标题：盖亚假说
科技名词定义
中文名称：盖亚假说
英文名称：Gaia hypothesis
定义：盖亚假说（Gaia Hypothesis）是由詹姆斯·洛夫洛克在1972年提出的一个假说。简单地说，盖亚假说是指在生命与环境的相互作用之下，能使得地球适合生命持续的生存与发展。[1]
应用学科：古生物学（一级学科）；地球生物学与分子古生物学（二级学科）；地球生物学（三级学科）
提出和发展
美国国家航空航天局在1961年邀请英国科学家詹姆斯·洛夫洛克帮助寻找火星上的生命痕迹。洛夫洛克随后提出了盖亚假说，即地球生命体和非生命体形成了一个可互相作用的复杂系统。这一观点一直受到环保主义者和气象学家的拥护。
自古以来，人们尝试各种的方法企图了解“自然”的奥秘，在这当中西方文明里的科学传统可以说是成果最为丰硕且最有影响的了.在十七世纪的时候，欧洲大陆兴起了科学革命，女性主义的科学史家Carolyn Merchant（1980）指出这个革命产生了一种看待世界的崭新眼光(a new way of looking），科学家开始将自身与外在的世界区隔开来，尝试将自身作为观看的主体，而将外在世界当成被观看的客体，这种我们现在称作是主、客体二分的二元论（Dualism）。人就是在这样的观看方式下与“自然”分开来了，作为观看主体的人开始以跳脱自然之外的方式来观察“自然”，似乎人可以跟“自然”分开似的！“自然”于是成为一个被动的，静态的，可以被控制，被观察的物件。
然而，看待“自然”的方式却不一定只是遵照着这种古典科学观的看法，希腊神话中有一个神祇叫作“盖亚”（Gaia），意思是地母，换成中文的讲法应该可以称为“后土”.在二十世纪六十年代末有一个研究火星是否有生命的大气科学家James Lovelock（1979）构想了一个对地球的理论称为“盖亚假说”（Gaia Hypothesis），后来经过他和美国生物学家马古利斯（Lynn margulis）共同推进，逐渐受到西方科学界的重视，并对人们的地球观产生着越来越大的影响。1989年美国地球物理联合会选择盖亚作为学术会议的主题，几百名科学家和学者参加了会议，并于1993年出版了《科学家论盖亚》（Scientistson Gaia）大型文集。从此尽管科学界对盖亚假说有不同的观点，但以此为主题进行研究的科学家越来越多，特别是近年来NASA在全球生态学、生物圈学和地球系统科学的名义下支持此类研究，使得其影响也越来越大。一些科学哲学家、环境保护主义者和政治家等也从各自的角度关注和讨论盖亚假说，有关的论文和书籍也越来越多。
科学性
盖亚假说至少包含5 个层次的含义：一是认为地球上的各种生物有效地调节着大气的温度和化学构成；二是地球上的各种生物体影响生物环境，而环境又反过来影响达尔文的生物进化过程，两者共同进化；三是各种生物与自然界之间主要由负反馈环连接，从而保持地球生态的稳定状态；四是认为大气能保持在稳定状态不仅取决于生物圈，而且在一定意义上为了生物圈；五是认为各种生物调节其物质环境，以便创造各类生物优化的生存条件。前两层被称为弱盖亚学说，后三层为强盖亚学说。
盖亚假说的核心思想是认为地球是一个生命有机体。James Lovelock说过：“地球是活着的！”，而且地球本身就是一个巨大的有机体，具有自我调节的能力，为了这个有机体的健康，假如她的内在出现了一些对她有害的因素，“盖亚”本身具有一种反制回馈的机能，能够将那些有害的因素去除掉。何以见得呢？ 
