然而,全球变暖的进程并不是匀速推进的。气温上升的历史是一个明显的长期增长过程,但期间也有保持不变或者负增长的趋势。比如,尽管二氧化碳的浓度一直在增长,除了2001~2011年这10年之外,1894~1913年、1937~1956年、1966~1977年(图12–10)这几个时间段几乎都没有升温的迹象。这一问题与金融分析面对的问题有些相似之处:在很长一段时间里股市持续攀升,但这种走势并不能告知你明天、下周或是明年的股市表现如何。
我们可以直接从科学的角度对最近出现的气温保持相对稳定的现象做出解释,比方说,发展中国家不断增长的硫排放量就抑制了气温走高的势头。2001~2011年的气温虽然没有上升,但比之前的任何一个10年的气温都要高。
尽管如此,本书还是鼓励读者认真思考信号与噪声,并找出用百分比或概率表达的预测,这些预测可以真实地体现出我们预测能力的局限性。当预测者对某一个复杂现象的预测表现出十足的信心时,那可能说明他并没有认真思考这个问题,只是将各种数据过度拟合到自己的统计模型当中,或者他并不想找到真相,只是想炒作自己的人气罢了。
阿姆斯特朗和施密特都不愿意对气温走向作对冲预测(即两面下注)。阿姆斯特朗对我说:“我们模拟了1850~2007年的气温走向,看到前100年的气温变化时,我几乎可以确定与戈尔打的那个赌,我赢定了。”而施密特则认为气温将会继续上升,他还愿意提供诱人的赔率与任何人打赌。“我敢打赌下一个10年的气温将会比这个10年的气温还高,以多大的赔率打赌都行,即使是100∶1的赔率,我也同意。”
前文中提到的统计预测方法,就可以解决阿姆斯特朗和戈尔之间的争论——他们两个的预测都不是十分准确。如果你以10年为期限测量气温的发展趋势,那么自1900年以来,呈升温趋势的时间占到75%,而呈降温趋势的时间只占25%。随着大气中二氧化碳浓度的增加速度不断加快,温室效应的信号也不断增强,气温持平期或下降期的出现频率也会降低。尽管如此,此类情况出现的概率总是存在的,就如100∶1的赔率也会存在一样。如果你认为二氧化碳的浓度会以目前(即每年2PPM)的速度增长,那么根据这一统计方法,在某个特定的10年里不会出现净升温的概率为15%。
不确定性是预测必不可少且不可或缺的一部分。正如我们所知道的那样,有时对不确定性的一个可靠而准确的表达有可能会拯救许多财产和生命。在其他情况下,比方说股票期权交易或者是赌一场NBA比赛,你赌的也许就是自己预测不确定性的能力。
之所以需要仔细且明确地对不确定性进行量化,还有另外一个原因,这个原因是科学进步中必不可少的一部分,与贝叶斯定理密不可分。
假设在2001年之前,你就已经十分笃信二氧化碳排放会导致气温持续上升。(在我看来,这是恰当合理的,因为我们对温室效应的理论研究和实验证据都支持这样的观点。)你认为全球变暖假说有95%的概率是正确的。
但是,之后你观察到一些新的证据:在接下来的10年里,也就是从2001~2011年,全球气温非但没有上升,反而下降了,尽管降幅很小,但的确是下降了。根据贝叶斯定理,此时你应该将全球变暖假说成立的概率预测值下调,而问题在于气温究竟下降了多少。
如果你已经正确地预测到短期气温变化模式中的不确定性,那么对自己估值的下调幅度就不会非常大,反之调整幅度会很大。正如我们所看到的那样,在10年内,即使出于气候多样性的原因,全球变暖假说得到了印证,但不出现净升温的概率也会有15%。相反的,如果气温变化完全是随机且无法预测的,那么就有50%的概率会出现一个气温下降的10年,因为气温上升和下降的概率是一样的。根据贝叶斯定理(表12–2),无净升温的10年会使你很无奈地将自己对全球变暖假说成立的概率预测值从95%下调到85%。
表12–2?贝叶斯定理——全球变暖假说
先验概率
全球气温上升的初始预测 x 95%
新证据出现:10年里未出现净升温
如果全球变暖假说是正确的,10年里不出现净升温的概率 y 15%
如果全球变暖假说是错误的,10年里不出现净升温的概率 z 50%
后验概率
在10年里不出现净升温的情况下,全球变暖假说成立的概率的重新预测 ???xy???
