球上的生命恐怕無(wú)法適應(yīng)在火星或其他星球上生活的挑戰(zhàn)。

如果我們將注意力集中在人類身上，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下的地球系統(tǒng)擁有巨大的生產(chǎn)力：這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)每年凈產(chǎn)出約100萬(wàn)億美元（或人均約1.5萬(wàn)美元）的商品和服務(wù)。

是否可以建立一個(gè)封閉或近乎封閉的系統(tǒng)來(lái)代替或復(fù)制地球系統(tǒng)？是否可能有一個(gè)系統(tǒng)不僅能生產(chǎn)食物和能源，而且還生產(chǎn)房屋、花園、自然步道、滑雪場(chǎng)、壽司、棒球比賽以及現(xiàn)代生活的其他必需品和設(shè)施？也許我們不能逐項(xiàng)替換，但是我們可能會(huì)有替代系統(tǒng)，包括阿爾法半人馬座的菜單、搖滾球游戲、沙灘度假村、火山漫步道以及其他替代品。

我們?cè)撊绾卫斫獾厍蛞酝獾目沙掷m(xù)發(fā)展前景？本章便概述了可能的情形。本章首先追溯了通向當(dāng)前人類文明漫長(zhǎng)而曲折的道路，接著從國(guó)際空間站的角度推測(cè)在其他行星上的生活情況。

本章的最后一部分則通過(guò)觀察人類最終的綠色夢(mèng)想，即亞利桑那州那個(gè)常被人遺忘的玻璃罩——生物圈2號(hào)（Biosphere 2），來(lái)審視這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)試圖建立一個(gè)完全封閉、自我維持系統(tǒng)的大膽實(shí)驗(yàn)，能為本章之后提出的更廣泛?jiǎn)栴}提供重要的啟示。

這三個(gè)故事包含了一個(gè)中心思想：從歷史上看，在地球上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的文明是極其困難的，而試圖在其他星球上建立一個(gè)自我維持的系統(tǒng)更是難上加難。

人類文明的奇跡

考慮外星文明前景的一種方法是，看看在人類大腦發(fā)育優(yōu)勢(shì)和地球生態(tài)環(huán)境稟賦的前提下，我們抵達(dá)當(dāng)前所處的繁榮世界耗費(fèi)了多少時(shí)間?，F(xiàn)代世界的出現(xiàn)極其緩慢：這個(gè)進(jìn)程的第一步，是從大約40億年前首次出現(xiàn)細(xì)菌湯開(kāi)始，到5萬(wàn)年前進(jìn)化出解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代智人。

早期人類的經(jīng)濟(jì)與其他依靠陸地和海洋生存的動(dòng)物沒(méi)有什么不同。文明的進(jìn)化（漫長(zhǎng)而曲折的工具和技術(shù)發(fā)展）需要分兩個(gè)階段來(lái)看：第一個(gè)階段始于最早的人類，一直延伸到1750年左右的工業(yè)革命，第二個(gè)階段則包含自工業(yè)革命開(kāi)始直到現(xiàn)在的整段歷史。

第一階段實(shí)際上是一個(gè)“爬行”階段，主要涉及發(fā)展最基本的技術(shù)要素：火和動(dòng)物的馴化、石斧的發(fā)明、農(nóng)耕的推廣、文字的發(fā)展，以及聚集到城市。似乎每一種要素都是在世界上不同的地區(qū)孤立發(fā)展起來(lái)的，因而它們屬于現(xiàn)代人類的能力范圍，而非其他物種。

重構(gòu)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重構(gòu)表明，人類早期的生活水平增長(zhǎng)異常緩慢。根據(jù)經(jīng)濟(jì)史學(xué)家安格斯·麥迪森（Angus Maddison）和布拉德福德·德龍（Bradford DeLong）的研究，從歷史的起源到18世紀(jì)中葉，人均產(chǎn)出在最好的估計(jì)下也僅僅增長(zhǎng)了2倍，即年均增長(zhǎng)率為0.001%。我們可以把現(xiàn)代人類5萬(wàn)年中的前4.97萬(wàn)年稱作“馬爾薩斯時(shí)期”，在這一時(shí)期，技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)的是人類繁衍和遷徙（比如，借助火的幫助，人類得以向寒冷地區(qū)擴(kuò)散），而非經(jīng)濟(jì)狀況的改善。

