尹文娟

(東北大學 科學技術哲學研究中心，遼寧 沈陽 110819)

1962年，美國著名生態(tài)學家H.T.Odum在一次主題為“城郊森林與生態(tài)”的研討會上遞交了一篇名為《生態(tài)系統(tǒng)中的人》的文章，在該文中Odum首次提出了“生態(tài)工程”(ecological engineering)的概念并給出了大致的界定——“人類運用少量輔助能對以自然能為主的系統(tǒng)進行的環(huán)境控制”[1]。此后，包括我國在內的世界各國紛紛根據(jù)自身生態(tài)運行狀況展開了相關生態(tài)工程的設計研究，并建立了生態(tài)工程學以與傳統(tǒng)的環(huán)境工程學相區(qū)分。這一段時間里涌現(xiàn)出了許多值得借鑒的成功的生態(tài)工程案例，但其中卻也不乏各種失效案例，尤其以美國亞利桑那州開展的生物圈Ⅱ號實驗基地最終以失敗告終最為著名。然而直至目前為止，學理界關于生態(tài)工程的探討大多側重于進一步開發(fā)生態(tài)工程的操作路徑以幫助實現(xiàn)更多成功案例，對于失效案例卻并無太多理論反思?？烧鎸嵉氖聦崊s是——哲學層面的反思對于生態(tài)工程失效的分析來說似乎是必不可少的。這是因為從邏輯上看，生態(tài)工程失效是一件出乎意料的事:與一般環(huán)境工程學通過向自然施以工程、技術方法來獲取能量的這種強人類中心主義傳統(tǒng)相比，生態(tài)工程倡導的是一種最大限度開發(fā)和利用自然生態(tài)系統(tǒng)自身的共生與協(xié)同機制理念，即充分發(fā)揮自然的能動性，這樣一來失效本不該發(fā)生。那么生態(tài)工程失效本質上究竟是必然的還是或然的呢?如果是必然的，便意味著生態(tài)工程自身嵌入了同時引發(fā)失效的因子，那么這一內在矛盾因子是什么?如果是或然的，即意味著或許更廣闊的外部語境中存在一些誘發(fā)失效的擾動，那么這些外部擾動又是什么?筆者希望在本文中能夠對這些問題作出一點回答。

一、生態(tài)工程概念的出場語境

讓我們先來思考一下生態(tài)工程概念提出的歷史語境。

歷史上依次發(fā)生的第一次科學革命、啟蒙運動和第一次技術革命給人類社會帶來的一個重大影響是將理性打造成一位世俗的神。與漫長的宗教世紀里那位遙不可及的彼岸上帝相比，理性這位此岸神似乎更真實地賦予了人類真正意義上的自由，至少它使人類不必再在自然面前僅靠施行巫術或是虔誠的禱告來獲求心理上的安慰。機械化、工業(yè)化之后的人類分別憑借著理性的知識形態(tài)(科學)和器物形態(tài)(技術)對資源進行了無節(jié)制的開采和利用，極大地增加了社會的可支配財富，如配第等啟蒙經(jīng)濟學家們甚至直接將自然看做是財富的來源。這種征服自然、視資源為“公地”和“外部性”的做法逐漸將人類自誕生之日就秉持的自然母親的觀念變成了人—自然二元區(qū)分的主客觀念，此時一邊是人類，另一邊是一個獨立的、供消遣和觀察的自然，“環(huán)境”一詞就是在這樣的情形下出現(xiàn)的，“‘環(huán)境’是一個人類中心的和二元論的術語，它意味著人類位于中心，所有非人的物質環(huán)繞在我們四周，構成我們的環(huán)境”[2]。這種由戰(zhàn)勝自然引發(fā)的樂觀的技術熱情一直持續(xù)到20世紀初，之后自然開始以一種人類意想不到的方式展開了對人類此前貪婪行為的報復，臭氧層空洞、溫室效應、能源短缺、生物物種減少甚至滅絕等一系列生態(tài)危機在20世紀中期逐一爆發(fā)，對人類生活構成了嚴重影響。以卡遜在《寂靜的春天》中提到的化學藥劑DDT的使用為例，DDT有效地抑制了農作物中病蟲害的發(fā)生，但它在土壤和作物中的高殘留一邊使土地呈現(xiàn)高度的鹽堿化，另一邊給人類帶來了各種疾病隱患。這些現(xiàn)象使一些學者開始思考理性的負面作用，呼吁改善人類中心主義的價值觀，還原自然的主體地位，甚至有學者提出了大地倫理學的主張，這一時期出現(xiàn)了一大批如深綠、淺綠、紅綠等環(huán)保組織。在經(jīng)濟學領域，以羅馬俱樂部為首的經(jīng)濟學理論家們也開始質疑如亞當·斯密等古典經(jīng)濟學家的理論，并提出了增長的極限論，指出資源的枯竭必將使過去單純靠采掘資源的粗放型經(jīng)濟增長在不久的將來達到一個極限并呈現(xiàn)下降趨勢，因而在資源利用上必須做到“可持續(xù)發(fā)展”(sustainable development)才能實現(xiàn)人類社會的永續(xù)前進。于是在這樣的背景下，生態(tài)學家們提出了生態(tài)工程的概念——“生態(tài)工程的目標就是在促進自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防治環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益與生態(tài)效益同步發(fā)展”[1]。

