在古希腊神话中，最高的神明是盖亚（Gaia）。我们必须了解盖亚理论，才能理解生命的起源和人类六万年的旅程。

在希腊语中，盖亚（Gaia）是地球女神或地球的拟人化，她是所有生命的起源，她是所有提坦（Titan）和巨人的母亲，也就是说是地球孕育了生命。因此，盖亚也被西方人用来代称地球。

首先，我们看一看两个问题及其答案：

上面两个问题及其答案，互为依存，互为因果。这是古希腊柏拉图时代提出的问题，这也是现代科学理论——盖亚理论（Gaia theory）的由来。即地球上的生命本身产生了巨大的反馈，确保了自身的生存条件。

现在，让我们看一看地球旁边的两个星球——金星和火星的条件。金星比地球靠近太阳，火星比地球远离太阳，但是地球两边的这两个星球都不适合生命存在。

金星

地球

火星

地球上的这些“生命存在的条件”都是生命体系在几十亿年里自己创造出来的。

那么，生命是什么？

生命是地球生命的集合，是所有地球上生物的集体行为，从最小的细菌到最大的哺乳动物，都在协同维持地球的最佳环境。换句话说，地球生命的活动，正是为了确保自己的生存。

盖亚理论设定地球为一个完整的整体，一个超级生物体，维系着地球上所有生命形式的存在。盖亚理论强调了一个事实：我们所有生命都是互相关联的，每一个物种的生存都与我们自己本身的生存息息相关，任何一个物种的灭绝都会给地球带来灾难。

20世纪后半叶，我们见证了对于地球的理解的不可思议的大飞跃。

罗马时代的盖亚雕塑

世界文化遗产，意大利锡耶纳（Siena）的盖亚喷泉（Fonte Gaia）

魏格纳（Alfred Lothar Wegener，1880—1930）德国气象学家、地球物理学家，在格陵兰考察冰原时遇难。大陆漂移学说发现者之一，被称为“大陆漂移学说之父”

詹姆斯·洛夫洛克 （James Lovelock，1919—），英国科学家、环境领域的主要作家、盖亚假说的提出者，被誉为世界环境科学宗师。洛夫洛克认为，如果人类不及早停止对环境的滥用，使得地球过了能够扭转气候改变的临界点，地球和人类文明可能面临大规模自然灾难

地球的地壳构造板块

1910年代，魏格纳（Alfred Lothar Wegener，1880—1930）提出了不可思议的地球大陆板块漂移学说。这个理论经过很多学科的共同研究，最终得到确认。

1960年代，詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock，1919—）最早归纳整理出盖亚假说。这个假说认为地球是活的。

1979年，洛夫洛克正式发表盖亚假说。假说认为地球的物理—化学—地质—生物过程都是互动的，生命和非生命组成了地球。“盖亚”是温和的、多产的，也是无情的。洛夫洛克提出地球处于一种动态平衡状态，维持相对稳定的条件，地球本身就是一个生命体——大气层、海洋、陆地、生物圈等构成太阳系里的一个有机组织。洛夫洛克把这种观点叫作地球生理学（Geophysiology）。这种观点，其他星球也同样适用。

1965年，洛夫洛克在美国航天局（NASA）参与寻找火星的生命时，产生了“存在盖亚”的思想。当时，他被要求提出一些“其他星球可以存在生命的假设”，他提出的其中一个假设是大气层的化学平衡：如果一个“死”星球的大气层是化学平衡的，也就是说，如果所有可能发生的化学反应已经发生过了，那么，这个星球的大气层的气体是相对惰性的。换句话说，如果生命存在于某一星球上，这个星球的大气层就不是平衡的，化学反应会非常活跃地持续进行。根据这个假设，洛夫洛克和他的美国航天局团队研究了火星和金星上的大气成分，发现这两个星球上的大气层主要由通常不再进行化学反应的二氧化碳构成，它们分别占火星和金星大气层的95%，所以这两个星球是“死”的。但是，地球的大气层与众不同，属于不稳定的多种气体的混合，所以，在地球上可能存在生命。而事实上，我们地球确实存在生命。

