江晓原｜理解气候科学的不确定性

多年以前，我指导的(de)一位博士生告诉(gàosù)我，她的博士论文写作遭遇瓶颈，我问她，知道瓶颈在哪里吗？她说(shuō)知道，“只要解决了下面这个问题，瓶颈就(jiù)能够突破”。她的问题是：世界上到底有没有真正客观的气候科学？我告诉她：“至少到目前为止，尚不存在这样的气候科学。”她说那她论文的瓶颈就可以突破了。不久以后她顺利通过了博士论文答辩，获得(huòdé)了理学(lǐxué)（科学史）博士学位。 如今许多人已经对“全球变暖”这一说法习以为常，似乎这已经是一个客观事实，而据大众媒体(méitǐ)上普遍的说法，这个事实是由气候科学家告诉我们的。然而(ránér)实际情况却是：气候科学和“全球变暖”理论(lǐlùn)的依据，是有着高度不(bù)确定性的。如不放弃关于“客观气候科学”的幻想，许多矛盾就无法解释，许多事情(shìqíng)就想不明白。 气候科学两大阵营的对垒(duìlěi) 关于“全球变暖(biànnuǎn)”理论，国际上其实(qíshí)长期有着巨大争议，简单来说，围绕着“全球变暖”有两大阵营： 一个是我们已经熟悉的认为(rènwéi)“全球变暖”为真的阵营，他们在下面三个问题上都采纳“是”的答案(dáàn)，即认为： 1、全球确实是(shì)在变暖。 2、全球变暖是工业(gōngyè)碳排放造成的。 3、全球变暖会引发环境(huánjìng)灾难。 这种(zhèzhǒng)立场(lìchǎng)对迫切希望完成工业化的(de)发展中国家(fāzhǎnzhōngguójiā)来说，明显是不利的。这个(zhègè)阵营(zhènyíng)得到联合国“政府间气候变化专门委员会”（IPCC）、美国前总统克林顿、美国前副总统戈尔等机构和人物的支持，特别是戈尔主持的纪录片《难以忽视的真相》（An Inconvenient Truth，2006），在社会上影响很大。这个阵营的“金主”以“新能源”产业的资本为主。 纪录片《难以(nányǐ)忽视的真相》剧照 另一阵营则认为“全球变暖”并非事实，甚至可能是一个骗局。他们对(duì)这三个问题(wèntí)都表示质疑： 1、全球真的在(zài)变暖吗？ 2、全球变暖是工业碳排放造成的(de)吗？ 3、全球变暖会引发环境灾难(zāinàn)吗？ 并且答案都(dōu)倾向于“否”。这个阵营得到一部分著名气候科学家(kēxuéjiā)（比如(bǐrú)因发现“1500年全球(quánqiú)气候变化周期”而获1996年泰勒环境成就奖的哥本哈根大学教授丹斯加德等人）、美国总统特朗普等学界和政治人物的支持，这个阵营的“金主”则以煤炭、石油等传统能源产业的资本为主(wéizhǔ)。 但是(shì)长期以来，我们对这两大阵营学说的介绍是完全不成比例的：我们大量(dàliàng)引进(yǐnjìn)了前一阵营的学说，并且在国内媒体上形成了某种“共识”——“全球变暖(biànnuǎn)(biànnuǎn)是客观事实”“主张全球变暖意味着政治正确”……而对另一阵营的学说则极少引进，尽管也有少量书籍被低调引进了，比如(bǐrú)《全球变暖：毫无由来的恐惧》（上海科学技术文献出版社，2008）、《错误警报：气候变化只是虚惊一场》（山西人民出版社(shānxīrénmínchūbǎnshè)，2024）等(děng)。《悬而未决：气候变化的事实和迷思》这本书很大程度上也可以归入这一类。 《悬而未决：气候变化(qìhòubiànhuà)的事实和迷思》 “全球变暖”理论之所以形成这种(zhèzhǒng)旷日持久的争议局面(júmiàn)，归根结底是因为这个理论自身有致命缺陷——巨大(jùdà)的不确定性。