二、生態(tài)工程的運行機制與實踐悖論

按照定義，生態(tài)工程運行的基本原理是在技術手段的協(xié)助下，充分發(fā)揮和依靠自然的“自我設計”和“自我維護”能力，在保證物種多樣性和能量循環(huán)再生的同時，實現(xiàn)資源的有效獲取，從而達致人—自然—社會三元復合平衡的生態(tài)系統(tǒng)。顯然，這一復雜目標的實現(xiàn)涉及到人文、地理、社會、環(huán)境等多方面因素，而生態(tài)學家們也意識到了這一點，于是自生態(tài)工程概念提出以來，生態(tài)學家們積極地將系統(tǒng)論、信息論、控制論等橫斷學科知識引入到對生態(tài)環(huán)境的認知中，開發(fā)出許多新的模型、算法和評價體系。理論上的這種日漸完善也拓寬了實踐的應用領域，這一時期產生了很多成功的生態(tài)工程設計案例，比如中國三北防護林體系的建立使三北地區(qū)20%以上的沙漠化土地得到基本治理，40%以上的水土流失面積得到有效控制;美國“佛羅里達州的Garimsville種植柏樹使之成為森林濕地，去除了污水中50%的有機質、營養(yǎng)鹽和金屬元素”[3]等。

然而需要指出的是，這一過程中也出現(xiàn)了許多失敗的案例，尤其以美國亞利桑那州圖森市耗時八年、耗資1.5億美金設計的生物圈Ⅱ號失效最為著名。從某種意義上說，生物圈Ⅱ號可以稱得上是生態(tài)工程運用的一個典范，卻也是最為“恢宏”的一場失敗。生物圈Ⅱ號中幾乎集中了人類生存所必需的各種子系統(tǒng)，如海洋、平原、雨林、沼澤、沙漠等，科學家們通過技術手段對各個系統(tǒng)之間的作用機制進行調控以幫助維系這一微型世界各項生態(tài)組分的自主運轉和指標平衡。他們原計劃在里面待夠兩年，這兩年間除第一批包括種子在內的物品是外界提供的外，其余一切都要從生物圈Ⅱ號中獲取。然而僅僅一年后，生物圈Ⅱ號中就出現(xiàn)了許多令生態(tài)學家們始料未及的情況，比如二氧化碳含量高達2 500 PPM，脊椎動物瀕臨滅絕等等，最終科學家們不得不撤出實驗室。即使生態(tài)工程學界將這次失效歸結于缺乏專業(yè)耕種人員，并在后來由哥倫比亞大學重新接管此次試驗后雇用了一名尼泊爾農業(yè)學院的大學生進行專業(yè)化種植，但最終這場耗時三年的生態(tài)模擬實驗仍然以失敗告終。

