人類歷史中的氣候變化：從史前到現代（簡體書）

引言

大約1萬年前，地球上氣候溫暖，水源充足。在這種自然條件下，農民開始開墾新田，種植穀物。源源不斷的糧食盈餘為人口增長提供了保障。新興城鎮催生了各行各業對工匠和技師的需求，人類社會也變得日益複雜。蓬勃發展的經濟使得政治和宗教領袖有足夠的財力來建造精美的宮殿和紀念碑，如巴比倫廟塔、埃及金字塔、獅身人面像等。在上一個冰川期（俗稱“冰河時代”）結束之後的漫長暖期中，世界上許多地區都孕育出了類似的複雜社會和文明。它們基本上都遵循著相同的演化模式。

與此不同，還有另外一種氣候演化趨勢。盛行風的轉移帶走了原先固定的降雨，曾經肥沃的地區逐漸乾涸。隨著土壤鹽度的上升，食物供應量銳減，大城市賴以生存的基礎消失。人們被迫離開原先居住的地方。而隨著人口的流失，城市綜合體以及與之相關的文化和社會也無以為繼。長期嚴重乾旱所帶來的惡果，最終引發了人類文明的崩潰或倒退。不管是現在還是未來，氣候變化引起的特大乾旱始終是人類社會要面臨的嚴峻挑戰。

另外一些複雜社會也同樣面臨著氣候變化的威脅。狂風暴雨導致洪水頻發，發生饑荒的風險越來越大。高海拔地區的農作物產量也受到寒冷冬季的影響。那些處於極端邊緣地帶的居民有的放棄了自己的村莊，有的則轉而尋求更高效的熱源。當權者也設法提高賑災能力。局部氣候變化雖然造成了方方面面的損失，但有些社會也找到了應對這種變化的方法。

以上3種情形向我們展示了氣候變化和人類歷史之間的相互作用。在第一種情形中，與農業發展相適宜的氣候條件促進了文明的興盛，從農業中獲取的大量盈餘保障了文明的繁榮。在第二種情形中，降水量的急劇變化迫使人們背井離鄉，放棄自己的家園。第三種情形則顯示了氣候變化可能帶來的挑戰以及人們在應對氣候變化時所表現出的復原力和適應力。從人類文明誕生至今，氣候對人類歷史的影響在方方面面都有所體現。本書所論述的正是氣候和人類社會之間存在的這種重要且複雜多變的相互作用。

·· 科學與歷史的研究方法 ··

通常，歷史學家所關注的主要是重要的歷史現象而非氣候問題。傳統的自上而下的歷史研究方法描述的都是大人物的成敗，他們或許是領袖、精英，或許是先知、皇帝、君王、軍事指揮官、總統，抑或是那些領導反抗力量的傑出人物。有時，為了修正這種對大人物大書特書的傳統，歷史學家也會採用多種不同的方法，嘗試從其他角度重塑歷史。因此，史學研究的重心逐漸轉移到了社會史、經濟史和性別史上。另一些歷史學家則完全捨棄了這種自上而下的研究方法，轉而將目光投向底層，從那些受壓迫或邊緣群體的視角出發來看待歷史。儘管如此，除了極少數特例之外，歷史學家很少對氣候的重要性予以足夠的關注。相反，他們往往只是輕描淡寫地提及，氣候條件為其他歷史事件和發展趨勢提供了一個總體框架或基礎。直到最近幾十年，隨著人們對氣候研究興趣的激增，歷史學家才逐漸把氣候條件作為影響歷史進程的一個重要影響因素來看待。

幾乎可以斷言，沒有哪一起歷史事件是由單一因素造成的。許多重大歷史事件都可以證明這一點，如法國大革命的爆發、希特勒的崛起、蘇聯的解體等。除了最極端的自然災害或戰爭災難之外，幾乎所有重大事件或趨勢都是多種因素共同作用的結果。本書想要展示給讀者的重要一點是：雖然氣候變化從根本上影響著人類歷史的各個方面，但同時也不能忽視氣候與影響歷史的其他因素間的相互作用。因此，我們在密切關注氣候因素的同時，也必須承認，正是氣候變化與其他因素的相互作用才最終使人類歷史走向了特定的結果。