这种不确定性不仅提供了巨大的争议空间，也提供了资本和政治权力介入的空间。 气候科学研究的数据从何而来(cónghéérlái)？ 要理解气候科学和“全球变暖”理论的(de)不确定性(bùquèdìngxìng)，有两条主要路径。第一条路径是关注作为论断依据的数据来源。 要(yào)讨论地球是不是在变暖，当然首先要获得历史上地球的温度数据。但是现代(xiàndài)的专业气候(qìhòu)温度记录，最早也只能追溯到19世纪中叶，而要论证“全球变暖”理论，必须以千年的时间尺度来考察，这才能够证明地球温度在最近(zuìjìn)数十年中急剧上升，那么在1850年之前的地球温度，我们从何(cónghé)得知？ 没有(yǒu)专业数据，就只能依靠间接推测。推测古代地球温度有如下各种途径(tújìng)：历史文献记录（非专业的）、树木年轮、湖泊沉积物(chénjīwù)、珊瑚沉积、深海岩芯、孢粉、古土壤、沉积岩等等，但是相对来说最(zuì)可靠的途径是——冰芯。 冰芯(bīngxīn)是现代人能够使用的最重要的古气候研究手段。从(cóng)理论上说，所有在大气中循环(xúnhuán)的物质，都会随着大气环流而到达冰川上空，并沉降(chénjiàng)在冰雪表面，最终形成冰芯记录。冰芯中有大量历史信息，比如测定冰芯中各(gè)冰层的氧-16和氧-18的比值变化可以确定冰层年代，测定冰芯中氢(zhōngqīng)、氧同位素的比值可以度量当时的气温，冰芯气泡中的气体成分和含量可以揭示大气成分的演化，分析冰芯中的微粒含量和各种化学成分可以获得不同时期的大气气溶胶、沙漠演化、植被变化、生物(shēngwù)活动、火山活动、大气环流强度等多种(duōzhǒng)信息。 尽管比起其它各种间接推测地球历史气温的途径来说，冰芯信息量(xìnxīliàng)大、保真性好、分辨率高、记录序列可长达数十万年，因而(yīnér)备受青睐。但我们从常识就(jiù)可知道，冰芯能够提供的历史信息，绝大部分都是间接的、不精确的，分析处理(chǔlǐ)起来仍有巨大的争议空间。 至于其它各种途径，就更不可靠了。例如通常被视为仅次于冰芯的树木(shùmù)年轮，用来推测地球温度就有更大的争议空间。首先选择不同的树木就可以得出(chū)大相径庭的结论，同时(tóngshí)对不同的树木赋予不同的统计学权重，也很容易构造出符合自己需要(xūyào)的历史气温曲线。 由于缺乏1850年以前地球温度的(de)确切记录，我们(wǒmen)只能(zhǐnéng)借助于冰芯、树木年轮等途径间接推测，因此无论是肯定还是(háishì)否定“全球(quánqiú)变暖”理论，其实都无法建立在一个理想的坚实基础之上。但退而求其次，间接途径总比没有途径好，所以接下来的问题是：冰芯中的历史信息能够支持“全球变暖”理论吗？ 1984年丹斯加德和奥斯切格发表了《格陵兰岛(gélínglándǎo)深层冰芯(bīngxīn)揭示的北大西洋(běidàxīyáng)气候振荡变化》，这被认为是利用冰芯研究历史气候变化的重要文献。他们认为百万年以来，存在着(zhe)一个主宰着地球气候变化的“1500年周期”，使地球气候处于几乎恒定的周期波动中。 通俗的(de)理解(lǐjiě)就是：地球温度有自身的变化周期，在(zài)这种周期面前，人类的工业(gōngyè)碳排放所起的作用(zuòyòng)很可能是微不足道的。例如，大气中的二氧化碳浓度并不能说明地球近年来的温度变化，1940年后工业碳排放激增，但地球温度却在下降。事实上，直到1975年，主导当时气候变化研究的主题还是“全球变冷”。 