從“冰球桿曲線”談歷史的精確化

《年輪里的世界史：刻寫在樹木年輪中的王朝興替和文明征程》，[比利時(shí)]瓦萊麗·特魯埃著，許晨曦、安文玲譯，商務(wù)印書館2023年9月出版，316頁，68.00元

商務(wù)印書館的“自然文庫”叢書，是與大自然有關(guān)的書籍的大雜燴（此處無貶義）。我給這套叢書翻譯過三本書，風(fēng)格就各不相同?！蹲砭频闹参飳W(xué)家》是從植物的角度重新講解人類雞尾酒文化的“輕閱讀”著作；《稀有地球》是探討復(fù)雜生命在宇宙中出現(xiàn)概率的思辨性論述；《魔豆》則是講述大豆產(chǎn)業(yè)如何在美國興起的史學(xué)專著。

比利時(shí)女氣候?qū)W家瓦萊麗·特魯埃（Valerie Trouet）的《年輪里的世界史：刻寫在樹木年輪中的王朝興替和文明征程》，是“自然文庫”叢書2023年最新出版的作品之一，風(fēng)格又與上述三本書不同，是一位從事一線研究的科學(xué)家以半自傳體的形式對自己研究領(lǐng)域的全面介紹。就這一點(diǎn)而言，它與美國女天文學(xué)家艾米莉·萊維斯克（Emily Levesque）所著的《最后的觀星人：天文探險(xiǎn)家的不朽故事》（張玫瑰譯，北京聯(lián)合出版公司，2022年）頗為相似。我之所以要強(qiáng)調(diào)這兩本書的作者都是女性，因?yàn)槠渲卸加袕呐砸暯菍徱暎ㄒ灾僚校┛茖W(xué)共同體的段落，而這是男性科學(xué)家所寫的同類著作中欠缺的內(nèi)容。

利用樹木年輪研究歷史（特別是環(huán)境史）的學(xué)科，叫做年輪學(xué)（dendrochronology，也叫“樹輪年代學(xué)”）。年輪學(xué)最基本的研究方法可以說“簡單得令人發(fā)指”，無非就是一、二、三、四地給樹木年輪計(jì)數(shù)。在大多數(shù)情況下，樹木一年會(huì)形成一個(gè)年輪，因此根據(jù)樹木被伐倒或鉆取樹芯時(shí)的年份倒推，便可以精確地知道每個(gè)年輪形成于哪一年。

整個(gè)年輪學(xué)的大廈，就奠基在這個(gè)連幼兒園小朋友都可以理解的基本理論之上。比如年輪學(xué)家可以為某個(gè)地區(qū)建立長達(dá)數(shù)千年甚至上萬年的年輪序列，這當(dāng)然不可能從單獨(dú)一棵樹獲得，而是綜合了大量年輪計(jì)數(shù)的結(jié)果。可是，如何確定兩份標(biāo)本上的兩個(gè)年輪是同一年形成的？原來，年輪會(huì)有形態(tài)差異，最明顯的一點(diǎn)就是寬窄差別。這種形態(tài)差異是環(huán)境影響樹木生長的結(jié)果，因此同一地區(qū)不同樹木的年輪在相同的年份往往會(huì)形成類似的形態(tài)。這樣一來，一些形態(tài)特別顯眼（比如特別寬或特別窄）的年輪就可以作為快速定年的參考點(diǎn)，由此建立連續(xù)的年輪譜。通過這種辦法，可以把一些古代木材的砍伐時(shí)間精確到年，這樣的精確度，是其他任何測年方法（包括碳14定年法）都做不到的。

除了寬度之外，年輪還可以呈現(xiàn)出許多更為精細(xì)的特征，連同樹木本身的形態(tài)一起透露出更多環(huán)境信息。于是這種最簡單又最精確的科學(xué)定年方法，與其他證據(jù)相結(jié)合，便成為研究環(huán)境史的有力工具；在這方面取得的成果，要比為歷史木材樣品定年更大，也更重要。書中給我留下最深刻印象的例子是喀斯喀迪亞地震的定年。年輪學(xué)家發(fā)現(xiàn)，北美洲西北太平洋沿岸有一些“幽靈森林”，是大地震的遺跡。地震導(dǎo)致的海嘯巨浪殺死了海濱森林里的樹木，但一些木材特別耐腐的樹木此后仍然能屹立不倒。研究者分析了這些死樹根部的年輪，發(fā)現(xiàn)最后一圈形成于1699年。把這個(gè)精確年份與日本古籍里的記載對照，便可以確定，在1700年1月26日美國太平洋時(shí)間晚上九點(diǎn)左右，在這里發(fā)生了一場九級左右的巨震，引發(fā)的海嘯在幾個(gè)小時(shí)后跨過北太平洋襲擊了日本東海岸。