從表面上看，生態(tài)工程在實踐上的屢屢失效似乎是一個悖論。與傳統(tǒng)環(huán)境工程學相比，生態(tài)工程研究對自然本身給予了極大尊重，不僅每一組生態(tài)關系的設定都經(jīng)過嚴格的科學計算，例如，為了確定濕地的適宜地段，生態(tài)學家們總是利用計算機模擬的數(shù)學模型對如坡度、土壤基質等幾個關鍵變量進行分析，從而“形成最適地段分布圖”[4]，然后按照這一分布進行相應的生態(tài)環(huán)境設計;而且還盡可能著眼于生態(tài)的地域性特質，遵循并利用當?shù)叵到y(tǒng)內部各個組分間的功能依賴和損益乘補關系。這樣一來失效本不該發(fā)生，沿著這一邏輯，如果失效發(fā)生了，那么可能存在的問題就只能是現(xiàn)有技術手段的不夠精準或是理論認知不夠完善。這也是為何到目前為止對于生物圈Ⅱ號的失效分析，學術界都更多的是從技術層面入手的原因。時至今日，隨著學者們對生態(tài)學元理論研究的深化及其他學科知識的引入、整合，類似的解釋仍然層出不窮，科學家們似乎認為只要將失效的工程、技術基本原理闡釋清楚就可以將上述問題有效地回避掉。然而事實卻是，在生態(tài)認知已經(jīng)達到相當程度的今天，很多地方展開的生態(tài)工程功能依舊失靈，至少是沒有沿著生態(tài)學家們希望的方向發(fā)展。也就是說，用技術理性剖析技術理性失效的這種自我批判似乎不足以帶來滿意的答案，鑒于此，筆者以為，我們是否應該找到一種新的非技術立場來重新審視生態(tài)工程的失效?

三、生態(tài)工程失效分析 基于技術功能層級論的視角

必須承認，每一個生態(tài)工程設計都廣泛利用并充分發(fā)揮了一個系統(tǒng)之中各個組分之間的自組織性，但是筆者以為，從本質上說生態(tài)工程卻依然是以技術為主導，至少是在用技術的力量引導自然向著人類期望的方向發(fā)展。按照著名核物理學家阿爾文·溫伯格的說法，生態(tài)工程依舊延續(xù)了技術修正(technological fix)的進路，即依靠工程、技術手段實現(xiàn)生態(tài)的和諧、有序運行[5]。原本這一理念的提出是意欲從實踐上興起一場對自啟蒙運動以來人類中心主義自然觀的反動，然而，技術修正的內在導向決定了它本身依然是人類中心主義的。筆者這里并不是說生態(tài)工程的內在技術本質而非生態(tài)本質是其遭遇失效的原因，理性的化身——科學和技術在環(huán)境上的運用的確在很多方面促進了對人類和生態(tài)均有益的自然活動。例如，生物圈Ⅱ號中科學家用植物來吸收動物和人呼出的二氧化碳并制造出需要的氧氣，依靠海洋將多余的碳以無機鹽的形式固定下來;再以應對全球變暖問題為例，氣候科學共同體先后推廣了綠色能源、地質工程、生物捕碳及向平流層注入硫酸鹽溶液的技術做法等，在一定地區(qū)和一定程度上有效降低了大氣中二氧化碳的濃度。在這一切都非常符合科學原理、操作設備上又完全達到了技術要求的情況下，為何生物圈Ⅱ號最終卻運行失靈?而全球變暖的趨勢也依舊一直在繼續(xù)?生態(tài)技術的合理運用與最終不期望的結果之間究竟是怎樣的一種關系?

