在最新的太空栖息地项目复兴中，我们忘记了一些事情：我们仍然不知道如何使它们可行：重新审视“太空殖民地的生态考虑”
—— Bruce Clarke, Gaian Systems: Lynn Margulis, Neocybernetics, and the End of the Anthropocene（明尼苏达大学出版社，2020 年）
到了 1970 年代中期，普林斯顿大学物理学家 Gerard K. O’Neill 提出的高轨道空间栖息地的建议以及 NASA 艺术家对其令人难忘的描绘与盖亚假设的引入显着同时出现。O’Neill的投机性技术构造呈现了环境封闭的图像，将盖亚的陆地影响转化为具有可疑生态价值但具有强大情感吸引力的理想化建筑世界。建筑学教授 Fred Scharmen 在“Jeff Bezos 对 1970 年代未来的梦想”（Jeff Bezos Dreams of a 1970s Future）中阐述了 O’Neill 在这节历史课中的部分内容，证实 Bezos 的蓝色起源项目已经恢复了 O’Neill 50 岁时的设计模板和谈话要点太空殖民地项目。
就在 1970 年代， O’Neill的项目得到广泛初步讨论的同时，Lynn Margulis 和 James Lovelock在 1975 年夏季的CoEvolution Quarterly上发表了“作为生物圈循环系统的大气：盖亚假设” （The Atmosphere as Circulatory System of the Biosphere: The Gaia Hypothesis）。那年秋天，CoEvolution Quarterly的前 30 页专门介绍了O’Neill的太空殖民地提案。
在这些发展过程中，Margulis召集了一群生态学家来讨论O’Neill的高轨道设计规范问题：“人们似乎对建立能够长期支持数百或数千人与地球隔离的大型太空殖民地的可能性越来越感兴趣。”他们的立场声明也发表在CoEvolution Quarterly上，他们的立场声明敦促更多地关注创造和维持可行的封闭生态系统所涉及的生死问题：“这样的殖民地将带来极其困难的生物和生态问题。如果要在地球以外的天体上认真设计卫星或殖民地，就应该从一开始就解决这些问题。”
这些警示性说明在 2019 年与 1976 年一样令人信服。但你几乎不会从贝索斯复兴O’Neill殖民地的计划中得知这一点，这是一个值得认真重新考虑的计划。这种人工栖息地的基本主张是，一旦它们的外壳就位，地球自身的“生态系统服务”将在这个物质封闭的容器中复制。换句话说，预期的是微型盖亚的设计和生产。“太空殖民地的生态考虑”适当地指出了盖亚的复杂性有多么深不可测，可行的行星制度产生和维持运作的极其深奥的动态，以人工形式实现活生态系统的工作和持久复制品的邪恶困难。O’Neill的目标是“建立一个新的亚稳定生态系统，拥有完整的生物资源和其他重要资源的封闭循环，并能够长期支持人类”；然而，“地球上从未建造过这样的系统。目前，能够无限期地建立和维护这样一个系统的可能性似乎很小。当我们意识到我们没有分析问题的背景时，这似乎特别遥远”。正如Margulis所理解的那样，对盖亚假说的持续研究将完全等同于“对问题的分析”。
O’Neill自己的宣传材料对这种合理但悲观的评估几乎没有认可，相反，假设适合人类长期居住的微型自立世界的内部生态是工程问题，一旦结构被扔进轨道。使用贝索斯几乎逐字重复的论点，O’Neill解释说，“扩展的技术文明”应该更喜欢人造太空栖息地，而不是其他行星表面。为什么，他问道，就在我们建造了火箭以将我们从地球的重力洞中升起并离开地球的重力洞时，我们还想放下另一个重力洞吗？
殖民化的经典科幻小说思想总是你离开，你会发现另一个行星表面，比如月球或火星. . . 他们离太阳的距离不对. . . 我现在喜欢使用的类比是，“我们在一个 4,000 英里深的洞的底部。我们有点像生活在洞底的动物。有一天，他爬到洞顶，然后他出来了，这里全是绿草、鲜花和阳光。他四处走动，一切都非常可爱，然后他找到了另一个洞，然后他爬到了那个洞的底部。” 如果我们开始认真对待殖民其他行星表面，我们确实在这样做。
在O’Neill的叙述中，到目前为止，我们一直在重力的重压下工作。重力一直在拖我们的后腿。但是我们现在可以通过进入太空来掌握重力。人造的高轨道环境将使没有重力成为我们的优势。O’Neill在《The High Frontier》中宣称“L5 地月拉格朗日平动点... 可能是一个比世界上大多数人现在所经历的更有吸引力的生活环境。”但是，他警告说，如果我们屈服于另一个外星重力洞，我们就会失去这种优势。任你选择：高轨道太空殖民地的原始田园伊甸园，“绿草如茵，鲜花盛开，阳光洒落”，或者生活在一个叫做地球的深洞的昏暗底部。
