宇宙很大，但人類卻只能生活在“小小”的地球之上，對于人類來講，這確實(shí)有點(diǎn)尷尬，不過我們可以樂觀地認(rèn)為，這樣的尷尬應(yīng)該只是暫時(shí)的，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，或許在不遠(yuǎn)的未來，人類可以脫離地球的約束，到太陽系其他的星球上去生活。

而我們都知道，太陽系中其他星球的自然條件都很糟糕，即使是與地球自然條件最接近的火星，也無法提供人類生存的條件，所以想要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，一個(gè)必不可少的條件就是，我們應(yīng)該有能力在其他星球上建造可以自給自足的生態(tài)系統(tǒng)，并在其中長期生活，而不需要來自地球的補(bǔ)給。

但問題是，我們是否真的有能力做到這樣的事呢？為了找到這個(gè)問題的答案，在33年前，美國曾做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容簡單來講就是，把4男4女關(guān)在一起兩年，以測試他們能不能在科學(xué)家精心打造的人工封閉生態(tài)系統(tǒng)中長期生存。

該實(shí)驗(yàn)所用的人工封閉生態(tài)系統(tǒng)被稱為“生物圈2號(hào)”（Biosphere 2），位于美國亞利桑那州圖森市以北的沙漠里，主要由鋼框架和玻璃覆蓋構(gòu)建而成，占地約1.27萬平方米，總?cè)莘e約14萬立方米。

“生物圈2號(hào)”內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)生態(tài)區(qū)域，包括熱帶雨林、草原、濕地、沙漠、咸水海洋和農(nóng)業(yè)區(qū)等，除了常見的農(nóng)作物之外，其中還引入了大量的動(dòng)植物和微生物，例如雞、羊、魚、小型爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物及甲殼類動(dòng)物、木本植物、草本植物、水生植物、授粉昆蟲、分解者昆蟲、硝化細(xì)菌、分解菌、藻類、珊瑚等等，以令其盡可能地令其接近地球自然環(huán)境。

根據(jù)科學(xué)家的設(shè)想，“生物圈2號(hào)”應(yīng)該是一個(gè)完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)（比如說植物通過光合作用產(chǎn)生氧氣和食物，動(dòng)物和人類通過呼吸消耗氧氣并產(chǎn)生二氧化碳，微生物將有機(jī)廢物分解為養(yǎng)分，供植物再次吸收），因此即使與外界徹底隔離，人類也可以在其中生存很久，至少兩年是沒有什么問題的。那這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如何了呢？我們接著看。

1991年9月26日，4男4女共計(jì)8名實(shí)驗(yàn)參與者，懷著滿腔熱忱進(jìn)入了“生物圈2號(hào)”，他們中包括了生態(tài)學(xué)家、醫(yī)生、農(nóng)業(yè)專家和工程師。隨后這里與外界徹底隔離，為期兩年的實(shí)驗(yàn)正式開始，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，在此期間，他們需要完全依靠“生物圈2號(hào)”內(nèi)部的資源生存。

剛開始的時(shí)候，大家充滿干勁，他們忙碌地種植農(nóng)作物，飼養(yǎng)雞和羊，同時(shí)盡量讓所有資源得到高效利用，看上去一切都比較順利，實(shí)驗(yàn)正在以預(yù)期的效果展開，然而隨著時(shí)間的推移，情況卻漸漸地向不好的方向發(fā)展。

最早出現(xiàn)的是濕度過高的問題，“生物圈2號(hào)”的沙漠區(qū)域意外地變得過于潮濕，濕氣使得設(shè)計(jì)初衷完全被打亂，原本的干旱生態(tài)被繁茂的植物覆蓋。與此同時(shí)，熱帶雨林區(qū)域的牽?；ㄑ杆偕L，它的茂密藤蔓遮擋了其他植物需要的陽光，威脅到生態(tài)多樣性，這種情況迫使他們不得不干預(yù)，用人工手段進(jìn)行移除。

接下來，動(dòng)物的種群動(dòng)態(tài)也出現(xiàn)了問題，螞蟻和蟑螂逐漸成為其中的“霸主”，它們數(shù)量暴增，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他動(dòng)物種群，這種失控的增長擾亂了生態(tài)平衡，而一些關(guān)鍵物種，例如負(fù)責(zé)授粉的昆蟲種群，卻未能按預(yù)期繁殖，導(dǎo)致植物的自然繁殖受到抑制，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)開始顯露出失衡的跡象。

然后新的問題又出現(xiàn)了，盡管外部陽光明媚，但玻璃和鋼架結(jié)構(gòu)削弱了一部分光線，導(dǎo)致室內(nèi)光照強(qiáng)度只有外界的40%-50%，光合作用效率因此大幅下降，植物的生長速度減緩，氧氣的生成也隨之受到嚴(yán)重影響。