此外“全球(quánqiú)变暖”理论的(de)许多论点也都面临争议。比如地球大气中的二氧化碳浓度被视为“全球变暖”的罪魁祸首，但反对派认为这两件事的因果关系被颠倒了——实际上(shíjìshàng)是(shì)气温升高导致了二氧化碳浓度的增加。又如“全球变暖”将导致全球海平面(hǎipíngmiàn)上升，也是公众耳熟能详的说法，但实际上一些研究(yánjiū)(yánjiū)结论经常(jīngcháng)被媒体任意夸大，比如某研究报告预测公元2100年地球海平面上升1.1米的概率是1%（实际上就是几乎不可能），报纸上的报道却变成“海平面可能上升1.1米”…… 气候科学研究的结论如何到达公众面前(miànqián)？ 第二条路径就是《悬而未决：气候变化的事实和迷思》这本书(běnshū)所提供的：考察气候科学家——这里假定他们都没有被资本(zīběn)所挟持或收买——的科学论述(lùnshù)，是如何被媒体、政客、社会活动家和NGO组织歪曲和变形，之后再(zài)到达公众面前的。 本书作者史蒂芬·库宁，曾在加州理工学院理论物理系担任教授近(jìn)30年，还担任过该校教务长和(hé)副校长多年，所以严格(yángé)地说，他并非专业(zhuānyè)的(de)气候科学家。但他又曾在奥巴马政府担任过美国能源部副部长，而他在理论物理方面的专业训练，则使他对于气候科学的不确定性有着比绝大部分气候科学家更为深刻的认识。 本书通过对(duì)气候科学和(hé)“全球变暖”理论中若干重要具体论断的系统考察，深入浅出地向读者展示了当今气候科学的种种不确定性。或者也可以(kěyǐ)说，本书就是对于“为何至今尚无客观(kèguān)的气候科学”的具体论证。 作者在本书“导言”中就明确指出：“由于相关气候数据不足，我们很难分辨哪些气候变化是来自人类影响(yǐngxiǎng)，哪些是未被充分理解(lǐjiě)的(de)(de)自然变化。……简单来说，仅凭我们目前掌握的气候科学知识，尚不足以对地球气候在未来几十年内的变化作出有价值的预测，更不要说借此判断人类活动对气候的影响了(le)。” 这本来(běnlái)是学者严谨的(de)判断，但政客们——比如总统候选人——显然不喜欢这样不温不火的严谨陈述，本书作者这样描述这些政客：“所有候选人都试图用言过其实的‘气候(qìhòu)问题迫在眉睫’言论超越对手，于是，公众(gōngzhòng)对‘气候危机’的认识越发(yuèfā)脱离科学事实。”一些科学家也被这样的舆论风向所裹挟，不得不对“全球变暖”理论随声附和，“即便相关理论是错的”也不敢站出来表达异议(yìyì)。 “全球(quánqiú)变暖”理论的(de)另一个“利器”是在计算机上搞的模型，用这些模型来“预言”气候变化将会造成怎样的全球灾难。但在本书作者这样的理论物理学家眼里，这些模型很多都是不靠谱的，尽管作者只是很含蓄地表示(biǎoshì)：“我们的模型越来越精致，但它们对未来的描述(miáoshù)却变得越来越不确定(quèdìng)。”作者还引用了这方面权威专家的一句名言：“所有模型都是错的，但其中有一些有用(yǒuyòng)。” 作者还对气候科学和(hé)“全球变暖”理论(lǐlùn)的各个利益相关群体——科学家(kēxuéjiā)、科学机构、活动家和NGO组织、媒体、政客——的态度和行为逐一给出了简明扼要的描述，对于我们理解这方面的情形颇有帮助。 例如对于媒体，作者指出：“随着(suízhe)互联网时代的发展，新闻标题为了获取更高点击量而变得(biàndé)更有煽动性——即便文章内容本身并不支持他们想煽动的观点(guāndiǎn)。”这和我们常说的“标题党”真是异曲同工。 