當(dāng)然，年輪學(xué)揭示的環(huán)境信息更多是氣候信息，甚至可以用于探討歷史時(shí)期的大氣環(huán)流形勢。然而毫無疑問，年輪學(xué)的最大貢獻(xiàn)，是為人為導(dǎo)致全球氣候變暖提供了堅(jiān)實(shí)的證據(jù)。如果夏天較為炎熱，那么樹木會(huì)形成更厚的細(xì)胞壁，使年輪中的晚材部分密度更大。因此，科學(xué)家可以測量每圈年輪的晚材最大密度，通過與現(xiàn)代氣象觀測數(shù)據(jù)的比對，先確定二者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，然后便可以“將今論古”，利用年輪的這個(gè)精細(xì)特征去外推歷史上每年夏季的平均氣溫。

除了年輪外，地球上還有其他一些逐年累積的自然物（比如冰芯、湖泊沉積、珊瑚等）也間接記錄了每年的氣溫信息，可以分別利用數(shù)學(xué)方法折算為歷史氣溫?cái)?shù)據(jù)，它們因此被稱為“氣候代理”。1998年，氣候?qū)W家邁克爾·曼（Michael Mann）、古氣候?qū)W家雷·布拉德利（Ray Bradley）就是與年輪學(xué)家馬爾科姆·休斯（Malcolm Hughes）合作，綜合利用年輪、冰芯等數(shù)據(jù)，在《自然》雜志上發(fā)表了公元1000–2000年間北半球的平均氣溫變化圖。這幅圖顯示，二十世紀(jì)中期以前的九百多年間，氣溫變化雖然波動(dòng)不已，但總體呈現(xiàn)為一根緩慢下降的直線，直到最后幾十年，氣溫變化線才驟然向上折去，整體形狀頗像冰球桿，因此得名“冰球桿曲線”（hockey stick curve；在美式英語中，hockey指冰球，而不是曲棍球，“曲棍球桿曲線”為誤譯）。

冰球桿曲線震驚了世界，也給三位科學(xué)家?guī)砹司薮舐闊?。特魯埃寫道：“迎接曼、布拉德利和休斯的是?0年無情的政治迫害和恐嚇。”而其中最熱心迫害的人要么屬于美國共和黨，要么和共和黨有著密切關(guān)系。2009年11月，那篇《自然》論文已經(jīng)發(fā)表了足足十一年半之后，又爆發(fā)了所謂“氣候門”事件。有黑客侵入英國東英吉利大學(xué)氣候研究中心的服務(wù)器，偷竊和公開了數(shù)千名氣候研究人員的私人電子郵件，讓人看到了一些學(xué)者私下發(fā)表的粗魯傲慢的言辭，于是以這種卑鄙的方式把更多科學(xué)家也拖進(jìn)輿論泥潭。

我那個(gè)時(shí)候?qū)@件事也有所耳聞，也曾一度誤以為冰球桿曲線背后有什么學(xué)術(shù)不端。但事實(shí)證明，這些都是氣候變化否認(rèn)者的污蔑。恰恰與他們的指控相反，冰球桿曲線并沒有造假，它唯一的問題僅僅是單一曲線的局限性——對北半球這么大的地域范圍，只用一根曲線來代表是不夠的。但到2007年時(shí)，氣候?qū)W界已經(jīng)用更多的數(shù)據(jù)、更好的方法繪制了十幾條歷史氣溫曲線，盡管大都不像冰球桿，合起來像是“一盤意大利面”，但二十世紀(jì)以來的迅速升溫部分仍然非常一致。在我看來，冰球桿曲線的爭論到這時(shí)本可以結(jié)束了。