“地球是活的”这个理论曾经使很多科学家感到非常苦恼，但是，仅仅20年后，盖亚假说就得到承认。虽然盖亚假说还要接受时间的检验，但是已经颠覆了我们对地球的认识。

洛夫洛克在他的第一本书的第一章结束时写道：

如果盖亚是存在的，她和人类的关系就是非常重要的，因为人类是这个复杂的生命系统中占据支配地位的动物物种，有可能左右各种力量之间的平衡……

有的人喜欢在地球上走路，有的人喜欢站在地球上，有的人喜欢凝视着地球，他们都为地球上承载的如此绚丽多彩的生命而惊叹不已……盖亚假说为“人类为什么出现在地球上”给出了一种思考模式——与大自然是一种冷酷无情的不可战胜的力量的悲观观念相比，盖亚假说给出了另一种选择……

大陆板块漂移说另一个发现者，美国海军、航海家、地球地理学家赫斯（Harry Hammond Hess，1906－1969）

但是，盖亚假说也给出了同样令人沮丧的另外一幅画面，因为这个星球似乎像是神经错乱的一艘宇宙飞船，围绕着太阳的内核在永不停息地飞行着，既无人驾驶，也没有目标……

这就是盖亚假说的来由，这个过程也告诉我们科学家是如何思考和研究的。

地球大气成分不是化学平衡的，但是仍然维持着一种稳定状态，说明地球大气层存在某种形式的行星调节机制。洛夫洛克猜测，可能生命本身维持着大气层的成分，后来他把这一概念拓展到涵盖气候—岩石—空气—海洋的整个体系，这个体系形成了一种自我调节过程。

洛夫洛克的这个观念，其实并非全新的观念。

世界著名的“地质学之父”詹姆斯·赫顿（James Hutton，1726—1797）最早提出“地球是活的，地球是一个超级生物体”这一观念。

1974年，在洛夫洛克发表他的盖亚理论之前，另一位医学博士兼著名作家刘易斯·托马斯（Lewis Thomas ，1913—1993）在他的著名随笔《一个细胞中的生命：一个生物学观察者的笔记》（The Lives of a Cell：Notes of a Biology Watcher）里写道：

如果在遥远的月亮上观察地球，就会吃惊地发现地球是活的。月亮的表面是干巴巴的，四处坑坑洼洼，就像一块干枯的骨头。在月亮的上方，正在自由自在地升起一个潮湿的、亮闪闪的地球，蓝色的天空就像是地球的细胞膜，这是宇宙中仅有的一个星球。如果再仔细观察，就会看到巨大的白云形成的涡旋，覆盖了大约一半的陆地。如果你以一个地质学的时间跨度观察，就会看到各个大陆本身也在移动，好像一些内在充满热情的外壳板块。地球是一个有机物，本身就像一个活着的生物，满载着信息，被太阳熟练地操控着。

刘易斯·托马斯进一步写道：

我曾经试图假想地球是一种有机组织，但是它不是，地球更像是一个细胞。

这个令人震惊的理论让我们知道，所有生命形式都是内在关联的，都对与每一个人、每一个生命息息相关的环境的维持作出了贡献。是所有生命的行为的总体协同构成，帮助地球维系着一种令人惊异不已的“活的星球”的环境质量。

1979年洛夫洛克出版《盖亚：对地球生命的新看法》（Gaia: A New Look at Life on Earth），这是洛夫洛克出版的“盖亚理论”的第一本书。多次再版。他出版了多部著作，多次再版的封面和序言都不一样。书的名称等如下：
Lovelock，James.
Gaia: A New Look at Life on Earth.
Oxford University Press，Oxford，England.