又如关于政客，作者担任政府副部长的(de)(de)经历无疑让他(tā)对政客们的行事有着比公众多得多的了解：“气候灾难的威胁——无论是风暴、干旱、上升的海平面、农业减产、还是经济崩溃——都能让所有人产生共鸣，对这种威胁的描述(miáoshù)既可以非常紧急，又可以足够遥远，政客们的可怕预言只会在(zài)卸任几十年后才经受检验。”他的意思是，政客们为了获取关注，在气候问题(wèntí)上只管危言耸听，没有任何风险。 在作者的考察之下，气候科学家也不可能是完全无辜的，他们经常不敢(bùgǎn)说真话。有不少科学家因为不公开支持“全球变暖”就被公众谴责，甚至“职业生涯都受到严重(yánzhòng)影响”。例如当作者自己就气候问题(wèntí)讲真话时，“很多人会立刻(lìkè)问我是不是特朗普的支持者”。一些科学机构则(zé)为了哗众取宠，拿到更多的资助，“更关心让科学契合他们的叙事(xùshì)，而不是让叙事更符合科学”。 至于那些满世界(shìjiè)活动的NGO组织，作者对他们(tāmen)也有强烈不满：“对很多非政府组织来说，‘气候危机’就是他们存在(cúnzài)的全部意义。另外，他们还要担心被更激进的组织超越。”后面这种担心当然会让NGO组织竞相(jìngxiāng)攀比激进的程度。 气候科学研究的资助者(zīzhùzhě) 当我们考虑“全球变暖”理论时，还有一些维度(wéidù)是不容忽视的。例如，研究经费的资助这个维度，经常在围绕“全球变暖”双方的论战中浮现(fúxiàn)出来，双方都(dōu)不时在论战中用它来打击对方。 我们知道，现代科学研究绝大部分都是需要巨额金钱资助的，这些资助的金钱，或者来自(láizì)国家机构(jīgòu)，比如美国的能源部、国防部、国家科学基金会、中国的国家自然科学基金委员会等等，或者来自私人的基金会或企业。在美国，来自后(hòu)一方面的资助数量相当(xiāngdāng)庞大，这就给资本(zīběn)介入“全球变暖”争议提供了广阔的空间。 “全球变暖”议题最初是在“新能源”资本(zīběn)推动下设立的(de)——断言工业(gōngyè)碳排放正在导致全球变暖并将引发惊人的环境灾害，这就需要限制煤炭、石油等(děng)传统能源的使用，取而代之的是大力发展水电、太阳能、风电、核电(hédiàn)（起初包括在“新能源”行列中）等能源，这就直接打击了传统能源资本的经济利益。 因此，围绕着“全球变暖”议题，“新能源”资本和传统(chuántǒng)能源资本都大力资助对自己有利的学术研究。由于(yóuyú)这在西方本来就是合法行为，所以双方谁也不藏着掖(yē)着，都是“光明正大”地进行的。在美国，由资本在后面资助学者研究，得出符合该资本集团意愿的学术成果(chéngguǒ)，这种行为被称为“回音室”，本书中也提到了这个(zhègè)概念。 但是在中国公众和媒体看来，学者(xuézhě)接受私人资本的资助，得出符合资本利益的“研究成果”，是一种(yīzhǒng)可耻的行为。所谓(suǒwèi)“回音室”不就是学者堕落成为资本的应声虫吗？这种中西方社会的差别背景，很多时候会使公众在“全球变暖”问题上被(bèi)某一方所误导。 例如(lìrú)笔者最近读到一篇单向支持(zhīchí)“全球变暖”的文章，为了达到“黑化”理论对(duì)手的目的，详细列举了许多反对“全球变暖”理论的研究者接受传统能源集团资助(zīzhù)的例证，但是却对主张“全球变暖”理论的研究者接受“新能源”集团资助的情况绝口不提。 