O’Neill方案中的讽刺意味及其表述强调了在“生态考虑”以及与O’Neill的演讲一起发表的布兰德批判性评论中大量记录的更大问题。很简单，在没有持续补给的情况下，设计实质上封闭的生态系统使拟议的太空殖民地甚至暂时可居住，所需的知识范围并不存在。现在也不行，半个世纪后。萨根和Margulis后来推测，“盖安控制机制的全面科学探索可能是通向太空中自给自足生活栖息地成功实施的最可靠的单一途径。”但在 1975 年，O’Neill采取了这种实施方式。
CoEvolution Quarterly自己的太空殖民地辩论范围很广。那里的许多评论员担心特定太空殖民地的特定人口构成会涉及令人烦恼的社会学问题。但这样的人口问题似乎并非不可克服。考虑到工程解决方案首先能够建造高轨道太空殖民地，他们面临的更具挑战性的问题恰恰是在那里发起和建立盖亚生态系统，然后由他们的全部生活居民在一个设计好的环境中共享和维护生态系统。在这个分数上最博学的评论员，包括 “空间殖民地的生态考虑 “的一些贡献者，几乎一致得出结论：目前的研究和技术状况不足以解决空间殖民地将面临的生命支持问题。
Paul 和 Anne Ehrlich 就此发表了声明。Ehrlich创作《The Population Bomb》而闻名，这是 1968 年备受争议的流行文本，警告人口过剩的地球即将面临资源枯竭。那些吹捧太空殖民地计划的人当然是在谈论它在吸走过剩人口方面的效用，甚至是在它摧毁了大部分自身以及地球的生存能力之后，为剩余的人类提供最后的避难所。Ehrlich承认了这些论点：“O’Neill和他的同事提出的殖民太空前景具有广泛的吸引力，特别是对年轻人来说，他们认为这为人类打开了一个新的地平线。这项事业可能带来的好处很多，不能掉以轻心。” 尽管如此，他们并不相信：
在生物学方面，事情并不那么乐观。大气成分的问题可能比O’Neill和想象的更令人烦恼，而在太空舱内维持复杂的人工生态系统的问题还远未解决。必须建立氮循环所必需的微生物和涉及腐烂食物链的各种生物，以及一些植物繁盛所必需的各种其他微生物。. . . 无论引入何种类型的系统，几乎可以肯定其稳定性存在严重问题 — — 即使已尽一切努力包含许多共同进化的元素。我们根本不知道如何创建一个大型稳定的人工生态系统。
另一位持怀疑态度的评论员是杰出的设计生态学家约翰·托德（John Todd），他已经在自 1950 年代以来占据生态系统生态学的研究问题上拥有相当多的实践和实验经验 — — 对能量流动开放但实质上封闭的人工环境的组成、构建和测试，创建太阳能自然生态系统的人造复制品。他冗长的批评显示了适当的认识论谦逊：
在与设计的生态系统密切生活十年后，我开始知道自然是数十亿年进化的结果，我们对整个系统的理解是原始的。除了生态学家最奇特的数学公式之外，还有一些敏感的、未知的和不可预测的生态调节机制。当我读到从零开始创造生活空间的计划时，人类的生命将依赖于他们呼吸的空气、对病原体的外在保护以及废物和饮食文化的生物净化，我开始想象出一种源于工程世界观的泰坦尼克号般的愚蠢。
我们很可能会建造并发射一个巨大的太空殖民地，但不久就会看到它因内部生态的失败而陷入海难，它向一个无法生存的状态转移。这种情况实际上发生在 1992 年，当时是迄今为止在封闭生态栖息地进行的最重要和最大规模的实验，即生物圈 2。十七个月后，其封闭大气中的氧气含量急剧下降，栖息地对其人类居民来说变得不可行，必须打开封闭环境以供其船员生存。
西方人的思维方式倾向于否定自己在超越人类理解和控制的各种生物和非生物环境中的共同进化嵌入性。一个肮脏的小秘密是，如果我们真的试图建立和填充目前这一代的太空栖息地，我们将在生态方面陷入困境。这并不是说，如果一个太空殖民地能够解决如何带着盖亚一起生活，它就不可能是可行的。也就是说，如果它的人类成员能够协调一个完全集成的盖亚系统联盟，建立在良性的微生物基础上，并在环境上与必要的元素地球化学循环交错，也许它可以发展自己的长期生态系统。但首先，让我们在生物圈3号中进行尝试。
作者：布鲁斯·克拉克（Bruce Clarke）是德克萨斯理工大学英语系 Paul Whitfield Horn 文学与科学特聘教授，也是 2019 年 Blumberg/NASA 国会图书馆天体生物学主席。他的研究重点是系统理论、叙事理论和生态学。克拉克共同编辑了由福特汉姆大学出版社出版的《Meaning Systems》系列丛书。
