核冬天理论和防止科技文明成果的滥用

关于滥用科学技术成果于军事目的的事例是不胜枚举的。除了核武器的制造和使用之外，利用科学技术制造和使用非人道的化学武器、细菌武器、生物武器的情况也时有发生。例如，第一次世界大战期间，交战双方曾使用了 12.5 万吨的化学毒剂，仅仅是这些化学毒剂，就招致了 10 万人的死亡和

130 万人的伤残。又如，共同社于 1986 年 9 月 23 日报道了美国军方丢失试

验病毒的事件，披露了和制造生物武器有关的不祥信息：美国国防部在 20

世纪 80 年代前半期进行的生物技术研究计划共 60 多项，其中的 50 多项计划

安排在陆军的研究部门实施。美国国防部在 1986 年 5 月发表的文件中承认了一个令马里兰州陆军研究所大为惊慌的事实，即存放在该所冰箱里的数升试验病毒于 1981 年 9 月发现丢失。专家们认为，这些数量的病毒若用来制造生物武器，将足以使全世界的人都被感染。

现代科技文明成果被滥用于军事目的，其主要责任应由西方发达国家来承担。自从美国在日本投掷原子弹以后，世界便开始笼罩着核恐怖和核战争

的乌云。如果世界真的爆发一场核战争，那么人类将遇到的是一场什么样的灾难？人们也许会将原子弹爆炸的情景作为衡量未来灾难的类比对象。

时间回到 1945 年 8 月 6 日。这一天，日本的广岛天空晴朗，人们看到美国探测气象的飞机飞走了，听到空袭警报解除了，便习以为常地走上街道。学校照常上课，中小学生们在操场上做着健身操。此时，传来美国 B-29 轰炸机马达的轰响。人们看到一件怪物，不知是什么。这正是从 1 万米的高空投下的系着降落伞的 2 万吨 TNT 当量级原子弹。大部分人都没有躲进防空洞。随着原子弹爆炸的一道白光和一声巨响，四周的一切开始燃烧。原子弹爆炸的 300000℃高温使一切融化，使局部温度骤升、空气上腾，滚滚而来的冷空气引发了狂风暴雨。此后，大地死一样地寂静，到处是死亡。只有深藏在防空洞里的人幸免于难，由于爆炸和放射性污染致死的人不计其数。8 月 9 日，第二颗原子弹在长崎爆炸，惨状依然。日本因原子弹爆炸而死伤 24 万人。

和未来的核战争相比，第二次世界大战时所用的原子弹为人类带来的灾难就是小巫见大巫了。由于美国和前苏联两国拥有的核武器库，足以多次地毁灭世界，若两国开战，动用核武器，那将没有赢家，只有同归于尽；又由于慑于核战争的巨大杀伤力和摧毁力，美国和前苏联两家谁也不敢轻举妄动，以避免以核武器对抗，因此核战争不可能轻易爆发，而且至今也没有发生。可见，可以作出估计的核战争的严重后果，对抑制核战争的爆发，是具有不可低估的作用的。

迄今为止，历史上人类最深重的人为灾难是第二次世界大战造成的。据统计，这次战争波及 61 个国家和地区；卷入战争的人口约 20 亿，占当时世

界人口总数的 4/5，其中参战军队为 1.1 亿人；军费总开支为 1.35 万亿美元，

约为参战国国民收入总和的 2/3；死亡人数 5600 万人；造成的经济损失是 4 万亿美元。由于核战争并未爆发，它如何去和第二次大战作后果方面的对比呢？显然，这种对比，是通过核战争后果的估计来进行的，并进而得出第二次世界大战后果和未来核战争后果相比是小巫见大巫的结论。在这一方面，对人们影响较为深远的，可以说是一种被称为核冬天的理论。下面我们将根据蔡拓等所著《当代全球问题》中的有关数据和资料，对这一理论进行详细考察。

第二次世界大战使用原子弹这种核武器以后，科学家们开始了对核武器杀伤力和破坏力的研究。广岛和长崎被炸所造成的严重灾难为他们的研究提供了一些基本数据。

使用的核武器：2 万吨 TNT 当量级原子弹。

杀伤力：广岛死亡失踪人数 20 万，伤 16 万，其中 50％～60％死于冲击

波，20％～30％死于光辐射，15％～20％死于射线病；长崎死亡失踪人数 10.8

万，其中当场死亡失踪人数为 7.3 万，其后死亡失踪人数 3.5 万，伤 6 万。破坏力：广岛 12 平方公里地区被毁，市区 81％的建筑物被夷为平地；

长崎南北长 3.7 公里、东西宽 3 公里地区被毁，68.3％的建筑物被严重破坏。副作用：由辐射引发的、影响深远的疾病和后遗症。

如今，核大国早已具备制造百倍、千倍于二次大战使用的原子弹爆炸当量的核弹的能力和技术。1961 年，前苏联的大气层核爆炸试验，已达到 5800 万吨 TNT 当量级。如果仅以百万吨级的核弹和二战的原子弹比较，那么其杀伤力和破坏力，是投在广岛和长崎的原子弹所无法比拟的。