所以，考虑到(dào)西方社会在某些领域（最(zuì)突出的领域就是医药和气候科学）盛行私人资助科学研究的情况，我们不能简单地以有没有(yǒuméiyǒu)（其实很多(hěnduō)情况下是我们知不知道）接受私人资助作为研究成果可信与否的判据。对各方成果都应该从成果本身来判断。 论战双方(shuāngfāng)的公信力记录 如果说，学者接受私人资本资助成为影响其学术公信力的(de)负面因素，那么对于论战双方学术公信力的记录(jìlù)优劣(yōuliè)，更应该成为判断“全球变暖”问题时的另一个思考维度。 对于“全球变暖”理论的(de)坚信(jiānxìn)者来说，不幸的是，主张“全球变暖”的阵营在学术公信力(gōngxìnlì)方面有非常著名的不良记录，这就是“曲棍球杆曲线”造假事件。 为使全球变暖被广大公众接受为一个“科学事实(shìshí)”，迄今为止主要是两(liǎng)方面的(de)努力(nǔlì)：首先是诉诸感官印象，主要是展示、报道全球各地(gèdì)气温升高的新闻、画面、视频等等，戈尔的纪录片《难以忽视的真相》就是这方面的集大成之作。但仅仅展示这些并不能否定(fǒudìng)“地球气温本来就有周期(zhōuqī)变化”的质疑，所以(suǒyǐ)还需要更有说服力的“科学证据”，这些证据中占有核心地位的是一条名为“曲棍球杆”（hockey stick）的著名曲线，戈尔的纪录片中也强调过同样的曲线——描述过去一千年地球的气温变化情况，曲线基本呈水平状，只是(zhǐshì)时间轴右端的最近几十年明显翘起，状如曲棍球杆。 这条曲线是曼恩(mànēn)（M. Mann）在1998、1999年的两篇(liǎngpiān)论文中公布的，前一篇文章发表在著名的《自然》杂志上（Nature，392，779～787）。曼恩的文章受到(shòudào)联合国IPCC的高度重视，很快(hěnkuài)广泛传播，被数以千计的报告(bàogào)和出版物引用，也(yě)被克林顿政府当作全球变暖的科学证据。曼恩本人也随之平步青云，被任命为IPCC有关气候报告的执笔人。 但是这条曲线不久就被两位加拿大学者指控有(yǒu)学术造假。例如，曼恩选择北美(běiměi)西海岸山区的(de)狐尾松年轮来描述历史上的气候温度，并赋予它在统计学上站不住脚的权重，使得构造出来的地球历史气温曲线符合自己的需要。这一指控相当(xiāngdāng)严厉，2004年曼恩不得不在《自然》杂志上刊登了一份“更正错误”的声明，不过他(tā)辩解说，这些错误“没有影响我们以前公布的结果”。但这项指控引起了美国国会的关注，能源与商业委员会委托当时美国国家科学院(kēxuéyuàn)应用与理论统计学委员会主席威格曼教授组织专门小组(xiǎozǔ)进行(jìnxíng)调查。2006年威格曼提交(tíjiāo)了调查报告，结论为：曼恩的研究(yánjiū)方法错误，他论文中的分析无法支持他的结论。 至此“曲棍球杆曲线”变成学术丑闻(chǒuwén)。相比之下，反对“全球变暖”阵营(zhènyíng)迄今为止并未出现(chūxiàn)这样的学术丑闻。即使我们选择相信“全球变暖”，主张保护环境，毕竟也不能依靠学术造假来支撑信念。 所以，近年的(de)(de)全球变暖，很可能只是因为现在正处于(chǔyú)地球固有的某个温度波动周期的变暖阶段而已。实际上，要肯定“全球变暖”或否定“全球变暖”，双方都没有足够的确切依据。因此各国政府只能根据自己国家的利益，来决定实际政策，并选择对“全球变暖”理论(lǐlùn)的官方态度——只要在事实上(shìshíshàng)对自己国家有利就行。 (本文来自澎湃新闻(xīnwén)，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)