無論是歷史研究還是氣候科學都處於不斷的演進之中。這一點在後者身上似乎表現得更為明顯；然而，許多人類社會的關於氣候的文字記載僅有寥寥數筆，有些甚至根本沒有。儘管考古學可以提供些許相關信息，但很多時候對氣候和人類歷史之間關係的研究還是難以得出定論。有關北大西洋格陵蘭島上，維京人定居點消亡的研究就是一個典型例子。鑒於此，本書想要呈現給讀者的不是一個個簡單的結論，而是要清楚地展示出在何種情況下對氣候和人類歷史的研究會得出多種解釋或推論。在多種解釋並存的情況下（正如前文提到的維京人定居點的例子），正在進行的研究可能會加強或削弱某種解釋的合理性，或是促進氣候條件和人類歷史之間相互作用的新模型的產生。

氣候科學和歷史研究在許多方面既會相互印證，也會存在分歧，二者的結合可以開拓出新的研究領域。各種強大因素之間的複雜作用，使得多種解釋都具有合理性，然而，以往的歷史研究和氣候科學卻給出了很多定論。從歷史的角度來看，我們對人類遷徙時間的掌握越來越確切，知道人類文明和社會何時誕生，何時衰落。在某些情況下，還可以較為精確地估算出當時的人口數量，確定他們的燃料來源和使用方式以及他們所應用的新技術，甚至還可以詳細地繪製出許多文明的政治年表。

在人類歷史上，關於氣候變化影響的記錄，時而豐富，時而匱乏，主要取決於不同的年代和地域。有些社會留下了豐富的文字記錄和遺跡，研究者們便比較容易從中發掘出直接證據，而對於另外一些沒有留下文字記載或缺乏複雜政權的社會，想要掌握更多的證據就比較困難。

從氣候科學的角度出發，我們整合了天文學、地質學和氣候學等幾個領域的知識，以瞭解過去300萬年間冰原生長和消融的情況，並已經成功地對過去大約150萬年間的空氣樣本進行了測量。從各種地質記錄中獲取的常規代用指標，幫助我們掌握了地球上過去不同時期的氣候條件和當下顯現出的新趨勢，這將有助於解決許多懸而未決的問題。我們看到全新世即最近的1.17萬年，是一個相對而言氣候總體穩定的時期，但我們也認識到氣候系統短期的不穩定同樣會對人類文明產生影響。關於人類活動對當前氣候的影響，科學界已經達成了壓倒性的共識——從人類祖先第一次在地球上留下足跡以來，氣候變暖的趨勢便從未改變。

·· 氣候變化的時間尺度 ··

我們以不同的時間尺度來考察氣候和人類之間的相互作用，既關注那些全球範圍內對人類進化和早期變革產生影響的長期變化，也關注對局部地區產生小範圍影響和後果的短期震盪。在討論氣候變化時，很重要的一點是必須要分清“外部因素”和“內部過程”這兩個概念。外部因素又被稱為“氣候作用力”，可導致氣候變暖或變冷；內部過程，是指對原始變化的放大或抵消，又被稱為“回饋”。“作用力”和“回饋”二者相互作用，從而引發氣候的變化。其他過程在全球範圍內重新分配能源，但對全球氣溫缺乏持久的影響——它們所反映的是氣候變異，而不是氣候變化。氣候變異和總體變化都會對人類歷史產生影響。

導致氣候變化的因素眾多，其中就包括地球能源預算的變化，即從太陽獲得的能量與從地球返回太空的能量之比。如果能量的輸入和輸出處於平衡狀態，那麼整體氣溫將保持不變。一旦地球接收到的太陽光量或反射回太空的太陽光量發生變化，全球氣溫便會隨之受到影響。和太陽光一樣，大氣層也是地球的熱源之一。大氣層釋放熱能的總量取決於溫室效應的強度。大氣層中的氣體如二氧化碳、水蒸氣、甲烷和一氧化二氮等，不會對穿過大氣層的陽光形成阻礙，卻可以高效地吸收來自地球表面的熱量。這就是它們被稱為溫室氣體的原因——對可見光的傳播不會形成阻礙，但卻能有效地吸收熱能。熱能的吸收促使大氣整體溫度升高，而變暖後的大氣層又向四面八方散發熱量。這些熱量除小部分反射回太空外，大部分則朝向地球輻射。與前工業化時期相比，地球大氣層的溫度已經升高了30℃左右。二氧化碳是空氣中除了水蒸氣之外，含量最高的溫室氣體。其他溫室氣體如甲烷和一氧化二氮等，雖然含量較低，但吸收熱量的效率卻極高。氣體濃度和吸熱能力是科學家在量化氣體對地球氣候影響時要同時考慮到的兩個重要因素。