《从月球看地球升起》，1968年12月24日，绕月飞行阿波罗8号的3位宇航员之一Bill Anders拍摄。这张照片多次被评为影响世界的10大照片之首，极大地影响了人类对地球的重新认识

我们人类曾经认为自己是地球上的特殊物种，真正的智慧物种，神造的物种。但是，盖亚理论打开了我们的视野，揭示了地球的真相：我们人类和所有其他生命，都是地球这个超级生物组织的组成部分之一。

这一事实使我们认识到，无论我们的科学和技术如何绚丽夺目，我们仍然被包裹在这个超级生物组织——地球之内，不论我们是否情愿，我们仅仅是比我们更加伟大的世界的一个部分。

如果说，地球上存在着真实的生命，这个生命就是地球本身。其他所有生命形式都是转瞬即逝的。假设我们坐在外太空的一把椅子上，观看地球围绕太阳运转，能够看到生命吗？假设我们以六万年为尺度观看地球生命，1分钟等于1 000年，能够看到生命吗？我们看不到连续存在的任何一个生物，包括人类，所有人都转瞬即逝，迅速消失于无形。只有唯一的一个生命体持续存在，那就是地球。

只有地球，六万年里始终支持着所有生命形式的活动，化学的和物理的形式的活动。天空、湖泊、海洋、山脉、花朵、小鸟、大型哺乳动物、你、你的朋友、整个人类都是活生生的地球的组成部分而已。我们所有人的贡献，只是维持这个地球生命的可持续发展。这个世界上的一切都是互相依存的。根本不存在什么至高无上的概念。在“地球盖亚”面前，所有的生命都是平等的，都是地球的一部分。

不论“有机组织”“细胞”还是“超级生物体”，都仅仅是语义表达的差异。从哲学角度，盖亚理论的关键在于：地球是一个单一系统，设计合理，自我调节，物理、化学、地质、生物的力量综合互动，作为一个完整的整体维持着来自太阳的能量输入，和散发到外太空的能量输出之间的平衡。

地球的基本配置正是调节能量流量和物质循环：

盖亚假说的“地球作为一个单一的系统而行为”的理念带给我们全新的警示：

这个星球上的所有事情都是相互关联的，人类的行为处于一种全球过程中。我们不能继续认为地球上距离遥远的事物与己无关，我们不能继续认为这个星球上的某一行为是独立无关的。这个星球上发生的每一件事情，无论砍伐树木还是植树造林，无论增加还是减少二氧化碳排放，无论开垦耕地还是退耕还林，都会影响整个星球。

甚至微观生命系统的设计也是极其精妙的。2008年，美国《科学》（Science）杂志发表了一篇在肯尼亚实验保护金合欢树的研究论文。实验将一半金合欢树用栅栏围住，阻拦大象和长颈鹿等食草动物，另一半完全放开，放开的金合欢树将承受着极大的来自食草动物的压力。实验结果与人们的预测完全相反，被大象和长颈鹿蹂躏的金合欢树郁郁葱葱，而被保护的金合欢树却越来越虚弱、濒临死亡。

研究发现，金合欢树有一种防卫体系，其中包括一种特殊小蚂蚁。金合欢树分泌含糖汁吸引和滋养这些小蚂蚁，被栅栏保护以后，树不需要自我保护，就停止分泌含糖汁，这种特殊小蚂蚁也不来了，换成另外一些蚂蚁品种，其他昆虫和害虫乘机攻击这些金合欢树，于是它们日益衰败。这个简单的例子说明，在一个相对容易了解的生态体系里，每一种生物组织的交互关系都是错综复杂、难以预测的，当我们试图对某一元素修修补补的时候，就存在着其他关联元素的后续效应风险。

白尾驯鹿，人类当年的主要蛋白质来源。(www.daowen.com)

