为了在地球上幸存下来，人类要求一个稳定的、持续存在 的、相宜的环境。但是，无容辩驳的事实是，我们现在依靠地 球生活的方式却正在使它薄薄的、生命所赖以存在的表面以及 我们自己一起走向毁灭。为了了解这个灾难，我们需要开始对 环境的本质予以密切的观察。我们中间的大多数人都发现这是 一件做起来很困难的事，因为在我们和环境的关系中存在一种 不太明确的因素。在生物学上，人类是环境体系中的一部分， 即其整体的附属部分。但是，人类社会又是被设计好来开发这 个作为一个整体的环境去生产财富的。我们在地球上所扮演的 这个矛盾的角色——既是参与者又是开发者，便歪曲了我们对 环境的概念。
在原始人中，个人被看做自然的依附部分，是在一个由自 然规律所控制的残酷无情的世界里的一根脆弱的芦苇，如果他 想幸存下来，他就必须遵循这些规律。为这种需要所迫使，原 始人能够获得一种了不起的对他们的环境的认识。非洲的布什 人居住在地球上最贫瘠的地区，食物和水都极匮乏，气候也是 很严酷的。但是这些人仍然幸存着，因为他们有着对这种环境 的一种难以置信的精湛的了解。例如，一个布什人，当他在干 旱季节里需要水的时候，可以在经过了好几个月和好多英里的 旅行之后，又返回来在他以前曾经倘佯过的地方找到一个地下 的块茎。
我们，把自己称做开化了的人们，似乎已经从这种对环境 的依赖中解脱了。一个布什人必须从一块搜寻到的块茎中挤出 水来，而我们只要拧开水龙头就能得到它。我们不是在没有人 迹的旷野里，而是在有着坐标方位的街道上；我们不是从太阳 那里得到所需的热，也不是在阳光太强烈时要躲避它，我们是 靠人工的机器来使我们暖和或者凉快。这一切都使我们相信， 我们已创造了我们自己的环境，而不再依靠自然所提供的那个 环境了。在现代社会和工业技术急于追求利润的过程中，我们 被诱入了一种致命的错觉：通过我们的各种机器，我们至少已 经从对自然环境的依赖中摆脱出来了。
一个体验这种错觉的好地方是在喷气式飞机上。安全地坐 在塑料坐垫上，被有翅膀的铝制机身载着，以惊人的速度飞驶 在地球以上多少英里以外，穿过稀薄的但足以使血液沸腾的空 气，其速度似乎能让太阳静止不动，这些都很容易使人相信我 们已经征服了自然，并且不再受旧时代的空气、水和土壤的束 缚了。
然而，错觉是很容易破灭的，因为飞机自身和它所载运的 人一样，是地球环境中的一个产物。它的引擎燃烧的是由地球 的绿色植物所产生的燃料和氧。再往回追寻几步，又可发现， 这个飞机的每一部分都同样依赖于环境。钢来自以煤、水和氧 为原料的冶炼厂，所有这些都是大自然的产物。铝是从矿砂中 以电这种最初靠燃料和氧的燃烧，或由水的落差产生出的东西 提炼出来的。从飞机内的每一磅塑料中，我们必定能推算出生 产它时为产生动力所需煤的大概数量。在每一道生产程序中， 都要使用一定加仑的纯净水。没有地球循环的每一个组成部分 ——氧、水和燃料，飞机和人一样都是不能生存的。
环境组装了一个庞大的、极其复杂的活的机器，它在地球 表面上形成了一个薄薄的具有生命力的层面，人的每一个活动 都依存于这部机器的完整和与其相适应的功能。没有绿色植物 的光合作用，就没有氧提供给我们的引擎、冶炼厂和熔炉，更 不必说维持人和动物的生命了。没有生活在这个机器中的植 物、动物和微生物的活动，在我们的湖泊和河流中就不会有纯 净的水。没有在土壤中进行了千万年的生物过程，我们就不会 有粮食、油，也不会有煤。这部机器是我们生物学上的资本， 是我们全部生产需求的最基本的设备。如果我们毁灭了它，我 们的最先进的技术就会变得无用，任何依赖于它的经济和政治 体系也将崩溃。环境危机就是这日益接近的灾难的信号。
地球的生态系统是这颗行星表面结构的几亿年的演变结 果。地球大约已有50亿年的历史了。它是如何由太阳系的一 大堆宇宙粉尘形成的，至今还不清楚。但是我们知道，地球最 初是一个没有生命的岩块，是由大量的水蒸气、氢气、氨以及 甲烷所组成的大气层所包围着的。
这种从最简单的开始，产生了最复杂的地球外壳，包括地 球上生物赖以栖息的各种地方的基本事实，现在是尽人皆知 的。一个根本问题是关于生命的起源。各种生物几乎都是由 氢、氧、氮和碳这四种包括在地球大气层中的元素所组成的。 不过在生物体中，这些元素是大量以分子的形式存在的，它们 构成了有机化合物这一类别。有机化合物的基本特征是碳原子 的连贯排列，它们可以是直链、支链或环状的。组成这种结构 的另外一些主要的原子——氢、氧及氮（和出现频率较少的另 一些元素，如硫、磷和各种金属元素），则由于这种一定比例 和特殊的排列，形成了每种有机物质的特性。它们所造成的多 样性和复杂性是惊人的。