自地球形成以来的46亿年中，太阳辐射强度增加了约30%（其中5%增加于显生宙期间）。理论上说，太阳辐射强度增减10%就足以引起全球海洋蒸发干涸或全部冻结成冰。但地质历史记录却证明，地球上尽管发生过3次大冰期和大冰期内的暖热期交替变化，地表的平均温度变化仅在10℃上下。这就表明历史上地球存在某种内部的自我调节机制。当前大气中温室气体的浓度急剧升高，导致全球温度升高，理论上将导致陆地植被向两极扩展，面积不断增大，对二氧化碳等温室气体的吸收也越来越强，这又反过来降低了大气中的温室气体的浓度，即地球上现在也存在着负反馈机制。
地球似乎确实是一个“巨生命系统（Mega-life System）”。当然，这里所谓“生命”，决不仅仅指通常意义上的代谢和繁殖，而是指一个能够进行能量与物质交流并使之内部维护稳定的体系。按照这样一种观点，地球恰恰是这样一个有机生命体，他利用太阳的能量并且照行星的尺度进行一种新陈代谢作用。其中，生物起着至关重要的作用。假如地球上的生物突然不见了，所有构成地圈、水圈与大气圈的上百种元素将会彼此共同反应，直到没有任何更进一步的反应发生，从而达到一种平衡的状态。那么，地球这颗星球将会成为一个炽热、无水气的一片死寂之地，不再适合人类的居住。
通过与Lynn margulis长期的合作，James Lovelock的盖亚假说把共同进化论向前推进了一大步。它认为地球上的生命和其物质环境，包括大气、海洋和地表岩石是紧密联系在一起的系统进化。它把地球看作一个生理的系统，拉伍洛克甚至直接把盖亚假说称为地球生理学。正象生理学用整体性的观点看待植物、动物和微生物等生命有机体一样、地球生理学是把地球作为一个活的系统的整体性科学。
在Lovelock那个年代，正当环境运动者对人类社会所造成的环境污染批判不遗余力的时候，Lovelock这个说法后来成为世界地球日活动当中的重要宣传议题，藉此批评人类对环境的倒行逆施. 有趣的是，James Lovelock虽然是一个科学家，但是他的论点却引起许多科学同僚的批评，其中主要的批评就是他的论点不科学,因为他对生命的定义有违生物学家传统上的理解，例如对生命的看法是可以繁衍与生长，然而地球如何繁衍与生长呢？生物学家对生命的定义是可观察且可操作性的，而Lovelock的论调更像是宗教性的反省，具有一种强烈的价值判断在其中，将地球本身想象成女神的身体，森林是毛发，河流是血脉，肌肉则为土地，地球上的芸芸众生则转化成依靠女神身体的更微小的生物，顿时传统上生命与无生命的界线开始模糊了起来，原本科学家关于生命的定义逐渐受到质疑. Lovelock的“盖亚假说”相当程度挑战了古典科学观的认知方式，也提出了对“自然”的不同看法。
现在，随着盖亚假说的有些预测已经得到证实，对于前两层含义一般没有争论；而对于后三层含义就有很大的争论。主要集中在三个方面：1. 如果把盖亚作为一个负反馈调节系统，如何理解该系统的目标；2. 如何理解盖亚的自动平衡态，在地球的大气，环境等不断发生巨大变化时，它是如何保持自动平衡的；3. 盖亚作为一个整体系统，一直通过计算机模型和模拟实验来研究，而科学理论是需要实际研究的。
应该看到，盖亚假说作为一个具有科学革命意义的学说，在科学界引起激烈的争论是一种正常现象。正是这种争论已经并将继续推动其向前发展。
启示
盖亚假说作为一种新的地球系统观的意义在于，它能直接或间接地帮助回答当今人类所面临的生态问题和世界观问题。首先，全球生态环境恶化是人类当今面临的最严重的问题之一。盖亚假说启示人们，环境问题是涉及整个地球生态系统的问题，要解决这个问题不仅需要用系统的或整体的观点和方法来认识人类生产和生活方式对生态环境影响，而且需要人类共同行动。同时，盖亚假说也从道义上启示人们，包括人类在内的所有生物都是地球母亲的后代，人类既不是地球的主人，也不是地球的管理者，只是地球母亲的后代之一。因此，人类应该热爱和保护地球母亲，并与其他生物和睦相处。