“技術通過體現(xiàn)出來的功能將某一人類意圖與某一特定結果聯(lián)系到一起”[6]36，但這里我們卻需要對生態(tài)技術的功能有一個分類學上的認識。筆者舉例來說明這一點。當人們作決策時，他們總是傾向于達致其決策指向的目標，而技術總是能夠給予人們更好的機會實現(xiàn)這一點(至少比不用技術要強很多)，也就是說在個體使用層面上，技術是意志的促進者。比如某人要從A地到B地旅行，他(她)可能會選擇自駕游，也可能會選擇乘坐飛機或其他交通工具，但無論哪種方案只要該技術運行良好，都是可靠的。但是必須注意的是，這里每一個可供選擇的個體技術其實都是更復雜的系統(tǒng)中的一個組成部分，而這個更復雜的系統(tǒng)與該個體技術功能是否能夠有效發(fā)揮有著隱含的直接關系。假設此人選擇了飛機，貌似只要選定了航班，他(她)就可以準確地實現(xiàn)從A地到B地，然而眾所周知，“交通系統(tǒng)在很多時候都是非理性和功能失靈的代名詞”[6]37，比如它的安檢過程非常低效，而且經(jīng)常出現(xiàn)航班延遲現(xiàn)象等等，那么在這種情形下此人是否還能如期達到自己的目標呢?我們會發(fā)現(xiàn):一個技術原理上看非常有效的、能夠滿足需求的個體技術，由于嵌入在一個更大的系統(tǒng)網(wǎng)絡中運作，而這個更大的系統(tǒng)網(wǎng)絡通常都是一個復雜的社會—技術系統(tǒng)。這里面有著無數(shù)的不可預測的復雜因素，于是該個體技術功能的發(fā)揮總是不可避免地受到這些因素直接或間接的影響。現(xiàn)在關于生物圈Ⅱ號的失效可以得到一點解釋了:生物圈Ⅱ號中的每一個生態(tài)組分都是按照它們的生態(tài)學原理被安置在一起的，比如需要將哪些系統(tǒng)安放在生物圈Ⅱ號中，為何建造草原而不建造丘陵?同時生物圈Ⅱ號中每一組生態(tài)關系也都是經(jīng)過仔細計算確定的，每天進行多少次、劑量為多大的潮汐模擬從而使海洋處于動態(tài)平衡都要科學家嚴格按照傳感器上的數(shù)字進行調控，在這一層面上，各類科學知識和技術手段確實幫助生物圈Ⅱ號中的生態(tài)組分實現(xiàn)了它們各自的生態(tài)功能;但是一個生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中各個組分之間的關系遠比我們目前的科學能夠定量化理解的要復雜得多。此外，生態(tài)學是構建在大量數(shù)學模型基礎上的，然而所有的模型其實質都是一種對現(xiàn)實實在的簡化和純化。不僅如此，模型中變量權重的取值和假設也都是主觀的，也就是說，換一個權重和假設，模型結論很可能是不一樣的，生態(tài)學上的這種先天的不確定性經(jīng)常導致在對待某一環(huán)境問題上某專家按照自己的計算找到的解決方案在另一個專家看來卻行不通，關于生物圈Ⅱ號失敗的解釋層出不窮似乎已經(jīng)印證了這一點。在關于如何控制全球變暖問題上也體現(xiàn)了生態(tài)科學不確定性帶來的無法協(xié)調的爭議:有專家指出海水具有極強的碳耦合能力，而地球70%都是海水，因此應該利用海水吸碳能力降低二氧化碳沉積[7];但哥倫比亞大學地球與生態(tài)工程系教授克勞斯馬上撰文指出海水中其他成分與二氧化碳結合會產生如碳酸鈣之類的化合物，這類化合物并不是海洋生物需要的，因而有可能會在解決一場環(huán)境危機的同時引發(fā)另一場危機[8]。

通過上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)技術或更廣泛地說技術本身內在地包含了兩個獨立的實在:“局部精確性”和“整體不確定性”。當技術在以個體身份獨立使用時之所以呈現(xiàn)出極大的可靠性，是因為此時的技術扮演了一臺因—果機器，它在被建造之前有著明確的目標指向，這一點能夠令設計師預測技術運行過程中絕大部分可能出現(xiàn)的情況，因而可以事先將這些關系以數(shù)學的形式銘刻到技術之中，這樣一來技術知識也好，技術手段也好，在個體層面的使用上表現(xiàn)出了極大的可靠性。然而各個生態(tài)組分之間構成了一個復雜而宏大的生態(tài)網(wǎng)絡，這其中的互動關系充滿了或然性、不確定性，但這卻是每一個獨立的生態(tài)學認知和生態(tài)技術生存的真實環(huán)境。這個時候個體技術在面對更大的生態(tài)語境時會遇到怎樣的情況是無法提前預知的，更談不上解釋了。因此隨著系統(tǒng)組分的增多、系統(tǒng)邊界的模糊、系統(tǒng)組分間互動的擴大，生態(tài)技術功能的穩(wěn)定性下降，甚至有時候還會出現(xiàn)一些意想不到的后果，即功能失效，而人類對于這些后果充其量只能持有一種后見之明罷了。

現(xiàn)在看來，關于開篇提到的生態(tài)失效的必然性與或然性的問題似乎也有了答案。每一個生態(tài)工程的整個存在狀態(tài)都是一個典型的非線性過程，它對初始狀態(tài)極端敏感，無論是外部環(huán)境還是內在組分之間的互動帶來的擾動一旦超出預定臨界值，就有可能出現(xiàn)功能失常乃至功能失效。這些擾動就是所謂的或然性，因為一般而言，擾動壓迫生態(tài)組分運行的情況并不經(jīng)常發(fā)生;然而，系統(tǒng)之所以要承受過量擾動干預正常系統(tǒng)運行的風險，卻是因為生態(tài)工程根本上的復雜非線性屬性，從這一意義上說，生態(tài)工程失效又是必然的，其實或然性只是必然性實現(xiàn)的一個條件、一個表象罷了。