使用的核武器：100 万吨 TNT 当量级核弹。

杀伤力：爆炸气浪可将人抛到 10.5 公里之外，在 17.7 公里以外的地区仍可造成二度烧伤，由于患放射性疾病，更多的人将于爆炸后数周至数月内死亡。

破坏力：半径 5.6 公里范围内的砖房全部被摧毁，半径 9.7 公里以内的

绝大部分纺织物和纸张会着火燃烧，半径 21 公里范围内的房屋遭到一定程度的破坏，1 万平方公里的面积受到放射性污染。

副作用：社会组织被破坏，疾病与饥饿蔓延，受辐射的孕妇将生下畸形儿。

可以说，早期的有关核战争后果的研究较多地集中在核爆炸时产生的破坏性因素，如杀伤力、破坏力等。因此，20 世纪 50～60 年代的研究，具有描述性的特征，以冲击波、放射性核污染、热辐射、贯穿辐射、形成的大风等为描述对象。研究的主要结论是：核破坏只是局限在一定范围，并非世界的一切地方均会受到核危害，而且总有一些人会成为幸存者。

这种研究在 20 世纪 70 年代的进展，主要表现在新的研究结论的提出：除了在上述各个方面的破坏之外，大规模的核战争还将导致空气的急剧加热和氧化氮的大量产生，平流层的臭氧将由于氧化氮的催化作用而被破坏，从而导致对人类和动植物都极为不利的后果——照射地面的紫外线的过度增加。

对可能引起核战争的原因、核战争的过程和可能造成的后果的进一步研究，在 1979 年的第一次核战争会议之后出现。显然，这次会议起了推动和促

进作用，核冬天理论正是在这样的背景下于 20 世纪 80 年代诞生的。

一篇名为《核战后的大气层：昏暗的中午》的论文在 1982 年 4 月的发表，拉开了核冬天研究的序幕。这篇研究论文的作者是两位大气化学家——原联邦德国的保罗·克鲁兹和美国的约翰·伯克斯。他们首次运用定量研究的方法，研究了由于核弹爆炸产生大量烟云而引起的天空变暗的现象。通过研究，他们发现：核战之后产生的黑色烟云，厚达数公里；由于黑云遮日，地球将出现长达数月之久的黑暗与寒冷时期，即使是幸存者，白天看到的也是一片漆黑，如此长久的寒冷与黑暗，是任何人也无法熬过的。他们还发现：核战之后的原子冰冻将给生态环境带来灾难，因为一切河流和湖塘将凝结，一切动物和庄稼都会灭绝。

更为精确的研究成果是在计算机模型模拟的基础上完成的。由美国图科

、图恩（T）、阿克曼（A）、波拉克（P）和萨根（S）这五位科学家组成的 TTAPS 小组，对“核冬天”的现象进行了研究，建立了“核冬天”的理论框架。他们的研究围绕大气层和地球的辐射平衡进行。了解在正常情况和核战后的非常情况中这种辐射平衡的变化，是他们的研究重点。在正常情况下，大气层和地球之间存在着一种“温室效应”下的辐射平衡。如果发生了大规模的核战争，地球将被烟云和尘埃云覆盖，此时辐射平衡将被破坏，产生“抗温室效应”。他们模拟了各种核战争方案，根据不同方案，对核战争产生的烟云和尘埃云的光学厚度及其对地球辐射平衡的影响，进行了富有成效的研究。

该研究小组通过研究发现：

阳光的变化：核战后，阳光将大为减少，这种情况可能持续几周，甚至持续几个月。如果全球上空有像云那样均匀分布的 1 亿吨烟尘，则到达地面的阳光强度将减少 95％。
气温的变化：核战争爆发以后，地面平均气温将急剧下降到-20℃以下。气温恢复正常所需要的时间是很长的。
核效应传递：按所设计模拟的“基线方案”（5000 百万吨 TNT 当量级）爆发的核战争如果在北半球进行，南半球的气候将出现严重异常，因为北半球上空的烟云和尘埃云将很快传递到南半球。