表1 自最早的人類出現(xiàn)以來(lái)的人口增長(zhǎng)和生活水平提高

表1展示了一個(gè)關(guān)于人類經(jīng)濟(jì)史的最佳重構(gòu)（估計(jì)）。在早期，人類僅能勉強(qiáng)維持生活。值得一提的是，羅馬和拜占庭時(shí)期、1750年左右的西歐以及過(guò)去半個(gè)世紀(jì)的世界大部分地區(qū)都有相當(dāng)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

表1傳達(dá)的核心信息是，在人類歷史的大部分時(shí)期，人均產(chǎn)出和生活水平幾乎沒(méi)有什么提高。

生活水平的革命在1750年后逐漸醞釀，然后在20世紀(jì)正式開(kāi)啟?，F(xiàn)今，全球人均產(chǎn)出約為早先的馬爾薩斯時(shí)期水平的30倍。多年來(lái)，工業(yè)革命的故事一直是經(jīng)濟(jì)史學(xué)家的主要研究對(duì)象：它涉及之前出現(xiàn)的科學(xué)革命的成果、區(qū)域和國(guó)際貿(mào)易的增長(zhǎng)、創(chuàng)新的常規(guī)化、必要資源和原材料的開(kāi)發(fā)、大公司的發(fā)展及其規(guī)模經(jīng)濟(jì)，尤其是新技術(shù)的噴涌而出。

照明的演變

人們熟悉的生活水平和生產(chǎn)率指標(biāo)，如GDP，是20世紀(jì)的一些偉大發(fā)明。然而，這些指標(biāo)在歷史上非常有限。美國(guó)有1929年以來(lái)的官方產(chǎn)出數(shù)據(jù)，并且自19世紀(jì)80年代以來(lái)的數(shù)據(jù)便已相當(dāng)準(zhǔn)確。然而，中國(guó)的產(chǎn)出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高，即使對(duì)中國(guó)的粗略統(tǒng)計(jì)也無(wú)法追溯至1950年之前。熱帶非洲大部分地區(qū)的產(chǎn)出指標(biāo)同樣不可靠。因此，很難可靠地測(cè)算遙遠(yuǎn)過(guò)去特別是工業(yè)革命之前的生產(chǎn)率。表10.1所示的數(shù)據(jù)是我們現(xiàn)有的最好數(shù)據(jù)，但對(duì)于早期階段來(lái)說(shuō)，依然有很大的猜測(cè)成分。

另一種測(cè)度生產(chǎn)率的方法集中在一個(gè)狹窄但似乎可靠的領(lǐng)域——照明。這里的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)是自人類歷史早期以來(lái)最長(zhǎng)時(shí)間的可用數(shù)據(jù)，并能衡量照明技術(shù)的變化。其關(guān)鍵的里程碑是火的利用（至少60萬(wàn)年前）、早期的明火燈（3萬(wàn)年前）、蠟燭（大約5000年前）、封閉燈（大約4000年前的早期希臘），以及現(xiàn)代的油燈（1782年）。在過(guò)去的兩個(gè)世紀(jì)里，設(shè)備和能源形式的變革導(dǎo)致了照明生產(chǎn)率的持續(xù)快速提高；這其中包括將煤油和電力作為能源，以及從白熾燈到熒光燈、最后到LED（發(fā)光二極管）燈的演變。

我們可以確定不同技術(shù)下照明的價(jià)格和效率，以及每小時(shí)的工資，從而粗略估計(jì)照明生產(chǎn)率。將照明的價(jià)格除以工資就能算出工作一小時(shí)能換取多少照明。它是以每小時(shí)工作的流明小時(shí)（lumen-hour）測(cè)量的。每小時(shí)產(chǎn)出是一個(gè)簡(jiǎn)單但可靠的生產(chǎn)率估計(jì)。

