无忧配
来源 | 把科学带回家 （ID：steamforkids）
撰文 | Greye
审校 | 韩晶晶
历史上疯狂的科学实验很多。
但九十年代的“生物圈2号”可能是其中最浪漫、最雄心勃勃的。因为它的建造初衷，是模仿“生物圈1号”，也就是我们的地球。
“生物圈2号”耗资1.5亿美元建造，是一座用玻璃包围的未来感建筑，看起来像个大温室。
它坐落于美国亚利桑那州，占地一公顷，大约一个标准操场大小。
“生物圈2号”设计图。（图片来源：The Institute of Ecotechnics）
1991年到1993年间，四男四女在里面封闭生活了两年。他们自己种植作物、喂养牲畜，循环利用所有空气和水。
当时人们以为，“生物圈2号”的探索能够为人类未来的星际航行做准备。
直到“生物圈2号”的幕后故事被一一揭开，人们才意识到，这是一个失败的、受到过多关注的、虎头蛇尾的科学实验。
第二个地球
“生物圈2号”的雏形，其实没有太多科学属性。它起源于美国新墨西哥州的一个实验性社区，人们在社区里过着一种单纯的生活，他们自己种植农作物，有空搞一下实验戏剧。
后来，他们想建立一个新的社区，能够将生态系统与科技相结合，实现自给自足。这个想法得到得克萨斯州一个石油大亨儿子的资金支持。
1984年，“生物圈2号”开始在亚利桑那州的荒漠中建造。
“生物圈2号”建于荒漠之中无忧配。（图片来源：Mark Nelson）
负责这个项目的太空生物圈风险投资公司宣布，这将是一个密闭的空间，生物将在里面蓬勃发展。
建造完成后，“生物圈2号”看起来确实像个小地球。
它拥有陆地、海洋、湿地、沙漠、草原等多种生态系统，尽管都是迷你的。
为了让这些生态环境更加真实，工程师花了大量精力，来给海洋制造潮汐，确保热带雨林有正确的温度与降水量，甚至试图在里面创造微风。
“生物圈2号”里的迷你海洋。（图片来源：The Institute of Ecotechnics）
除此之外，还有超过3800种动植物生活在“生物圈2号”里。除了人类饲养的鸡、山羊和猪，还有蜂鸟、狐猴等野生动物。而人类可种植的农作物则高达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。
另外，设计者还引入了昆虫来分解有机废物，而污水则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日早上，“生物圈2号”正式启动。八名组员身穿蓝色连体衣，仿佛科幻电影里的太空人，在密密麻麻的媒体与摄像机面前，他们发表了激扬的演讲。
“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，那场面就像他们要去执行太空任务一样。
但事实上，八名组员中并没有宇航员。他们有的是植物学家，有的是海洋生物学家，有的人有畜牧业和工程师背景，甚至还有外科医生。在全球媒体的瞩目下，八人走进了这座巨型的玻璃房子，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”里的生活并不悠闲，实际上，组员们非常忙碌。
组员 Mark Nelson 后来统计了他们的时间分配，发现他们至少把四分之一的时间都花在种植农作物上。其他还包括研究和维护占20%，写报告占19%，烹饪占12%，生物群落管理占11%，畜牧业占9%。剩下的时间，他们还要接受媒体采访，处理各种各样的事情。
而温室外面，每年都有上百万游客和学生乘坐大巴车来到这里，饶有兴致地隔着玻璃，观察他们的一举一动。一名组员记得，知名人类学家珍·古道尔也曾来参观过，“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无忧配。（图片来源：TED）
消失的氧气
“生物圈2号”的一切看起来都那么美好。后来媒体与公众才知道，运营“生物圈2号”的公司实际上隐瞒了很多信息，其中最大的谎言，便是它的封闭性。“生物圈2号”才刚启动两周，就出了岔子。
组员 Jane Poynter 在使用脱粒机时，不慎将手指尖切掉了一部分。随时待命的医生对她进行了紧急处理，但她仍需要被送往医院去做手术。几个小时后，Jane Poynter 才重新回到玻璃房子里，但没有媒体知道这次“偷渡行动”。
后来记者发现了越来越多事实，人们开始感到被欺骗。
原来，“生物圈2号”的工作人员会每月两次，给组员们提供各种物资，包括农作物的种子，组员们的维他命，以及捕蟑螂和捕鼠的工具等。而且，在组员们入住的头几个月，由于阴雨天气多，作物歉收，他们还直接从储藏室中获取食物。
即便如此，组员们仍经常挨饿，Mark Nelson 记得，他掉了约11公斤体重，最饿的时候甚至吃花生的壳。
生物圈里的农场。（图片来源：The Institute of Ecotechnics）
生物圈里的其他生物也活得不怎样。
蜂鸟与蜜蜂在“生物圈2号”里“灭绝”，导致农作物无法授粉。而最初引入用来分解粪便的蟑螂，则疯狂繁衍，差点将农作物啃光。
然而，组员们的最大威胁，不是饥饿，而是呼吸。不知为何，“生物圈2号”空气中的氧气含量在逐渐下降，从最初的21%降到最低时的14.2%。如此稀薄的氧气，让组员们像是生活在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口气，才能说完一句长句子。大家都尽量把动作慢下来，不消耗任何额外的精力。
由于担忧氧气含量再少下去，会影响到组员们的健康，于是，工作人员向“生物圈2号”里注入了纯氧。一时之间，组员们开心得手舞足蹈，并且疯狂大叫与奔跑。Mark Nelson形容，就像一个九十岁的老人重返青春。后来经过研究，才发现生物圈中土壤和混凝土中的微生物大量消耗了氧气，并产生了过量的二氧化碳。混凝土又在硬化过程中吸收了大部分微生物产生的二氧化碳，间接导致整个环境中的氧气含量减少，这是一个设计缺陷。
“生物圈2号”里氧气浓度的下降曲线。（图片来源：William Dempster）
更别提“生物圈2号”还有一个死穴——它未能解决能源问题。
尽管它利用了一部分太阳能，但事实上，“生物圈2号”从来没有断过电。里面的所有机器、光源、生态系统的运转，仍然依赖外部提供大量电能。
而“生物圈2号”在宣传中，定位成世界上第一个人造生物圈，而且是进行封闭试验的科学实验，但实际上却处处依赖电能和物资补充，未能实现碳循环和氧循环。它耗费了巨资和人力物力来建造、管理和运营，却无法给仅仅八个人提供足够的空气、水和食物。
难怪“生物圈2号”在结束后受到许多嘲笑与谴责。有人骂它伪科学，也有人直指这只是资本操控下的一场真人秀，是一种新颖的娱乐节目。
现在“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，科研人员仍在里面进行研究。但“生物圈2号”也并非毫无用处。有科学家据此设计了生态球，也就是那种有着小虾、藻类、微生物和水的密闭小球，仅靠阳光便可自给自足。
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，我们所知道的关于生态系统的一切，都是以描述性工作为基础，而“生物圈2号”是一次珍贵的实践，不能抹杀它的影响。
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
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