1983 年 10 月，TTAPS 研究小组在华盛顿参加了关于核战争后的世界问题讨论会，以《核冬天：连锁核爆炸的全球后果》为题报告了他们的研究结果。在会上介绍研究结果的还有其他研究小组，其中包括美国科罗拉多州博尔德市国立大气中心研究小组（由科维斯勒德和汤普孙组成）、前苏联科学院计算中心研究小组（由亚历山德罗夫等人组成）。这些研究小组的研究结果支持了 TTAPS 小组的推测。前苏联的研究小组进行了复杂三维全球环流模型的计算，得到的结论是：北半球大陆如爆发核战争，它的大部分地区的温度将下降到冰点以下，局部结冰的现象也将在二三天内出现；而核效应的南北传递也将使核冬天笼罩全球，地球上的任何地方都不能幸免。

“核冬天”假说就是在这次会议上正式提出的。这种假说的基本内容是：如果爆发一场大规模的核战争，那么这场战争将带来如下后果：即异常的低温将可能在地球的广大地区出现，地球表面温度有可能下降到-20℃；同时出现的还有猛烈的风暴、持续不断地回落放射性微粒和长期遮蔽太阳的有毒浓雾；大量动植物将死亡，人类将遭受惨重的灾难。

对核战争后果的研究，大多围绕人类自身已经或可能受到的危害来进行。这是一种以人为中心的研究。其中的一种类型是研究核战争对人类造成的直接后果。据科学家们预测，在一场核战争中，若全世界的核武器库中有1/3 的核武器被动用，那么 1/3 的世界人口将被迅速消灭。“核冬天”理论方面的研究，属于另一种类型，侧重在研究大规模核战争以后幸存者的命运。它告诉我们，幸存的 2/3 人口，即使没有被直接杀伤，也难以逃脱核冬天的追杀。用中国通俗的语言来传递“核冬天”理论带给我们的信息，便是“逃离虎口，又入狼窝”。当核冬天效应产生时，为什么人类依然在劫难逃呢？

科学家们是从两方面来回答这个问题的。一方面是核冬天效应对人类所具有的危害，另一方面是这种效应对人类赖以生存的生态系统的破坏。

对人类的危害，主要有早期和长期两种：早期危害的具体表现是：

气温：由于气温异常寒冷，许多人，尤其是老弱病残者，将饱受气候剧变的折磨而逐渐死亡。
供水：由于地面水结冰，供水很成问题。在主要核打击地区（如欧美或原苏联）情况尤其严重，因为供水系统被毁，用电力从水库和地下水中抽水已不可能；被放射性微粒或化学物质污染的地面水，如井水、泉水、河水和湖水等已不能饮用；积雨和雪也含有大量的放射性尘埃和有毒化学物质，自然也被排除在可饮用水之外。
食物：由于城市被毁，交通运输大部分中断，食物将异常短缺。城镇虽有食品储存，也只能维持 2～4 个星期；发达国家虽有较多的粮食储备，但因管理、加工、分配等方面的问题难以解决，食物供应仍将面临不足；依靠粮食进口和援助的发展中国家，将遭受严重的饥荒，一方面因为粮食的进口和援助已不可能再继续，另一方面因为它们现有的农作物和粮食储备已不复存在。

长期危害是由健康问题造成的。核战之后，将出现全球性的严重的健康问题。由于它的长期存在，因疾病而死亡的人数很可能超过直接死亡的人数。这种后果是由三个方面的原因共同导致的：其一，已经被破坏而陷于瘫痪的医疗和公共保健系统，显然无法提供应急措施和医疗服务；其二，大量存在的放射性同位素所引起的世界性的污染；其三，恶化的生活条件、不良的营养、卫生设备的缺乏和严重的心理压抑等等，必然导致流行病的四处蔓延。

核冬天效应对生态系统造成的破坏，主要表现在下列几个方面：

净光合作用因寒冷而下降。由核冬天效应引起的寒冷，将使植物的净光合作用急剧下降，人和动物赖以生存的植物有可能完全停止生长。科学研究发现：气温从 20℃降到 5℃时，净光合作用便减少了 70％；平均气温的微小变化也将影响农作物的产量，当夏季的平均气温下降 1℃时，便出现小麦46％的减产。
净光合作用因昏暗而下降。由核冬天效应引起的昏暗，如同它所引起的寒冷一样，也导致了植物净光合作用的大幅度下降，甚至有可能完全中止植物的生长。科学家对草地的研究表明，植物的净光合作用和光强有直接关系，在阳光充足的日子里，中午的光强值最大。当这一光强值降到阳光充足时的 5％～6％时，草的净光合作用、草的生长、草的能量储存等均降为零。 3.有害紫外线因臭氧层破坏而大量增加。核冬天效应可以导致臭氧层的

破坏，使它由于变得稀薄而难以吸收有害的紫外线。由于生物细胞也能大量吸收有害紫外线，使自己的基因物质、脱氧核糖核酸和植物光合作用机制遭到破坏，因而对生命器官的危害甚大。科研成果表明：臭氧层减少 16％的厚度，便可以使有害紫外线增加，进而引起 45％～50％的脱氧核糖核酸的被破坏；有害紫外线还增加了植物变种的比率，减少了光合作用，引起植物小叶和发育的畸形，并使开花受到抑制等等。