這意味著什么？假設(shè)產(chǎn)出是1000流明小時(shí)，這大約是一個(gè)傳統(tǒng)的100瓦白熾燈在一小時(shí)內(nèi)使用的電量。第一次合理準(zhǔn)確的估計(jì)是在公元前1750年左右的巴比倫。粗略估計(jì)，巴比倫人需要工作大約40個(gè)小時(shí)才能買到足夠產(chǎn)生1000流明小時(shí)的燈油。在接下來(lái)的3500年中，技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)將這一工作時(shí)長(zhǎng)減少到5小時(shí)左右。此后，隨著照明技術(shù)革命，照明的時(shí)間成本急速下降。使用今天的LED燈，每1000流明小時(shí)的照明僅需要0.000072小時(shí)的工作時(shí)長(zhǎng)。照明從無(wú)比珍貴到基本免費(fèi)。

圖1 近4000年來(lái)的照明生產(chǎn)率水平【注：此圖顯示以照明水平衡量的勞動(dòng)生產(chǎn)率。該圖是一個(gè)比率圖，因此斜率是增長(zhǎng)率。圖中同時(shí)標(biāo)注了兩個(gè)主要時(shí)期（即1800年之前和之后）的平均增長(zhǎng)率?！?/p>

圖1顯示了對(duì)公元前1750年到2020年的照明生產(chǎn)率水平的最佳重構(gòu)。這是一個(gè)比率標(biāo)度，因此增長(zhǎng)率就等于斜率，它顯示了兩個(gè)主要時(shí)期（1800年之前和之后）的平均增長(zhǎng)率。1800年的突破性趨勢(shì)引人注目，驗(yàn)證了表1中對(duì)總生產(chǎn)率的估計(jì)。

表2 不同時(shí)代照明生產(chǎn)率水平的增長(zhǎng)情況（注：“-”代表公元前。下同。）

表2顯示了分時(shí)期的增長(zhǎng)率以及主要的技術(shù)發(fā)展。有兩個(gè)時(shí)期的進(jìn)步最大，即在1900年左右電力發(fā)展之后，以及自1990年引入LED照明等新技術(shù)的時(shí)代。

這里需要強(qiáng)調(diào)的是，1750年左右的工業(yè)革命見(jiàn)證了人類歷史的巨大轉(zhuǎn)折，這是繼車輪等基礎(chǔ)發(fā)明之后人類文明的第二個(gè)階段。從巴比倫時(shí)代到工業(yè)革命，照明的生產(chǎn)率以每年不到0.1%的速度增長(zhǎng)，而在此之后，年均增速迅速超過(guò)了5%。

我們還注意到，照明領(lǐng)域的生產(chǎn)率革命在事實(shí)上是非常綠色的。正如路易斯·斯托茨（Louis Stotz）所說(shuō)，這些新技術(shù)帶來(lái)的一個(gè)令人高興的環(huán)境影響是，“賓夕法尼亞州石油的發(fā)現(xiàn)為世界提供了煤油，同時(shí)也保住了僅存的幾頭鯨魚的命”。

我之所以要講述整體生產(chǎn)率和照明生產(chǎn)率的平行演進(jìn)史，是因?yàn)樗鼈兺癸@了通往現(xiàn)代世界富裕生活的漫長(zhǎng)道路?，F(xiàn)代人類是在經(jīng)歷了數(shù)十億年漫長(zhǎng)而曲折的進(jìn)化歷程后演化而來(lái)的。然而，即使現(xiàn)代人已經(jīng)在解剖學(xué)意義上存在，也并不意味著全球任何地方都已達(dá)到高生產(chǎn)率水平。相反，在人類歷史的前99+%的時(shí)間里，生產(chǎn)率以蝸牛般的速度緩慢前進(jìn)。

考慮到人類歷史5萬(wàn)年來(lái)技術(shù)進(jìn)步的緩慢速度，我們不禁要問(wèn)：今天地球經(jīng)濟(jì)的繁榮能在其他地方得以可持續(xù)復(fù)制嗎？人類文明史已經(jīng)表明，要在地球上成就一番事業(yè)會(huì)遇到多大的阻礙。即使在今天，有了現(xiàn)代技術(shù)，一些地區(qū)的生活條件也并未超過(guò)我們石器時(shí)代祖先的生活條件很多。想在一個(gè)遙遠(yuǎn)的星球上短時(shí)間內(nèi)復(fù)制花了這么長(zhǎng)時(shí)間才在地球上建造出來(lái)的東西（且不考慮當(dāng)今社會(huì)良好的文化、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和資源環(huán)境），看起來(lái)是一項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。