2009年8月4日，处于北极圈内的俄罗斯亚马尔半岛，一个涅涅茨人在自己的驯鹿群前席地而坐。冰封之地亚马尔半岛的涅涅茨部落曾经挺过了沙皇时代，度过了布尔什维克革命，熬过了20世纪混沌的90年代，但是现在，他们面临最大的挑战是脚下那些足够加热全球5年的温室气体（路透社Denis Sinyakov）

如何理解“地球是活的”这一概念呢？首先，让我们看看科学家如何理解生命。

物理学家定义生命是一个局部减少熵的系统（生命与熵的战斗）。从分子生物学家的角度来看，生命是复制DNA达成生存并根据周围环境的改变而演化以达成最佳生存。生理学家认为，生命是一个生物化学系统，利用外来的能量而生长并重复生产。

对于地球生理学家（Geophysiologist）洛夫洛克来说，生命是一个向物质和能量开放的系统，同时维系着一种内在的稳定状态。

加利福尼亚州的红杉（Sequoia gigantea）是生命的最好注解。这些巨树生长在树丛里，高度达到100米以上，寿命超过3 000年。红杉97%的组织是死的，主干和树皮已经死去，只有主干外表的细胞部分是活的。红杉的主干类似地球的岩石圈，只有岩石圈外表薄薄一层生物圈是活的。红杉的树皮类似大气层，保护着这层生物圈，并且进行生物学意义上非常重要的气体交换——二氧化碳和氧气的交换。

毫无疑问，红杉总体上是活的生命，我们不能只把红杉的外层称为红杉，其余部分视为死的木头。

地球的很大一部分可以视为“非活的”（岩石圈），但是这些“非活的”地球部分也是生命过程的某种延伸，所以地球是活的，就像红杉。为了更好地理解地球的“生理”，我们对比一下人的体温和地球的温度调节机制。

人体温度维持在摄氏37度，这是大脑、人体组织、外界系统之间反馈的结果。我们的身体发展出提高和降低体核温度的一套感应器系统：如果太冷了，身体就会产生热量；如果太热了，身体就会散发热量。但是，人体的调节能力有限，所以发明了衣服隔绝过热或过冷的温度，衣服使人类可以生存在非常寒冷的北极或者最热的沙漠。

地球温度调节机制与此类似，但是地球的“衣服”复杂得多。首先，地球对太阳的光线有一种反照率（Albedo），反照率系指星球的颜色、吸收或反射光线的能力，比如沥青的马路和白色的路边小道的反照率就不一样。

德国柏林自然博物馆的展柜

美国加利福尼亚州的红杉

地球调节温度的方式如下：

黑色区域：例如夏季的山脉、森林、海洋，可以从太阳那里吸收更多的热能。

浅色区域：例如沙漠、云区、极地冰盖，可以反射更多的热能。

地球的反照率不是恒定的，其中云团是调节全球温度最重要的因素之一。如果云团较多，从地球反射的阳光也多，地球温度就会下降；如果云团较少，更多的阳光抵达地球表面，地球温度就会上升。

那么，哪些因素在控制云团的多少？

控制云团的因素很多，大气层与海洋的互动是最重要的因素。

海洋占有地球表面的三分之二，海洋上形成的云团是地球温度最重要的一个因素。

最近几十年里，人类刚刚搞清楚海上浮游植物，尤其是coccolithophorids的云团冷凝核（cloud-condensation nuclei，CCN）机理。云带来雨是众所周知的常识，但是谁也不知道云在海上是如何产生的。

地球上的云团，通常占地球表面的三分之一到一半

人们通常认为，阳光的热效应使海水蒸发成为云。其实，还有更重要的原因。大批小小的绿色浮游生物始终漂浮在海面上，它们的生命循环的一部分就是向大气中排放硫。正是这些硫分子“鼓励”水分子凝聚在一起形成云升上去，再形成雨滴降落下来。水蒸发到大气层之后进行浓缩和冷凝，但是，构成云团还必需一些小颗粒作为“核”来聚集水分而形成小水滴。这些小小的颗粒叫作云团冷凝核，存在于大气层里，它们形成了云团。这种物质叫作二甲基硫（dimethyl sulphide，DMS），也来自海洋中的浮游生物。近年的研究已经定量地确认了这些海上浮游生物如何排放二甲基硫进入大气层，然后如何形成了云团。也就是说，这些海上的小小绿色浮游生物群体不仅帮助形成云，还帮助形成雨，它们对整个地球的温度调节做出了巨大的贡献。