四、生態(tài)工程失效帶來的關于應對人類情境真實性的思考

筆者在這里并不是要否認生態(tài)工程學作為一門科學的合法性，亦或是宣稱生態(tài)環(huán)境是混沌一片，因而是超出分析的，從而在人與環(huán)境的關系上渲染上一層悲觀主義色彩。相反，筆者想要強調的是生態(tài)工程學承認環(huán)境的復雜性，其基本訴求是依靠組分之間的互動將污染和產出的比值調節(jié)到對環(huán)境、人類有益的范圍內，但這樣的理論其首要的哲學假定是承諾環(huán)境是一個本體論上的存在，因而也就是可供理性認知的，這事實上是一種樸素的實在論立場。生態(tài)工程的失效將這一立場內在的瑕疵暴露出來——線性認知對于環(huán)境是不夠的?？茖W獲得知識的過程首先是將一個現(xiàn)象的情境因素去除掉，然后在一個高度純化的實驗條件下模擬重現(xiàn)這一現(xiàn)象，引入的所有的變量都不僅是技術上可控的，而且是數(shù)學上可預測的，科學家們根據(jù)實驗的結果實現(xiàn)對現(xiàn)象的描述。然而，現(xiàn)實的環(huán)境尤其是生態(tài)環(huán)境之間的關系很難做到簡單而精準，美國技術論學者甚至將我們生存的環(huán)境說成是“境遇”(condition)，環(huán)境一詞始終將人與生態(tài)二元區(qū)分，但境遇一詞卻承認人—生態(tài)共同演化并構建了一個適切情境，這里面人的行為和生態(tài)的行為都是非線性的，充滿了不可預測性和或然性，而這恰恰是人類情境的真實性(authenticity)所在。然而，直面真實性并不是意味著像那些極端環(huán)保主義者宣稱的那樣放任自然自由發(fā)展，否定一切生態(tài)學甚至科學認知的意義，畢竟就連利奧·波德這樣的大地倫理學家也沒有任由生態(tài)自由發(fā)展，而是或多或少使用技術手段按照人類的需求在“擺弄”自然來建立所謂的自然共同體，這樣一來，這與人類中心主義又有多少分別呢?況且自然并不總是友善的，歷史上爆發(fā)的每一次大規(guī)模自然災害使人類遭受了諸多打擊，而在科學技術幫助下的今天的我們至少在很多時候面對氣候異常有了應對之策。生態(tài)工程的失效其實是從一個側面啟示我們，對待環(huán)境認知應該放棄所謂的各種主義之爭，而是持一份開放的心態(tài)，這種開放心態(tài)意味著我們要在接受人類境遇矛盾性的前提下，發(fā)揮人類在面對矛盾性時的適應性和創(chuàng)造性，保持一種不斷向生態(tài)環(huán)境學習的心態(tài)。

[1] 欽佩，張晟途.生態(tài)工程及其研究進展[J].科技進展，2013，20(1):24.

[2] 王諾.歐美生態(tài)文學[M].北京:北京大學出版社，2003:4.

[3] 馬兆俐.國內外生態(tài)工程發(fā)展比較研究[J].沈陽農業(yè)大學學報:社會科學版，2004，6(4):460.

[4] 汪敏，顏京松，吳瓊，等.生態(tài)工程研究進展[J].中國人口·資源與環(huán)境，2004，14(5):121.

[5] Weinburg A M.Can Technology Replace Social Engineering?[M]∥ Katz E，Light A，Thompson W B.Controlling Technology:Contemporary Issues.New York:Prometheus Books，2003.

[6] Allenby B，Sarewitz D.The Techno-human Condition[M].Cambridge:MIT Press，2011.

[7] Hoffert M I，Caldeira K，Benford G，et al.Advanced Technology Paths to Global Climate Stability:Energy for a Greenhouse Planet[J].Science，2002，298:981-985.

[8] Lackner K S.A Guide to CO2Sequestration[J].Science，2003，300:1677-1678.