外星文明：火星和其他星球上的生活

當(dāng)我們追溯人類文明的歷史時(shí)，建設(shè)一個(gè)可持續(xù)社會(huì)遇到的挑戰(zhàn)令人望而生畏。另一種思考角度是想象人類殖民其他行星，我稱之為外星文明。也許，我們會(huì)想，這就像朝圣者出發(fā)去發(fā)現(xiàn)新世界一樣。在美國(guó)定居固然是險(xiǎn)之又險(xiǎn)，但歐洲人最終成功地在一個(gè)富庶而強(qiáng)大的大陸上繁衍生息。

然而，仔細(xì)思考后便會(huì)發(fā)覺(jué)，“朝圣者”對(duì)于一個(gè)外星文明的前景而言，實(shí)在是一個(gè)糟糕的類比。最有希望開(kāi)創(chuàng)新文明的地方是火星，它離地球很近（以天文標(biāo)準(zhǔn)衡量），有一些類似地球的性質(zhì)，并且已得到了很多研究。上述遠(yuǎn)程殖民的支持者之一是技術(shù)企業(yè)家埃隆·馬斯克。他的愿景是：“我考慮的是最終將數(shù)萬(wàn)人，乃至數(shù)百萬(wàn)人送上火星?！彼挠?jì)劃甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這顆紅色行星的范圍：“我們將前往木星的衛(wèi)星，至少可以肯定的是一些外層的衛(wèi)星，可能還有土星的土衛(wèi)六和小行星。一旦我們有了這種動(dòng)力裝置，以及地球-火星經(jīng)濟(jì)體系，我們將覆蓋整個(gè)太陽(yáng)系?！?/p>

馬斯克對(duì)這種“殖民”的代價(jià)很清醒：“我粗略的猜測(cè)是，（每人）50萬(wàn)美元，會(huì)有足夠的人有能力去，也有足夠的人想去（火星）。但這不是一次假期旅行。它需要你把所有的錢都存起來(lái)，變賣你所有的東西，就像當(dāng)初遷徙到美洲的殖民者一樣?！?/p>

太空旅游的想法在未來(lái)的發(fā)展中似乎是可行的。但是，我們能否像早期人們移居美洲殖民地那樣，建立起自我維持的文明？雖然并非不可能，但由于外星殖民的高昂成本和危險(xiǎn)程度，前景似乎極為渺茫。

電影《火星救援》劇照

雖然我們中的許多人都喜歡科幻小說(shuō)和電影，但我們需要更深入地挖掘，形成對(duì)太空殖民的認(rèn)真分析。亞當(dāng)·莫頓（Adam Morton）最近出版的一本關(guān)于太空殖民的書以及悉尼·杜（Sydney Do）等人的技術(shù)分析為本節(jié)提供了深刻的信息。這些研究提出了兩個(gè)主要問(wèn)題：成本和危險(xiǎn)。

第一個(gè)問(wèn)題涉及太空殖民地是否能夠自我維持。我將可持續(xù)性定義為一個(gè)系統(tǒng)（或經(jīng)濟(jì)體）能夠在保持其資本完整（或替換任何耗盡的資本）的同時(shí)，產(chǎn)生合理的生活水平的能力。這需要生產(chǎn)食物、住所、醫(yī)療保健、交通和能源，或者出口足夠數(shù)量的火星商品，以支付從其他行星（可能是從地球）進(jìn)口所需商品的費(fèi)用。

讓我們從成本開(kāi)始。與太空殖民地類似的例子是，在南極維持人類生存的成本。盡管南極令人談之色變，但它事實(shí)上是比火星更宜居的地方：它比火星更溫暖，具有許多優(yōu)越的特征，例如大氣層、易于運(yùn)輸?shù)降厍蚱渌胤降某渥憷鋬鏊?。在南極科考的每位科學(xué)家每年的成本約為20萬(wàn)美元，這是可以用來(lái)確定未來(lái)目的地生存成本的有用下限。