这些小小的单细胞生物是地球的恒温器：太阳光线比较强烈—浮游生物加速繁殖—产生大量二甲基硫—产生更多云团—云团遮挡阳光—降低地球温度—浮游生物繁殖减速—云团减少—阳光增加—地球温度升高—浮游生物再次加速繁殖……如此循环往复，地球的温度得以保持稳定。

这是盖亚理论中生物圈影响大自然（调控地球温度）的一个典型例证。

地球的岩石圈、大气层、水圈、生物圈构成了一个和谐的、有智慧的、有哲理的、富有诗意的整体。地球是一个活的生物组织，生物、地质、化学、水文学的过程都是关联的。

这个机制，诞生了“生物地球化学循环”（biogeochemical cycles）这个新名词。也就是说，地球的物质和化学元素必须出现物理的循环，如果这些物质和化学元素固定不动了，这个体系就停滞不变了，地球就会变得像月球一样死气沉沉。

雅典博物馆复原的帕台农神庙的雕塑

如果我们把大约46亿年的地球视为一天：
04:00：生命出现，厌氧生物。此后进展缓慢
20:30：出现第一批海洋生物，不久出现水母
21:04：出现三叶虫等复杂的海洋生物
22:00：陆地出现植物，接着出现动物
22:24：陆地被森林覆盖，成为今天的煤炭
23:00：恐龙出现，统治地球约40分钟后灭绝，哺乳动物的新生代开始
23:58:43：人类出现，至今已有1分钟17秒的漫长的进化历史

最常见的生物地球化学循环是碳循环—氮循环—硫循环。这些元素的不断循环是活的生物组织的关键所在。大量的物质被活的生物组织消耗—转换—运送—再循环……这种生物组织控制的行星过程，使我们相信盖亚假说。大量证据出现以后，盖亚假说被称为盖亚理论。盖亚理论带来了哲学性的科学性，引发很多新的思考甚至新的学科，例如行星生物学（Planetary Biology）。

事实已经证明，地球的物理、地质、化学、生物过程确实是互相依存的。这种动态平衡与人体内的动态平衡概念类似。海洋和河流是地球的血脉、大气层是地球的肺、陆地是地球的骨骼、生物组织是地球的感官……对盖亚理论的研究似乎像研究一种“地球生理学”。

洛夫洛克和马古利斯认为：因为地球是活的，所以生命不是名词Life，生命应该是动词或者动名词Living。这个用词的变化，意义非常深刻。

反对这种“活的有机组织”观念的最主要论据是地球不可再生，而活的有机组织都是可以复制并把自己的遗传信息传承给后代。但是，生命正是盖亚诞生的，人类也正是盖亚诞生的，而所有这些生物都是可以再生的。

盖亚理论，无所不包，无法反驳。

盖亚理论最有意思的延伸之一是这一种理论转换成为多种理论。这种现象在科学领域的历史上极其罕见，说明盖亚理论蕴含的勃勃生机。盖亚理论正在向各个科技领域不断延伸拓展，每一个科学家及其信仰都受到巨大冲击。

盖亚理论现在已经得到公认，虽然仍然有少数人质疑这套理论，但是所有的反对者也都一致承认：生命确确实实影响着这个行星的各种体系的过程。

盖亚理论公认的两位创始人中，另一位创始人是美国女生物学家琳·马古利斯（Lynn Margulis），她第一次提出“生命或生物圈调节和维持气候和大气层的成分以维持其最佳状态”。这个解释，与洛夫洛克不谋而合。