為什么冰球桿曲線會(huì)引發(fā)氣候變化否認(rèn)者這么大的反彈？我可以為《年輪里的世界史》這本書做一些補(bǔ)充。原來，在二十世紀(jì)末，氣候?qū)W界對人為導(dǎo)致氣候變暖已經(jīng)沒什么爭議了。這并非因?yàn)樗麄兌际抢婀餐w，而是因?yàn)樵诖酥?，氣候?qū)W界內(nèi)部已經(jīng)爭論了近一百年，該討論的問題基本都討論過了。對這段歷史，美國科學(xué)史家斯潘塞·沃特（Spencer Weart）在《發(fā)現(xiàn)全球變暖：一部理論發(fā)展史》（李虎譯，中國科學(xué)技術(shù)出版社，2023年）中已經(jīng)做了精彩的梳理。當(dāng)氣候?qū)W界把他們的共識(shí)傳播給業(yè)外人士時(shí)，所遇到的大量貌似有理的詰難，其實(shí)都很容易反駁。據(jù)布拉德利在他的回憶錄《全球變暖與政治恐嚇：政客如何在地球升溫的時(shí)候打擊科學(xué)家》（Global Warming and Political Intimidation: How Politicians Cracked Down on Scientists as the Earth Heated Up, 2011）中所說，當(dāng)時(shí)他們唯一覺得有道理的質(zhì)疑，就是氣候?qū)W界還沒有拿出可靠的證據(jù)，能以精確到年的精度重建出歷史氣溫。冰球桿曲線正是第一條這樣的歷史氣溫曲線，而且用到了年輪學(xué)這種很容易理解的方法，難怪會(huì)讓質(zhì)疑者惱羞成怒了。

反對人為導(dǎo)致全球變暖的人，除了職業(yè)政客之外，也有一些其他方面的名人，比如以科幻小說《侏羅紀(jì)公園》及其改編電影知名的作家邁克爾·克萊頓（Michael Crichton）、曾搭乘“阿波羅”飛船并在月面行走的宇航員哈里森·施米特（Harrison Schmitt）等。在這里我特別要指出一個(gè)人——瑞士籍華裔地質(zhì)學(xué)家許靖華（1929- ）。許靖華在地質(zhì)學(xué)研究上做出了重要貢獻(xiàn)，這是毋庸否認(rèn)的，但他興趣廣泛，對地質(zhì)學(xué)以外的領(lǐng)域也頻頻發(fā)言，提出自己的另類觀點(diǎn)，既堅(jiān)決反對達(dá)爾文的自然選擇演化論，又反對全球變暖，甚至在癌癥病因這個(gè)怎么看怎么與地質(zhì)學(xué)不沾邊的領(lǐng)域里也要軋上一腳。許靖華又是在改革開放之后很快與大陸開展密切往來的國外學(xué)者，因此與中國地質(zhì)學(xué)界過從甚密。比如他曾經(jīng)靠美國科學(xué)院院士的身份，把那篇幾乎只有臆測的癌癥起因文章投給《美國國家科學(xué)院院報(bào)》。該刊雖然對院士來稿特別寬容，但最終仍然拒刊。美國不要的文章，最后卻在2016年10月刊登于中國期刊《地質(zhì)科學(xué)》之上，該刊責(zé)任主編王清晨還寫了一篇一頁多的“編者的話”，煞費(fèi)苦心地解釋“為什么《地質(zhì)科學(xué)》要發(fā)表研究癌癥的論文”。也是在這一年，許靖華的“科普”書《氣候創(chuàng)造歷史》還翻譯出版了。在我看來，這本書最有趣的地方在于，其中有意指出全球變暖的觀點(diǎn)得到了核能集團(tuán)的青睞和大肆推廣。這是相當(dāng)高明的“比爛大法”（whataboutism）——當(dāng)環(huán)保人士斥責(zé)石油公司等利益集團(tuán)是反對全球反暖運(yùn)動(dòng)的幕后推手時(shí)，來一招“你也一樣”的話術(shù)，便可以潛移默化地讓讀者把一個(gè)科學(xué)問題降級為利益集團(tuán)之爭。

像許靖華這種跨界大佬，究竟是敢于挑戰(zhàn)正統(tǒng)的“問題解決家”，還是自以為無所不懂的“懂王”，是個(gè)見仁見智的問題。我只是慶幸中國政府沒有受到他嚴(yán)重影響，而是從一開始就支持并積極應(yīng)對全球變暖。正如蘇州大學(xué)賈鶴鵬教授最近的研究所揭示的，政府的這種態(tài)度，對社會(huì)輿論起到了很強(qiáng)的引領(lǐng)作用，使全球變暖能夠得到大多數(shù)人認(rèn)同，而沒有遭到普遍質(zhì)疑。