另一個(gè)更接近太空的對(duì)比是國(guó)際空間站。這是一顆近地軌道上的宜居衛(wèi)星。自1998年以來(lái)，一直有人居住，已經(jīng)累積“接待”240多人。根據(jù)莫頓的說(shuō)法，到2010年，國(guó)際空間站耗資已超過(guò)1500億美元。粗略計(jì)算得出，每人每年在其上的成本約為6億美元。

對(duì)于非地球文明的經(jīng)濟(jì)分析，可以考慮火星一號(hào)計(jì)劃（Mars One Program）?；鹦且惶?hào)是一家歐洲私人公司，它計(jì)劃在火星上建立一個(gè)永久的人類殖民地。它將一次送四個(gè)人踏上建立火星殖民地的單程旅程。該愿景與馬斯克公布的相類似。（對(duì)于潛在的游客，請(qǐng)注意這里強(qiáng)調(diào)的是“單程”票。）

悉尼·杜等人對(duì)火星一號(hào)的全面分析得出結(jié)論，如依其原有計(jì)劃，顯然是“不可行的”。許多被提議的技術(shù)，如食品供應(yīng)和供應(yīng)鏈，目前還不具備。另外，他們估計(jì)的建立殖民地的成本極其高昂。如果40個(gè)殖民者到位，累計(jì)發(fā)射成本將超過(guò)1000億美元，相當(dāng)于每人25億美元。這還不包括居住、當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、通信、運(yùn)輸或備用設(shè)施的成本。如果保守估計(jì)這些成本為每人每年2.5億美元，很難想象有什么出口所得能支付這一成本的哪怕一小部分。因此，該“殖民”計(jì)劃無(wú)法通過(guò)可持續(xù)性測(cè)試。

我們會(huì)想，也許發(fā)射成本和其他成本能夠降下來(lái)。但外星殖民還有更可怕的障礙。許多危險(xiǎn)都與身體有關(guān)。火星上的紫外線輻射要比地球上強(qiáng)很多，太陽(yáng)能和重力卻要弱得多，光線強(qiáng)度也很弱。那里有猛烈的沙塵暴。而且非常冷，溫度低至零下125華氏度（約零下87.2℃ ）。此外，由于火星沒(méi)有大氣層，因此沒(méi)法防護(hù)小行星的入侵。最近的估計(jì)表明，每年大約有200顆小行星撞擊火星，這些小行星會(huì)摧毀沿途的一切，包括人員、建筑或設(shè)備。

也許所有這些風(fēng)險(xiǎn)都可以通過(guò)充足的投資和人們的聰明才智來(lái)克服。但退一萬(wàn)步講，仍然會(huì)存在心理、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)結(jié)構(gòu)方面的諸多挑戰(zhàn)。以寵物這個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題為例。美國(guó)人有近1億只狗，它們提供了陪伴和愛(ài)，它們作為向?qū)А⒛裂蛉?、警犬，在搜索、救援、治療、探測(cè)等方面提供專業(yè)服務(wù)。但是，和人類一樣，狗也進(jìn)化了，它們適應(yīng)了地球和人類的特殊環(huán)境。它們不太可能在危險(xiǎn)的火星土壤上找到歸宿，所以那將是一個(gè)孤獨(dú)的地方。外來(lái)殖民者還會(huì)發(fā)現(xiàn)，他們也難以在火星上找到其他產(chǎn)品，如魚、西紅柿、牛奶、奶酪和肉類。此外，“火星亞馬遜”哪怕是用最快的宇宙飛船，也需要花費(fèi)近一年的時(shí)間才能交付你的訂單。

我們無(wú)法對(duì)未來(lái)做出判斷。但是，綜上所述，在火星或地球以外的其他地方建立自給自足的外星文明的前景實(shí)在是太渺茫了。不是不可能，但在當(dāng)前的技術(shù)水平下肯定是不可行的。

可持續(xù)性的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)：生物圈2號(hào)