马古利斯出版了很多论文和著述论述生命的起源，在世界科学界引发了一场又一场大辩论。最后，马古利斯赢得了胜利，世界的生物分类也作出了如下的改变：动物和植物两界，扩展为三域五界，外加病毒。

马古利斯和她儿子联合出版了24本论著，揭示的事实佐证了洛夫洛克的理论：35亿年前，地球出现第一批微生物厌氧菌，它们吃下二氧化碳，吐出“毒气”氧气，导致地球早期大气层出现戏剧性的变化。氧气的出现彻底改变了地球的物理—地质—化学—生物过程，地球与邻近的金星和火星变得完全不同了。这些厌氧菌的一部分后裔，演化为具有光合作用的有机组织——植物。25亿年前，地球出现第二批微生物，好氧菌们吃下氧气，吐出“毒气”二氧化碳。厌氧菌演化为植物，好氧菌演化为动物，分解植物和动物尸体的是菌类和细菌。

马利古斯告诉我们，所有生命来自一个起源，至今使用着同一套生命系统：DNA—RNA—蛋白质系统。所有生命都是互惠互利——互相协助——共同演化，最终形成覆盖在地球表面的一层生物圈。DNA的结构都是一样的：基因存贮在DNA里。

英国女王为洛夫洛克颁奖

美国总统为马古利斯颁奖

美国电影《阿凡达》（Avatar）讲述了人类殖民其他星球的故事

人类的DNA太长了，大约2米，很难存放和复制，于是被 “切割”成46个片段（其他生命的染色体数量不一），人类每个细胞的细胞核里都有一个染色体组（基因组）。过去认为人类约有100万亿个细胞，所以一个人的染色体DNA长度约为200万亿米，即2 000亿千米。地球到月球的距离38万千米，亦即一个人的DNA总长度可以在地球—月球之间来回53万次。现在的新研究认为，人的细胞数量大约为1亿亿个，这是原来估计数量的100倍，现在已经很难估算一个人的DNA的总长度能够在地球—月球之间来回多少次。

如此复杂的DNA存储器，可以存放非常复杂的遗传信息和生命程序—基因。在长达35亿年的时间里，地球生命的演化过程跌宕起伏，多次经历盛衰兴亡，除了5次著名的大灭绝之外，还有十几次小的灭绝事件。但是，DNA既未消亡，也未改变，只是基因（生命的程序及其传承）越来越复杂，多次合并共生使得地球的生命五彩缤纷，欣欣向荣。

马古利斯的生物演化假说得到了越来越多的证明，考古证据发现地球上出现的生命形式几乎难以计数，至少出现过300亿种生命物种，微生物的种类更是无法统计。很多科学家甚至开始设想，人类如何殖民到另外的星球？他们设想，首先将厌氧菌和好氧菌送到一个合适的星球，逐渐改变这个星球的大气层，形成极地冰盖—植物开始生长—云团出现—反照率改变，从而将这个没有生命的死星球从静止不变的状态转换变化成为一个美丽的、活的、呼吸的、演化的整体。

这就是盖亚的力量。

盖亚理论蕴含着富有诗意的丰富内涵，具有重大的指导意义。整个人类开始审视与大自然的关系，提出了保护环境、保护臭氧层、减少二氧化碳排放、防止气候变暖等一系列的新观念和新理论。

盖亚理论指出了生命的起源，生物科学和DNA的研究结果证明各种生命的起源和演化关系的的确确是息息相关的，人类（以及哺乳动物）的主要能量不是来自每日三餐，而是来自线粒体使用氧气制造的高能ATP能源……

如果人类违反大自然的规律，对抗DNA中蕴藏的基因，人类不仅会罹患更多的疾病，还会破坏地球的生命存在的条件，甚至再次引发生命的大灭绝。