近年来，温室效应对一般民众或科学研究人员来说，都令他们印象深刻。不论是讥之为杞人忧天也好，或是视作大难临头也罢，全球都在密切注意它的变化，以及可能造成的影响。由于人类过度开采并使用石化燃料，已经使得原本存在地壳内的碳大量地进入大气圈，使得大气中二氧化碳浓度上升。有人认为这将造成全球气温上升，最后终将使南北极冰帽熔化，导致全球海平面上升，人类的生存会受到极大的威胁；但盖亚假说的支持者们认为地球不会变得如此不适合万物生存，总会有一些制衡的作用应运而生，而所有的作用总和加起来产生的效果就是一个恒定的地球，把地球看成一个活体、一个地球上最大的生物，如此一来，一些看似不平衡的现象，便可以用个体生物上的观念来了解。对于二氧化碳所造成的温室效应，地球似乎就有个方法来对付它，这个机制的主角叫做二甲基硫。我们发现气温上升、盐度增加等现象，会导致藻类增加二甲基初油酸的排放量；我们也看见二甲基硫的增加会使得大气的反射率增加，进而降低地表温度。
然而，到目前为止，认为整个地球具有自我调节气候能力的看法，仍是一个未证实的假说。事实上，就算今天盖亚学派的说法真的存在，那是否就代表着人类所作的一切，都有个凡事包容的妈妈──地球，在为他们处里善后呢？不但是一般保守的研究人员不那么认为，就连盖亚学派的人也不敢那样想。盖亚假说本身并不是判断人们的行为正确与否的最终的道德标准，目前也不能得到地球生态系统自我调节的真实能力的数据。地球就算有自我调节的功能，那反应的时间也是相当长的。人类是现今地球上最有创造力，也最有破坏力的生物，我们肆无忌惮的破坏速度，是大地之母──盖雅无法来得及赶上的。所以今天提出这个气候控制的例子，进而引出盖雅假说，目的并不是在给人类的所作所为找一个下台阶。正面的意义在提供一个思考或研究方向，来合理地对待我们的环境，甚至期待人们可以将创造力用在帮助大地之母，至少别再增加她的负担。
最后不得不引用恩格斯的警告：“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响，常常把第一个结果又取消了。”人类能否迷途知返，开始认识到自己保护地球，保护环境的责任？抑或地球不得不采取严厉的手段来惩治人类？须知地球已经历了46亿年，而人类从出现到消失，在地球历史上也许不过是白驹过隙的一瞬间。
与山海经的关系
夏革曰：渤海之东不知几亿万里，有大壑焉，实惟无底之谷。其下无底，名曰归墟。八纮九野之水，天汉之流，莫不注之，而无增无减焉。其中有五山焉：一曰岱舆，二曰员峤，三曰方壶，四曰瀛洲，五曰蓬莱。—《列子·汤问》
伊米尔活着的远古时代，没有沙或者海，没有汹涌的波浪；世界没有大地，也没有天空，只有那开裂的、寸草无生的鸿沟。—《西比尔预言书》
一个苹果从树上掉在牛顿的面前，为了追问为什么，他发现了“万有引力”；一只甲虫在球体上爬行，爱因斯坦想到了在引力场中时空的弯曲。
100多年前的一天，德国人魏格纳无意中瞥了一眼挂在墙上平日熟视无睹的世界地图，他的目光恰好落在南美洲和非洲大陆上，忽然，一丝令人战栗的直觉闪过他的全身：这两块大陆可以合在一起！他立即全神贯注地仔细察看这两块大陆，发现大西洋两岸的海岸线相互对应，特别是巴西东端的直角突出部分，与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合！