我們對(duì)可持續(xù)性研究的最后一步也許最有啟發(fā)性。這便是生物圈2號(hào)實(shí)驗(yàn)，旨在測(cè)試在地球上建立一個(gè)封閉系統(tǒng)的可能性。

眾所周知，生物圈1號(hào)是指地球本身。那么生物圈2號(hào)是什么？它是一個(gè)私人運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目，旨在證明一個(gè)封閉生態(tài)系統(tǒng)的可行性。其任務(wù)是證明8個(gè)人（生物圈人）可以在沒(méi)有任何外部食物供應(yīng)的情況下生產(chǎn)足夠的食物，并維持生活兩年。請(qǐng)注意，在一開(kāi)始，這項(xiàng)任務(wù)也并非真正以可持續(xù)性為目標(biāo)。糧食終歸只是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的一小部分和可持續(xù)性的一個(gè)必要條件罷了。因此，生物圈2號(hào)成功的門檻大約只有一只螞蟻的高度。

此外，該實(shí)驗(yàn)在概念上也存在缺陷，因?yàn)樗雎粤诉M(jìn)口和出口（輸入和輸出）。就我們所知，沒(méi)有進(jìn)口的生命系統(tǒng)是不可持續(xù)的——就像對(duì)地球來(lái)說(shuō)，沒(méi)有太陽(yáng)能輸入。然而，讓我們暫且忽略貿(mào)易帶來(lái)的復(fù)雜性，單考慮可持續(xù)性，聚焦在前面章節(jié)中提出的可持續(xù)性的經(jīng)濟(jì)概念。

對(duì)生物圈2號(hào)的概述

生物圈2號(hào)是一個(gè)物理封閉的巨型玻璃結(jié)構(gòu)，位于亞利桑那州圖森附近，占地約1萬(wàn)平方米（或2.5英畝）。它包含了許多主要的地球生物群落，如熱帶森林、海洋、濕地、沙漠和農(nóng)業(yè)地帶。它還儲(chǔ)存著少量的生物物種和足夠生產(chǎn)8個(gè)人兩年所需食物的資源。另外，它在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前就儲(chǔ)存了大量資源、藥品和設(shè)備，價(jià)值約2億美元，并輸入了大量能源（每人每年約5萬(wàn)美元）。在兩年的時(shí)間里，8個(gè)生物圈人生活在這個(gè)狹小的空間里，生產(chǎn)大部分食物，并設(shè)法生存下來(lái)。

生物圈2號(hào)鳥(niǎo)瞰圖

從技術(shù)角度看，維持一個(gè)封閉系統(tǒng)的嘗試是失敗的。威脅人類生命的主要問(wèn)題是大氣中氧氣的持續(xù)下降。濃度從一開(kāi)始的21%降至14%，僅略高于對(duì)人類生命形成威脅的濃度水平。人們?nèi)粘?huì)消耗大量的氧氣，沒(méi)有氧氣人類就無(wú)法生存。該實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要特點(diǎn)是，實(shí)驗(yàn)的工作人員就在距離實(shí)驗(yàn)場(chǎng)幾英尺處，他們時(shí)刻準(zhǔn)備著提供所需的氧氣。如果這種災(zāi)難性的錯(cuò)誤發(fā)生在后續(xù)補(bǔ)給需要耗費(fèi)9個(gè)月時(shí)間的火星上，那么，生物圈中沒(méi)人能存活下來(lái)。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)人類來(lái)說(shuō)是危險(xiǎn)的，對(duì)其他物種更甚。所有的傳粉者（蜜蜂等）都滅絕了。在生物圈2號(hào)內(nèi)部最初包含的25種脊椎動(dòng)物中，有19種都滅絕了。大多數(shù)昆蟲也難逃厄運(yùn)。僅有一個(gè)主要的成功幸存者：瘋狂的螞蟻（家褐蟻，又稱狂蟻）正四處狂奔，它是一種害蟲，其特性在于幾乎可以在任何地方生存。

