20世纪80年代初,一个风和日丽的清晨,美国,一家大型现代化实验室。
高大健壮的生态学家汉森(Q。Hansen)博士正在做着一项实验。他坐在工作台边,仔细地在一个装着纯净海水的烧杯里放进一些线状的绿色海藻、几只半英寸的红色小虾,及一些细菌,然后盖上盖子密封好。做好这一切后,他直起身子,长长地呼出一口气,自言自语地说:“今后只需每天把它放在日光灯下照射12小时就行了!”
“吱呀”一声,门被轻轻地推开了,利用业余时间打工的大学生迪克走了进来。迪克今年19岁,是大学二年级的学生,他每周来这里一次,打扫实验室的卫生。
“哈啰,早上好!汉森先生。”
“你好!小伙子。”汉森头也不抬地答应一声,继续观察着他的实验。
迪克望着汉森那副认真的模样,感到十分好笑,心说:“搞什么名堂?在这么高级的实验室里做如此简单的实验。这不就跟小孩玩似的,捉几只蚂蚁放在瓶子里,然后在里面放一两片树叶,作为蚂蚁的食物,再盖上盖子,免得自己的战利品逃之夭夭。噢!对了,不一样。小孩都在盖子上弄几个小通气孔,免得闷死自己的宠物。博士却密封了瓶口,可怜的小虾一定死得更快了。”
很快,迪克就做完了清扫工作,他又看看被密封在瓶中的小虾和沉思着的博士,耸耸肩膀笑着走掉了。几天之后,他完全忘记了那些小虾。
一周、二周、三周……不知不觉中一年过去了。
一日,迪克在实验室打扫卫生时,偶然间又瞥见了那只烧杯,上面密封的日期写得清清楚楚。
“还是那只烧杯!”迪克心说。
再仔细一看不禁大吃一惊,几只红色的小虾还像刚放进去似的活蹦乱跳,迪克再也忍不住了,大叫起来:
“上帝啊!它们还活得好好的,这怎么可能呢?”
这次轮到汉森博士笑了。这个实验是他的得意之作,他自豪地对迪克说:
“我在烧杯里创造了一个‘自给自足’的微生态系统。在这里海藻通过光合作用产生氧,小虾吸收氧而排出二氧化碳;细菌分解小虾的粪便,使它转变为海藻的肥料;海藻又为小虾提供佳肴。虽然这个微生态系统是个密封的整体,但我每天从杯外用日光灯为它照射12小时,这既给它补充了能量,又维持了它的开放特征。所以小虾理所当然地活着,一点儿都不奇怪。在此,我就是上帝!是我创造了它们的生存空间,不是吗?”
迪克真的服气了。他为自己当初低估了汉森的实验而羞愧,同时也感受到自己的孤陋寡闻和进一步学习的必要性。他觉得人类真是了不起,特别是他们当中的精英们——科学家太伟大了,竟然能够创造出如此奇迹来……
汉森创造的这一生态系统,由于其能量交换的稳定性和物质循环的平衡性,运转几年一直存活。沿着这一思路,1990年美国在亚利桑那州图森市东北部一处荒漠上,建筑一个占地1公顷的大型密封玻璃钢架结构的建筑物,总空间为14万立方米,这是一座生态实验室,它被命名为生物圈2号。生物圈2号用来模拟自然生态,分生活、农业、热带雨林、平原、海洋、沼泽地和沙漠7个实验区,共移植3800种植物、几十种动物。8名来自英国、美国、德国和比利时的科学家在这个与世隔绝的“世外桃源”里工作了两年,只有太阳光、电能和通信设施才使他们感觉到还生活在地球上。这个人工自然生态系统除了给人们提供活的生态样本,更重要的是为人们获得生态系统中的信息流规律提供依据。这恰是控制论的一个分支——生态控制论的主题。
控制论粗线条地划分,可以分为三大分支:工程控制论、生物控制论和经济控制论。细分则有许多分支,如,工业自动化、人工智能、神经控制论、生物行为控制论、医学控制论、生态控制论、环境控制论、资源控制论、种群控制论、发展环境控制论、能源控制论、人口控制论、社会控制论……毫不夸张地说,今天人们的生活都或多或少地受着控制论的影响。
我国的基本国策计划生育、植树造林,就是在控制论专家得出的科学结论基础上,由国家领导人决策得到的。
根据世界卫生组织估算,目前世界人口平均年增长率为1.8%,人口平均每30年增加一倍。按此速度再过585年,人口会多达1.5万亿!到那时地球陆地面积上每平方米就要住一个人。过653年,整个地球表面都要被人据为“立锥之地”。
我国是个人口大国,解放后随着人民生活水平的提高,人的平均寿命已从解放初的35岁提高到1989年的70岁。这些因素促进了人口的快速增长,如果按着1975年妇女平均生育率3.0计算,到20世纪末人口将突破14亿,到2080年将达到43亿,这是我国国力绝难承受的!
20世纪80年代初,我国一批人口控制论专家,如:宋健、于景元、王浣尘教授等人,采用控制论方法预测了我国100年内人口变化的可能态势,他们建立了我国人口发展的数学模型,然后借助电子计算机解一系列的偏微分方程,得到了一系列人口增长数据和规律,提出了许多有重要参考价值的结论。根据这些结论,控制人口增长的关键在于控制妇女的平均生育率。由此,“只生一个孩子好!”的口号就成为了计划生育政策中的一项重要措施。
开展全民义务植树活动的理论依据仍是控制论。生态控制论告诉人们,人工生态系统中蕴含着社会经济要素。与自然生态相比它有许多不同。在没有人为破坏的前提下,生态平衡是自动完成的,而且是在最优意义下完成的。但人工生态系统就完全不同了。
在人工生态中,生产环节一般都是链状的,很少构成物质良性循环的环状系统。如城市垃圾的再利用、城市污水的再循环等,只在少数城市部分地得到了解决。另外,其最优化原则是由人主观选择的。由于受自然地理条件、经济技术水平、社会生产关系和地缘政治体制的制约,往往在获得短期的和部门的最优化后便沾沾自喜。如毁树造田、填湖造田等,结果遭到大自然无情的“报复”,导致土地大面积地沙漠化、“黑色尘暴”骤起、水土流失现象严重……
生态控制论的研究表明:人类活动应该最大限
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度地符合人类的整体利益和长远利益。决不能只顾眼前,盲目地“战天斗地”,而是应该对资料进行合理的利用和再循环,对环境进行综合治理和优化,在新的生态平衡格局下与之适应和协调。在一这观点的指导下,人们开始退耕还林,退田还湖。我国领导人也作出了将植树造林、绿化祖国作为基本国策的决定,提出开展全民义务植树造林运动的口号。
地球生态圈是比较脆弱的开放系统,维持生态平衡的决定因素是人。如果人类控制不了自身的生产繁殖、控制不了自身对物质追求的欲望,只能导致生态系统的土崩瓦解,最终不仅毁灭了人类,也毁灭了地球!
太阳拖着长长的余晖,慢慢地隐入茫茫的黑色苍穹中,明天它还会升起、再度辉煌。诺伯特·维纳虽离开了我们,但他创立的控制论却像一棵常青树,不断地生长、壮大,充满着勃勃生机。