自从世界地图绘出以来，看过世界地图的人成千上万，尤其是以知识代言人自居的科学家们，都不可能没看过世界地图。但从来没有人发现这一点，也许有人发现了，然而他可能只把它当作巧合而一笑了之（大量的事实表明，自然科学中许多看似巧合的东西，最后证明都不是巧合，而是必然）。只有魏格纳对此较上了真，他要证明这个直觉。
通过对地球物理学、地理学、气象学、地质学和古生物学等各方面的大量数据的收集和比较，魏格纳越来越相信自己当初的直觉是正确的，而且不单南美洲和非洲原来是在一起的，地球上所有大陆在中生代以前都曾是一个统一的巨大陆块，他称之为泛大陆或联合古陆，其余部分称为泛大洋。可是，是什么力驱使大陆分裂并隔离得那么远？魏格纳通过研究认为，是由于地球自转产生的惯性离心力，导致大陆发生从两级向赤道的离极运动。由于日月对地球的引力产生的潮汐作用，导致大陆向西的运动。
1912年，系统地表达魏格纳观点的书—《大陆和海洋的形成》出版，立即在全世界引起了轰动。
但是，马上有人指出魏格纳学说的致命硬伤——它无法解释泛大陆分裂的古生代褶皱带，无法解释地壳的升降运动：如果大陆比基底坚硬，大陆就不会挤压成褶皱，而是基底挤压成褶皱；如果大陆的基底软，则大陆根本不会漂流。
于是，这一学说马上被人嗤之以鼻，视之为荒诞的谬论。1930年11月，魏格纳在格陵兰考察冰原时遇难，直到此时，他的学说也只是被人拿来作为嘲笑他的调料。
然而随着现代科学的发展，精确的大地测量数据证实，目前大陆仍在缓慢地保持水平运动。古地磁的资料也表明，许多大陆块现在所处的位置并不代表它初始的位置，而是经过了运移。
魏格纳遇难30年之后——20世纪60年代以来，板块构造学说的兴起，才为魏格纳的学说注入了新的生命，从而又成为一门显学。
板块构造学说是当代最有影响的全球构造理论，1968年由法国地质学家勒比雄提出。除了魏格纳的大陆漂移学说，他的另一个理论支柱是海底扩张学说。
海底扩张学说原本是有关岩石圈发展的一种学说，于1961年由美国赫斯和迪茨提出。该学说认为地幔内存在着热对流，变化了的地幔顶部的玄武岩熔岩物质，形成高温上升流，在大洋中脊隆起，侵入并上升涌出，遇水作用成蛇纹石化，从而形成新的大洋地壳，将原先存在的大洋地壳不断向外推移，使整个海底不断自大洋中脊向两侧扩张。至海沟一岛弧一线受阻于大陆而俯冲下沉，又融熔于地幔中，达到新生和消亡的消长平衡，使洋底地壳在2～3亿年间更新一次。该学说的主要证据是，印度洋洋中脊区的磁异常呈条带状，正负相间、平行于中脊的延伸方向，并以中脊为轴呈两侧对称，其顺序与年代一致，证明洋底是从大洋中脊向外扩展而成；转换断层概念的提出，使岩石圈水平位移成为可能，也说明大洋中脊的扩张新生洋壳和海沟带的洋壳俯冲消减的消长平衡关系。测算结果表明，太平洋的扩张速率为每年5-7厘米，大西洋为1-2厘米。
板块构造学说将大陆漂移学说和海底扩张学说统一起来，并赋予新的意义。
该学说认为，地球的岩石圈不是整体一块，而是被一些活动的构造带——海岭、岛弧、平移大断层等所割裂的若干板块。板块的概念系指全球岩石圈板块，厚约50-150千米，其下为一塑性软流圈（层），属上地幔上部，厚约100-200千米。全球岩石圈可划分为六大板块，即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块。除太平洋板块几乎完全是海洋外，其余既包括大块陆地，又包括大片海洋。六大板块又可分成若干小板块。如美洲板块分为南、北美洲两个小板块，亚欧板块可分出东南亚、阿拉伯半岛、土耳其等小板块，印度洋板块可分出印度板块等。板块以一定的边界（海岭、岛弧—海沟系、转换断层）来划分，其同多以洋底张裂带、转换断层、消亡带、地缝合线为分界线。