這8個(gè)人的工作時(shí)間很長(zhǎng)，平均每天工作10個(gè)小時(shí)，方能艱難維持系統(tǒng)的生存能力。他們的大部分時(shí)間都花在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，每人每周大約22小時(shí)。相比之下，美國(guó)人每周在農(nóng)場(chǎng)工作的平均時(shí)間僅約為0.1小時(shí)。據(jù)報(bào)告，這8個(gè)人沒(méi)有從事任何其他主要的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)（比如住房、服裝、運(yùn)輸、藥品和保健或娛樂(lè)）的生產(chǎn)。因此，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出僅限于自給農(nóng)業(yè)。

測(cè)度可持續(xù)性

我們?nèi)绾闻卸ㄉ锶?號(hào)這樣的項(xiàng)目是否代表自給自足的可持續(xù)性系統(tǒng)？前兩章對(duì)可持續(xù)性進(jìn)行了廣泛的討論。此處，我們需要調(diào)整這種討論，以適應(yīng)更廣泛的分析框架。

在考慮可持續(xù)性時(shí)，一個(gè)最低標(biāo)準(zhǔn)是，該系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上是可行的，因?yàn)樗哂猩a(chǎn)力，即產(chǎn)出大于投入。這是一個(gè)直觀概念，僅僅意味著正的凈產(chǎn)出。這是一個(gè)很低的要求，但作為一個(gè)起點(diǎn)很有用。

可持續(xù)性的一個(gè)更可取的衡量標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)足夠多產(chǎn)因而能維持其資本存量的系統(tǒng)。也就是說(shuō)，如果自然、有形和智力資本的存量在當(dāng)前消費(fèi)水平上沒(méi)有下降，經(jīng)濟(jì)就是可持續(xù)的。

這里的關(guān)鍵概念是資本。這個(gè)概念指的是生產(chǎn)中使用的有形或無(wú)形耐用物品。自然資本包括森林和清潔的空氣；有形資本包括設(shè)備和房屋；智力資本包括專利、軟件和技術(shù)知識(shí)。資本的總價(jià)值是每種資本的數(shù)量乘以它們的價(jià)格或社會(huì)價(jià)值。

生物圈2號(hào)的可持續(xù)性引發(fā)了比可持續(xù)性的衡量標(biāo)準(zhǔn)更廣泛的問(wèn)題。在我們的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)衡量中，我們假定部分自然資本得以維持。例如，我們可以假設(shè)太陽(yáng)還在照耀，河流還在流動(dòng)，大多數(shù)授粉者還存活著，但我們顯然不能假設(shè)火星或一顆數(shù)光年外的行星同樣如此。測(cè)度自然資本各組成部分的價(jià)值顯然超出了本書的分析范圍，我們能做的是分析經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性。

生物圈2號(hào)的產(chǎn)出

為研究生物圈2號(hào)的經(jīng)濟(jì)可行性和可持續(xù)性，我構(gòu)建了一套基本的經(jīng)濟(jì)賬戶。它們使用上一章討論的國(guó)民收入核算概念來(lái)衡量NNP及其組成部分。這些估計(jì)只是提示性的，也許其他能夠獲得更好數(shù)據(jù)的人可以完善它們。不過(guò)，現(xiàn)在我們開(kāi)始吧。

原始資料如下：我們有按部門劃分的8位生物圈人的時(shí)間使用情況。初始資本存量估計(jì)為2億美元，能源投入為每年80萬(wàn)美元，安保和其他服務(wù)估計(jì)為每年50萬(wàn)美元。以2015年美元計(jì)算，非科學(xué)活動(dòng)的工時(shí)價(jià)值為每小時(shí)15美元，而科學(xué)活動(dòng)的工時(shí)價(jià)值為每小時(shí)50美元。主要的成本是折舊，估計(jì)每年為資本存量的10%，這對(duì)設(shè)備來(lái)說(shuō)是合適的折舊率，但考慮到生物圈2號(hào)的壽命有限，該數(shù)值可能偏低。

對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)或科學(xué)知識(shí)的投資可能是非常有價(jià)值的。按照傳統(tǒng)，這是以成本衡量的，但可能存在更大的正外部性。