低温和昏暗对植物本身的伤害。
低温和昏暗还将改变动物的生活习性，使动物难以找寻到食物，导致物候的混乱。当气温降到

0℃以下时，大量动物也将被冻死。

无论核战争带来的是直接死亡还是滞后死亡，都是人类社会和人类现代文明所无法承受的。尤为可怖的是，事关全人类存亡和命运的核战争的按钮，竟控制在极少数的政治家的手里。这一方面意味着核战争所具有的不同于一般战争的快速性和短暂性特点，另一方面也意味着核战争的爆发具有更大的不稳定性和偶然性。

西方现代科技文明成果的滥用，绝不仅仅局限在核武器和其他武器的研制和使用上，也绝不仅仅局限在军事和战争领域。在科技领域本身，在经济、社会、教育、环境和其他领域，可以说都存在着不同程度的滥用现代科技文明成果的现象。

产生滥用现象的原因是多种多样、极其复杂的，因此必须具体分析，不能一概而论。首先，科学技术的两重性，是出现滥用现象的客观原因。其两重性主要表现在两个方面：它既可以为良好的目的服务，又可以为不良企图所用；它本身既有积极的一面，又有消极的副作用。没有科学技术的两重性这一前提，那么科学技术的利用只能要么是完全积极的，要么纯粹是消极的。其次，利用科学技术文明成果来达到某种目的，是和使用者，和特定的经济、科技、社会、政治、文化、制度等方面的具体情况紧密联系的。因此，不能把科技文明成果的滥用简单化地或张冠李戴地认为纯粹是科学技术本身的过

失。例如，利用科学技术成果谋取少数人或少数阶级的暴利，扩军备战，制造和使用核武器、化学武器、细菌武器等等，有复杂的政治、社会和制度方面的原因，把诸如此类的滥用，归罪于科学技术本身，显然是片面的、不公平的。反过来说，如果认为科学技术是十全十美的，环境污染、生态危机、能源短缺、资源枯竭、人口增长、失业率上升等等不是现代科技文明发展产生的副作用和新问题，也是不切实际的、极端的看法。正因为我们处身在此类副作用和新问题的包围之中并日益受到威胁，所以我们不能对现代科技文明的副作用熟视无睹。我们应当敢于正视这样一些事实：自动化技术极大地提高了劳动生产率，却带来了失业率的上升；煤、石油、天燃气为经济发展和社会生活提供了不可或缺的能源和动力，却污染了我们赖以生存的环境；化肥和杀虫剂增加了农业的产量，却带来了严重的危害；万能的计算机虽然延伸了人类的脑力，却也可以用来从事犯罪活动甚至发动电子战争；电冰箱、空调为人们的生活带来极大的便利，但它们同时也排放大量的气体，使保护人类的臭氧层遭到破坏；微电子学、遗传学、空间技术、海洋技术和新材料技术，为人类展现了诱人的前景，也带来了一系列令人困惑的新问题。现代科技文明发展史告诉我们，科学技术一方面推动了经济和社会的发展，取得了无与伦比的成就，但另一方面却总是使人类社会与它所造成的副作用和带来的新问题形影相随。

我们不应当忘记的另一个问题，是有意识的、自觉的滥用和无意识的、非自觉的滥用的区别。明知不可为而为之，是有意的、自觉的滥用，利用现代科技文明成果来实施核威慑、核恐怖，扩军备战，准备打核战争，挥舞核大棒，为称霸世界的政治、军事目的服务，正是自觉地、有意地滥用现代科技文明成果的典型。对这种类型的滥用，我们不但要反对、防止，而且要斗争并设法制止，从某种意义上说，一些发展中国家为了保卫和平，反对核垄断，研制核武器，也是被迫起来防止和制止霸权主义者滥用现代科技文明成果的一种手段。如果说，有意地、自觉地滥用科学技术成果于不良目的的行为是不可饶恕的，那么由于无知和受到认识水平的局限而产生的滥用，则是情有可原的。为了提高农作物的产量而使用化肥和杀虫剂，为了发展经济、加速工业化的进程而造成的环境的恶化等等，大多属于非自觉的滥用的行为。没有意识到生态破坏和环境污染的危害性、严重性，囿于当时的科学认识水平等等，都可能造成无意识的、非自觉的滥用。随着科学技术的不断发展、人们的认识水平的不断提高和科技新问题及其副作用的逐步解决，非自觉地对科技文明成果的滥用，也将走向由生成到被克服，由再生成到被再克服的良性循环过程。