的確，中國一直也存在著各式各樣不贊同人為導(dǎo)致氣候變暖的人。比如直到2023年夏天，有科技史大家還在報(bào)刊上撰文，堅(jiān)持認(rèn)為冰球桿曲線只是一樁學(xué)術(shù)丑聞。這讓我不禁想到了轉(zhuǎn)基因議題，其實(shí)在傳播學(xué)的很多方面都與全球變暖類似，比如在中國同樣也遭到了一些研究科技文化的學(xué)者強(qiáng)烈反對。但令人唏噓的是，全球變暖在中國能夠幸運(yùn)地得到政府背書，反轉(zhuǎn)基因卻不可救藥地成了反美陰謀論的一面旗幟。這只能說明，很多你以為的“歷史的必然”，其實(shí)都有很強(qiáng)的幸運(yùn)成分，背后也許就是寥寥幾個(gè)有影響力或權(quán)力的人，在抉擇關(guān)頭起到了決定性作用。我覺得感興趣的學(xué)者，倒不妨研究一下這兩個(gè)議題背后的決策史，對近年來氣候變化研究的進(jìn)展多做一些了解。

這樁冰球桿曲線的公案給我的感想是，盡管對歷史來說，“真相只有一個(gè)”，但在證據(jù)不足時(shí)，人們往往可以做出多種解讀和建構(gòu)，這也是沒辦法的事。然而有趣的是，一旦科學(xué)為歷史帶來了堅(jiān)實(shí)的證據(jù)，讓本來模糊的歷史能夠精確化，讓原本具有類似說服力的理論出現(xiàn)了優(yōu)劣之別，就總會(huì)有人害怕，而且還要用各種或淺易或高深的理由百般搪塞，掩飾自己的害怕。

我又想到了考古學(xué)界的一個(gè)例子。古DNA測序是近年來迅猛發(fā)展的技術(shù)，成為考古學(xué)和人類學(xué)可資利用的重要工具，瑞典分子人類學(xué)家斯萬特·佩博（Svante P??bo）用它來研究人類演化，取得了很多成績，為此還獨(dú)享了2022年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。中國的古DNA研究也實(shí)力不俗，其中一項(xiàng)比較有影響力的成果是，復(fù)旦大學(xué)在2012年通過間接手段確定了著名歷史人物曹操的Y染色體DNA單倍型。由于在兩年前的2010年，中國社會(huì)科學(xué)院正式宣布河南安陽發(fā)現(xiàn)曹操墓，其中出土了疑似曹操的遺骨，復(fù)旦大學(xué)的研究成果出來之后，就有人建議給曹操遺骨測一下DNA，結(jié)果遭到了主持這一工作的考古學(xué)家的反對。在2023年出版的相關(guān)著述中，仍舊反對給曹操遺骨做DNA檢測。比如書中擔(dān)心因?yàn)镈NA分子降解，從遺骨中“成功提取的概率很低”，又擔(dān)心遺骨被其他人的DNA污染，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)過程中要清除這些污染幾乎是不可能的”。在我看來這就都是班門弄斧式的強(qiáng)詞奪理。分子人類學(xué)界誰不知道這些技術(shù)上的困難？但正是因?yàn)樗麄兿朕k法克服了這些困難，古DNA研究才能取得如此多的進(jìn)展。

其實(shí)，復(fù)旦大學(xué)的曹操DNA研究并非完全沒有問題。如果曹操遺骨DNA與復(fù)旦大學(xué)的結(jié)果對不上，也不一定表明遺骨不屬于曹操，仍有很多可以討論的空間。問題在于，對新出土遺骨做DNA分析，本來應(yīng)該納入當(dāng)代考古學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)工作流程；所獲得的DNA數(shù)據(jù)，本來應(yīng)該視為與出土隨葬品同等性質(zhì)的基本資料。

科學(xué)每一次在歷史研究方法上取得重大突破之后，都會(huì)面臨反對聲音，我對此可以理解，也認(rèn)同相關(guān)的爭論可以促進(jìn)科學(xué)界考慮到未曾考慮的問題，從而約束科學(xué)向健康的方向發(fā)展。但這不影響我認(rèn)為時(shí)間會(huì)說明一切，我對此很有信心。