在地質時間尺度上，同樣有多個因素會對氣候變化產生影響。例如，地球表面化學風化作用的緩慢過程會從大氣中吸收二氧化碳，在長達數百萬年的時間裡影響著地球溫室效應的強度。據推測，大約從5000萬年前開始，與喜馬拉雅山脈造山運動相伴的風化作用增強，致使那一時期的整體氣溫呈現下降趨勢。地球構造板塊的移動同樣以其獨特的方式影響著氣候，例如，大陸位置的變化迫使洋流改道等。這種影響雖然十分神奇，但本書對此僅作簡單提及，因為儘管板塊運動在氣候變化中扮演著重要角色，但它的作用速度過於緩慢，時間過於漫長，對人類歷史的影響可以說是微乎其微。

從更短的時間尺度上來看，在人類祖先生存的數百萬年裡，氣候變化影響了食物的供應，由此推動了人類進化。在數萬年至數十萬年的時間尺度上，氣候變化主要受地球軌道變化的驅動，與冰川期、間冰期之間的迴圈相關。塞爾維亞天體物理學家米盧廷·米蘭科維奇曾在20世紀20年代提出，這種氣候變化與日地軌道關係的變化有關。雖然這些被命名為“米蘭科維奇迴圈”的週期，主要與過去幾百萬年間大冰原的生長和消退有關，但它們也通過對季風強度的影響改變著全新世的人類歷史。

在全新世，氣候變化主要來源於火山活動、太陽活動變異以及溫室氣體濃度變化所帶來的影響。全新世時期的太陽變異主要與太陽黑子活動有關，目前太陽黑子活動的週期為11年。當太陽黑子觸發氣候系統的內部回饋時，與其相關的太陽輸出的微小變化就會對氣候產生複雜的影響。與此類似，大型火山爆發引發的短期降溫，如果被地球的內部過程所放大，就可能會產生更加持久的影響。如果放在一千年或更短的時間尺度上來看，氣候系統內部變化的作用會顯得更加突出。例如，深海環流的變化與過去氣候的迅速改變有關，1.2 萬年前新仙女木期，地球氣溫驟降就是一例。地球氣候系統的其他擾動，如厄爾尼諾-南方濤動和北大西洋濤動，會在不同的時間尺度上（一季、一年甚至數十年）影響著全球的氣候和天氣變化。

·· 崩潰與復原力 ··

氣候和人類歷史之間的相互作用可以引發許多方向上的變化。從最基礎的一點來看，適宜的氣候是人類生存所必不可少的條件。一個簡單的思維實驗就可以清楚地表明這一點：人們很難想像，在數億年前遙遠的地質年代，在極度寒冷和炎熱的環境下會出現繁榮昌盛的人類社會。從更短的時間尺度上來看，在人類祖先存在的數百萬年裡，氣候變化影響了食物的供應，並幫助推動了進化的法則。再進一步看，新石器時代以來，氣候一方面可能為人類提供了豐富的食物來源，有助於人類社會的繁榮，另一方面，也有可能會對複雜社會起到削弱和破壞的作用。幾個世紀以來，對人類社會崩潰的研究一直吸引著歷史學家，尤其是諸如羅馬帝國的滅亡這樣的案例。隨著氣候歷史的發展，研究者們已經把氣候變化看作是社會崩潰的一個主要因素來進行研究。

然而，崩潰理論也遭到了許多批評。反對者經常強調的一點是，蘊藏在崩潰這一事實背後的，實際上是更持久、更緩慢、更複雜的過渡時期。他們同樣引用羅馬歷史來論證自己的觀點。持過渡論的歷史學家認為，羅馬文化並沒有因為突如其來的入侵而急劇崩潰，它們在某些地區長久地延續了下去，羅馬社會的許多元素也經受住了政治變革的考驗。

在氣候史上，這種崩潰與過渡間的爭論並不鮮見。因此，另外一種不同的研究視角，不再聚焦人類社會崩潰的原因，而是轉而關注人類社會的復原力和適應力。值得深思的是，對社會崩潰現象的過度強調，可能會誘導人們將一切主要趨勢或事件都視為引發崩潰的原因。而復原力研究也面臨著同樣的風險。人類社會度過了一次又一次的危機，但它們的復原力並不是無限的。因此，本書將這兩個方面的問題都考慮在內，將人類社會的危機乃至崩潰以及人類的復原力和適應力同時呈現於讀者面前。