xy+z(1-x) 85%
另外,即使你断言10年内气温不会上升的概率只有1%,现在看来你的理论也已经陷入非常糟糕的境地了,因为你的断言过于明确。此时根据贝叶斯定理,你赋予全球变暖假说成立的概率已经下降到28%了。
当我们提出更加自信的主张而又未能实现时,这就为驳斥我们的假说提供了更加有力的证据。一旦出现这样的情况,我们不能责备任何不再信任我们的预测的人,他们不过是根据贝叶斯定理的逻辑做出了正确的推断。
那么,我们为何一开始就要提出更加自信的主张呢?尤其是在这些主张还没有真正被统计数据证实的情况下就这样做,这是为什么呢?其实,人们这样做的原因有很多。在气候争论中,可能是因为这些更自信的主张更有说服力,但这些主张只有在正确的情况下才可能更有说服力。除了被称为气温上升的全球变暖现象,把所有异常天气都认定为人为造成的气候变化,实际是一个筹码很高的赌注,因为这涉及更多政治因素,而不仅是一种科学现象。气候变化会自动显露出来,而不是通过气温上升或海平面上升这些现象体现出来的,对于这一点,人们很难达成共识。显然,把每一次降雪都认作驳斥气温上升的证据是十分荒唐可笑的。
政治与科学的针锋相对
气候学家面临的两难境地是,全球变暖是一个需要在短期内解决的长期难题。这是因为二氧化碳在大气中长期存在,而我们今天所作的决定将会影响到子孙后代的生存问题。
若是在一个完全理性且充满仁爱的世界里,这样的问题就不会那么令人烦恼。但是,我们的政治机构和文化机构并不能很好地处理这样的问题。比如,美国国会在面对4年一次的美国总统大选或是美国经济为满足每季度的赢利预测而承受巨大压力时,都有些力不从心。气候学家以各种方式应对这一挑战,有些卷入了政治争论,而有些对此保持距离。宾夕法尼亚州立大学地球系统科学研究中心的负责人迈克尔·曼曾经是论战的中心人物。在“气候门”事件中,他为英国国家气象局提供的气温记录被黑客入侵,这一组织隶属于东安格利亚大学的气候研究小组。一些怀疑论者断言,迈克尔·曼和其他科学家密谋操纵了气候研究小组的气温记录。
相关事实是,科学家同行为他们洗清了嫌疑,气候研究小组的气温记录同其他科学家的记录基本一致,但是在黑客入侵的邮件中,迈克尔·曼和其他科学家明确表达了他们对科学理解过程中的公共关系因素的关注。在一个秋高气爽的下午,我到他的大学办公室里拜访了他,我们谈了约两个小时。
迈克尔·曼对全球变暖背后的科学道理有其独到的见解。与大多数气候学家一样,他并不怀疑气候变化的理论机制,但他对气候模型做出的预测却持怀疑态度。
迈克尔·曼对我说:“对科学任何可靠的评价我都会认同。有些事情我们非常了解或是有几分了解,但对于有些事情我们充满了不确定,甚至对其一无所知。”
“在我看来,这次居心叵测的公开对话带来了一系列不幸后果,其中之一就是,我们正在把时间浪费在争论某一个科学家已经广为接受的观点上,而我们本可以对切实存在的不确定性进行开诚布公的讨论。”
与施密特同在RealClimate.org网站上发表博文的迈克尔·曼发现,自己已经卷入了与哈兰学会这样的组织的堑壕战中。他引用了《自然》杂志一篇社论中的一句话:“我们与这些人在街头对峙”。街头对峙的长期目标,是让公众和决策者认识到采取行动抵抗气候变化的紧迫性。过度自信的预测者总是误把自己的信心当作真实情况,如果全社会都习惯了他们的这种做法,那无论是公众还是预测者,都不会再把不确定性看作制胜策略了。