表3 對(duì)生物圈2號(hào)和美國(guó)的經(jīng)濟(jì)核算估計(jì)（注：估計(jì)數(shù)顯示了這兩個(gè)經(jīng)濟(jì)體的人均產(chǎn)出。對(duì)生物圈2號(hào)的估計(jì)是1991-1993年，而美國(guó)的數(shù)據(jù)是2015年的。所有的估計(jì)都已折算至2015年的物價(jià)和工資水平。）

表3顯示了結(jié)果，并將生物圈2號(hào)與2015年美國(guó)的人均產(chǎn)出進(jìn)行了比較。值得一提的是，對(duì)生物圈2號(hào)的估計(jì)是基于非常零碎的信息，但數(shù)量級(jí)肯定是正確的。前五行顯示了按行業(yè)或部門核算的總產(chǎn)出，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是生產(chǎn)的東西，比如胡蘿卜的價(jià)值。如標(biāo)號(hào)為1的那一行所示，生物圈2號(hào)的人均總產(chǎn)出估計(jì)約為美國(guó)的一半。請(qǐng)注意，當(dāng)時(shí)的產(chǎn)出高度不平衡，工業(yè)或貿(mào)易的產(chǎn)出為零。最重要的成果是服務(wù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造。

標(biāo)號(hào)為2的那一行顯示了生物圈2號(hào)的人均GDP，等于總產(chǎn)出減去能源等中間投入。我的估計(jì)是，投入超過(guò)產(chǎn)出（甚至能源投入也大于產(chǎn)出），所以生物圈2號(hào)的人均GDP估計(jì)為負(fù)19萬(wàn)美元，而美國(guó)的人均GDP為正5.6萬(wàn)美元。

標(biāo)號(hào)為3的那一行顯示的最終總數(shù)是生物圈2號(hào)的NNP，等于GDP減去資本折舊。我們之前的討論將NNP定義為可持續(xù)收入。據(jù)估計(jì)，生物圈資本每年每人的折舊總額超過(guò)300萬(wàn)美元。減去折舊后的人均NNP為每年負(fù)344萬(wàn)美元。這些數(shù)據(jù)可能會(huì)有變化，但它們加起來(lái)總是很大的負(fù)數(shù)。

關(guān)于人工地球可持續(xù)性的判斷

關(guān)于在遙遠(yuǎn)太空建立人工地球或可持續(xù)人類系統(tǒng)的前景，我們能得出什么結(jié)論？我們對(duì)人類文明史的討論，講述了通往今天高生產(chǎn)率的全球經(jīng)濟(jì)的篳路藍(lán)縷，這表明在一個(gè)遙遠(yuǎn)和危險(xiǎn)的地方建立一個(gè)平行體系存在巨大的困難。此外，在評(píng)估移民火星或其他行星的前景時(shí)，結(jié)論同樣是悲觀的?；陬愃频那闆r（比如在南極洲或國(guó)際空間站）可知，在惡劣環(huán)境下維持生命的成本亦是天文數(shù)字。

當(dāng)我們回顧生物圈2號(hào)的歷史時(shí)，結(jié)果更為悲觀。它在經(jīng)濟(jì)可行性和可持續(xù)性測(cè)試中都慘敗。哪怕身處地球，這個(gè)系統(tǒng)也無(wú)法維持現(xiàn)代的生活水平，甚至不能維持舊石器時(shí)代的生活水平。如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，其產(chǎn)出會(huì)降為零。生物圈里的每一件事物和每一個(gè)人，也許除了那瘋狂的螞蟻，都注定難逃滅亡的命運(yùn)。

從這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中得到的教訓(xùn)是一致的，也是令人沮喪的。對(duì)于不那么遙遠(yuǎn)的未來(lái)而言，自給自足的外星文明前景渺茫。

本文摘自《綠色經(jīng)濟(jì)學(xué)》，為其第10章內(nèi)容，原題《外星文明的誘惑》，澎湃新聞經(jīng)授權(quán)刊載，標(biāo)題為編者后擬。

《綠色經(jīng)濟(jì)學(xué)》，【美】威廉·諾德豪斯/著 李志青、李傳軒、李瑾/譯，中信出版集團(tuán)，2022年6月版