令人意想不到的是，氧氣的濃度開始以一種不可忽視的速度下降，起初，系統(tǒng)內(nèi)的氧氣濃度與外界相同，約為20.9%，而在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第16個(gè)月時(shí)，這一數(shù)值已經(jīng)下降到14.5%左右，氧氣不足對他們的健康造成了嚴(yán)重威脅，部分人出現(xiàn)了疲勞、睡眠呼吸暫停等不好的狀況。

值得一提的是，關(guān)于氧氣減少的原因，最初的推測是“生物圈2號(hào)”內(nèi)的呼吸作用和光合作用未能達(dá)到平衡。不過通過后來的同位素分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，最主要的原因應(yīng)該是氧氣和二氧化碳并沒有完全按照預(yù)期的方式循環(huán)，事實(shí)上，二氧化碳并未完全轉(zhuǎn)化為植物的生物質(zhì)或在呼吸中釋放，而是與暴露的混凝土發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，從而使大量的氧元素被“封存”起來了。

除此之外，二氧化碳本身的波動(dòng)也成為一個(gè)巨大的問題，在白天，植物通過光合作用吸收二氧化碳，導(dǎo)致其濃度下降，而到了夜晚，植物的呼吸作用使其濃度迅速回升，這種晝夜間的波動(dòng)高達(dá)600 ppm，表現(xiàn)出極其劇烈的不穩(wěn)定性，此外，二氧化碳的季節(jié)性變化也非常顯著，冬季時(shí)濃度高達(dá)4000-4500 ppm，而夏季則降至約1000 ppm，這種波動(dòng)使得系統(tǒng)難以維持在一個(gè)可控的狀態(tài)。

為了控制二氧化碳水平，他們嘗試了一系列措施，比如調(diào)整了沙漠和草原的灌溉計(jì)劃，希望通過改變生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)來緩解二氧化碳的波動(dòng)，他們還增加了快速生長植物的種植面積，以提高系統(tǒng)的光合作用效率，然而，這些努力并未能有效解決問題，最終他們被迫啟用了CO2吸附裝置，這種技術(shù)手段雖然有效，卻引發(fā)了人們的質(zhì)疑，因?yàn)檫@與實(shí)驗(yàn)的初衷相矛盾。

除了氧氣的下降和二氧化碳的波動(dòng)，食物短缺也成為了他們需要面對的巨大挑戰(zhàn)，由于光照不足和土壤養(yǎng)分釋放速率的不可預(yù)測，農(nóng)作物的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期，他們不得不經(jīng)常在饑餓的情況下勞作，努力維持農(nóng)作物的種植，盡管他們試圖通過擴(kuò)大能快速生長的農(nóng)作物的種植面積來解決這一問題，但效果卻并不明顯，食物的短缺仍然使他們承受了巨大壓力。

隨著時(shí)間的流逝，情況變得越來越糟糕，“生物圈2號(hào)”內(nèi)越來越多的物種開始滅絕，其中也包括他們的農(nóng)作物，以至于在后期，甘薯成為了主要糧食來源，進(jìn)而導(dǎo)致了他們的營養(yǎng)不良，盡管他們在此時(shí)仍然可以在這里獲取到能勉強(qiáng)維持生存的食物，但氧氣濃度的下降卻嚴(yán)重威脅到了他們的生命安全。所以在1993年1月和8月，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)被迫向系統(tǒng)注入來自外界的氧氣，以緩解氧氣不足的問題。

就這樣苦苦堅(jiān)持到1993年9月26日，實(shí)驗(yàn)終于結(jié)束了，8名成員走出了“生物圈2號(hào)”，值得一提的是，根據(jù)他們的介紹，在這長達(dá)兩年的封閉生活之中，由于條件越來越艱苦，人與人之間的矛盾逐漸顯現(xiàn)，這導(dǎo)致他們最終分裂成兩個(gè)對立的陣營，彼此不信任，甚至還出現(xiàn)了沖突。

“生物圈2號(hào)”實(shí)驗(yàn)結(jié)束后引發(fā)了人們的熱烈討論，人們普遍認(rèn)為，雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)為封閉生態(tài)系統(tǒng)的研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)，并且也堅(jiān)持了兩年的時(shí)間，但由于實(shí)驗(yàn)過程并未真正實(shí)現(xiàn)完全的自給自足，因此從總體上來講，這個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)是失敗了。

而這也就意味著，想要在地球之外建造自給自足的封閉生態(tài)系統(tǒng)，其實(shí)比想象中的要困難得多，或許在未來的很長一段時(shí)間里，人類都只能生活在“小小”的地球之上。

實(shí)際上，“生物圈2號(hào)”之所以被命名為“2號(hào)”，其實(shí)是因?yàn)樗噲D模仿的正是我們賴以生存的“生物圈1號(hào)”——地球，所以從這方面來講，我們更應(yīng)該珍視地球，畢竟這是我們在宇宙中唯一的家園。