迈克尔·曼对我说:“当你对不确定性的位置相当明确时,就要划定界限,不要让我们的言语中充满不确定性,以致没有人会认真倾听。作为一个团体,不将自己的观点表达出来是不负责任的。总有一些人乐于填补空缺,但他们用来填补空缺的却是不真实的信息。”
实际上,迈克尔·曼口中的“街头对峙”主要是在Real–Climate.org网站这类“共识”网站和Watts Up With That.com网站这类“怀疑”网站之间展开,围绕每天的最新杂志文章、天气模式或政治论战进行。两家网站各持己见,谁都不愿让步。一朝是喷气式飞机,永远都是喷气式飞机,死不让步。
我并不是说两个网站平分秋色。在全球变暖这一科学争论上,真理似乎只站在一边:温室效应确实存在,由于人类排放二氧化碳气体,温室效应还会继续加剧。这很可能会使地球升温。温室效应的影响并不确定,但一定不会带来什么好结果。
然而,如果只有几个人信服科学,那么“街头对峙”似乎就认定了我们即将解决的是政治问题。实际上,我们还需要很久的时间才能让人们信服科学。在哥本哈根气候大会上,理查德·鲁德对我说:“我曾经得出一个结论,人们必须想出低碳的方法。”但他预感到,193个成员国几乎不可能找到彼此都接受的方法。
与此同时,在过去几年里,美国公众对全球变暖正在发生这一事实的信任度已经下降了。即使对气候变化带来的影响完全认同,但一些州和国家减少碳排放的计划做得就没有其他地区或国家好。华盛顿州州长克里斯蒂娜·格雷瓜尔对我说:“在产煤州有一些非常进步的民主党州长,你说他们对此是否紧张呢?”
这些问题并非气候争论所独有,而我实在不知道该如何解决这些问题。但是我知道,科学与政治之间存在着根本性的差异。实际上,我已经越来越肯定这两者是彼此对立的。在科学中,进步是可能的。如果我们相信贝叶斯定理,一旦做出预测、观念得到检验和改良,科学进步便是必然的。科学进步的道路并非一帆风顺,有些深受好评(甚至“达成共识”)的理论后来也被证明是错误的,但不管怎样,科学总是向着真相不断前进的。
与科学不同,在政治上我们似乎越来越难达成共识。自罗斯福“新政”实施到20世纪70年代以来,美国众议院两党之间的分歧已经有所减少,但在2011年,分歧又开始加大,在过去至少100年的时间里,两党之间的分歧达到了顶峰。共和党已经远离了共识,而民主党也在一定程度上有所偏离。
在科学领域,很少看到所有数据都集中到一个明确的结论上的情况。真正的数据非常嘈杂,即使理论是无懈可击的,信号有时也会有所偏离,更何况根据贝叶斯定理,无懈可击的理论是不存在的。科学是一个渐进的过程,需要进一步提炼与检验,这是科学怀疑论的全部。
而在政治领域,人们从不让步。某人言语不当会被视为表现失礼,确实如此。人们期待政党对于经济、社会及没有内在关系的对外政策等问题保持平等的信念。但是随着世界变得越来越接近,民主党和共和党的纲领也会变得越来越不完善。
正是因为政治与科学之间的争论还会持续几十年,气候学家最好还是从街头对峙中撤出,避免跨越卢比孔河,从科学界踏入政坛。在科学领域,可疑的预测更有可能会现出原形,真相也更有可能占上风。在政治领域,真相并不能享有特权,它可以是任何人的猜测。
美国政治系统失调的状态是解释我们对美国未来前景持悲观态度的原因,而科学技术的不断发展则是解释对美国未来前景持乐观态度的原因。美国是一个善于创造的民族,它的专利数量数不胜数,还拥有世界上最好的大学和研究机构,不论是医药还是信息技术,美国的公司都能占据市场的主导地位。如果让我在思想的锦标赛和政治的牢笼赛之间做出选择,我知道我会选择哪一个,在我自认为预测正确的时候尤其如此。