板块运动是一种与地轴斜交的扩张轴的旋转运动，各块板块都有各自的旋转轴，其运动方向就是平行于以旋转轴为中心的小圆。板块间的作用，洋中脊以水平张力为主，形成正断层；岛弧—海沟系以水平挤压为主，形成逆掩断层、冲断层；转换断层以剪切为主，形成一系列垂直于洋脊的平行断裂。
板块运动的主要驱动力来自地幔物质的对流，对流速率每年为1-20厘米，洋中脊是对流的上升处，海底是对流循环的顶部（平流运动），海沟是对流的下降处，洋壳于洋中脊产生，于海沟处消潜，循环范围可达几千千米，有的至今仍在活动，有的已停止循环。板块内部强度较大，比较稳定，主要活动与变形发生在板块边缘，即板块交界处。板块俯冲，形成海沟、岛弧与海岸山脉；板块碰撞，形成山脉；板块分裂，形成裂谷、洋中脊和海洋；板块错动，形成转换断层。
板块构造学说深刻地解释了世界地震和火山分布、地磁和地势现象、岩浆和造山运动，说明了全球性大洋中脊和裂谷系、大陆漂移、洋壳起源等重大问题，以全球整体的研究观点，开拓了地球科学研究的深广度。
但该学说对板块活动具体作用过程和细节还不明确，对板块动力的确定也还有问题，对板块内部构造与板块俯冲消亡及伴随的岩浆活动研究不足。
最重要的是，它无法解释大陆岩石圈的成因和演化！
那么，大陆是从哪里来的？
回答这个问题之前，我们先按照古代中国人的习惯，把世界地图倒过来看看，你会发现，就像人的五脏六腑一样。
恰好，中国有一本古书（说是书，其实就是一本小册子），叫《山海经》，其中的《山经》，包括“南山经、西山经、北山经、东山经、中山经”五个部分，“禹曰：天下名山，经五千三百七十山、六万四千五十六里，居地也，言其五藏。”故被称为“五藏山经”。
普遍的说法，“五藏”的“藏”是“宝藏”的意思。但笔者认为，这个“藏”应该是“五脏六腑”的“脏”，中国古代文字有“通假”一项，这“脏”与“藏”就是属于同音通假。心、肝、脾、肺、肾，叫五脏；小肠、胆、胃、大肠、膀胱、三焦，叫六腑。五脏六腑，是中医对人体各内脏的总称。盖亚理论解决了这一缺陷。
推翻
92岁的英国环境科学家詹姆斯·洛夫洛克在50年前提出备受争议的“盖亚理论”，认为气候变化将对地球产生灾难性影响。现在，洛夫洛克推翻了自己的理论，承认此前的预测是在“杞人忧天”。但他同时也强调气候变化仍在发生，只是没有他此前认为的那么快速，所产生的影响也没有他预测的那么可怕。
上世纪60年代，洛夫洛克在就职于美国宇航局期间提出了所谓的“盖亚理论”。根据这一理论，地球上的所有有机物和无机物紧密结合在一起，形成一个单一的自调节系统。这个“活系统”自动控制全球温度、大气中的氧量、海洋盐度以及其他因素。洛夫洛克曾指出，如果按照当前的现状发展下去，人类文明将无法长久存在。在这个世纪结束前，将有数十亿人从地球上消失，只剩下少数人生活在气候仍可以忍受的北极地区。
根据洛夫洛克的盖亚理论，到了2040年，欧洲的夏季温度将在110到120华氏度之间，植物无法生长，从此失去粮食来源；欧洲中部地区——巴黎和柏林——将变成沙漠；由于海平面上升，英国人将不得不逃离家园；中国将变成一个不适于居住的国家；美国佛罗里达州可能从地图上消失。面对未来的灾难，人类没有任何选择，只能坐等噩梦来临。
不久前，洛夫洛克在接受msnbc网站采访时承认：“我的预测有误。我们并不真正了解地球的气候，20年前，我们一度认为做到这一点。这种不了解导致包括我在内的一些人做出错误的预测，也因此出版了一些杞人忧天的著作。我们预测的可怕影响并没有出现。当前的气候并没有发生巨大变化。我们一度认为地球将变成一个酷热的星球，但事情并非如此。地球的温度较为稳定。不过，由于大气中的二氧化碳数量增多，气温确实有所升高，这一点是毫无疑问的。”[2]