怎样的过程，才能将这几种存在于地球早期大气圈中的简 单分子，转变为我们现存生物体中发现的、极其复杂的，并且 是高度精选了的有机化合物的集合体？在很长的一段时期里， 人们都认为，这一过程是由生命体独特的功能完成的。这就意 味着，生命，从它极强的化学能力来看，是由某种方式在地球 上自然产生的，或者是通过太空，由某些其他来源而在地球上 发生的。根据这些观点，生命的起源一定是先于有机化学物质 在地球上出现的。
我们现在知道，事实正好相反，有机化合物是通过非生物 的地质化学的过程，从地球最早的大气圈中的简单的构成要素 衍生而来的——是它们自身在后来导致了生命的产生。这种有 机化合物的地质化学起源，已经在实验室里被模拟出来了，将 水、氨和甲烷的混合物置于紫外线下，只要有一个电火花，或 是只是使其受热，就会产生可以测量出来的如氨基酸之类的有 机物，它们联结在一起，就变成了蛋白质。在原始的地球表面 上，来自太阳辐射的紫外线是应有尽有的。现在已有足够的理 由去相信，正是在这种影响下，地球早期大气圈中的简单化合 物逐渐地衍变为有机化合物的混合物。这样，用这个理论的创 始者A·I·奥巴林教授所喜欢用的一种想象来解释，就是在地球 表面出现了一层“有机浓雾”。
正是在这种浓雾中，在两亿到三亿年前，第一批生物发展 起来了。它们是怎样发生的，确实是个很微妙而且难以解释的 问题。不过，幸运的是，我们已经足以懂得，各种生命最初形 式的各种特性都证实了它们对环境的依赖和影响。
现在似乎是很明确了：最早的各种形式的生命都是由古代 地球的有机浓雾所培育出来的。所有的生物体都要以有机物质 为食品，这种有机物质是它们活动存在和它们自身的能量来 源。在早期的地球大气层中是乏氧的，因此，最初的生物就必 须在无氧化的情况下从有机食物中来获得能量。这种类型的新 陈代谢——发酵过程，是最原始的在生物体中的能量产生过 程，它们产生的结果总是二氧化碳。
最初的各种生物——几亿年前的缓慢的地球化学变化过程 中的产物，其本身反过来又成为地球化学变化的强大的动力。 从一开始，它们就迅速地用尽了原先富集起来的地质化学演变 的有机产品，因为这是它们的食物。后来，最初的光合作用器 官又把二氧化碳变为有机物质。然后，绿色植物迅速增长，在 早期地球的热带温度下，堆积成巨大的有机碳块，它们在一定 时候又变成了煤、天然气和石油。由于光合作用分解含氧的水 分子，空气在它的大气圈中获得了游离的氧。某些氧被转变成 臭氧，这是一个贪婪的紫外线的吸收者。这样，地球的表面第 一次可以抵御紫外线的辐射，这种辐射严峻地威胁着生命。这 个结果能使生命从它原来的水下生境的保护之中解脱出来。由 于现在有游离的氧可以用了，更有效的生命的新陈代谢的形式 便成为可能，各种植物和动物的巨大的变革开始在这个行星上 普遍发生了。同时，陆地植物和微生物也协同把地球上的岩石 变成土壤，并在土壤中发展出一个极其复杂的相互依存的生物 系统来。一个同样的系统控制着土壤和地上水以及空气的组 成，并最终使气候规律起来。
这里有一个很重要的教训。地球上的各种生命系统在它最 初出现的形式中都有一个固有的致命的错误：它所需要的能量 是从消耗一种不能再生的资源，即有机物质的地质化学贮藏物 中得来的。这个错误已经不能矫正了，生命自我孕育的增长一 直在消耗着地球原有的“有机浓雾”。生命一直在毁灭着它自己 得以幸存的条件。生存——一种那样密切地联系着生命的性能 ——成为可能，是因为有了这样一个适时的进化和发展，即最初 可进行光合作用的有机体的出现。这些新的有机体使用阳光把 二氧化碳和无机物质变成新的有机物。这个具有决定性意义的 事件把最初的生命形式的废物二氧化碳，还原成它的食物—— 有机化合物。它构成一个环形过程，把原来的最终要毁灭的直 线过程转变成一个循环的、永恒的过程。从那时始，地球上生命 的永存便与一个基本上是永恒的能源——太阳联系在一起了。
就在这个最原始的形式中，我们看见了一幅巨大的图 像——后来成为极为重要的生命构成的基础：一个生命过程与 另一个生命过程之间的相互依赖；地球上的生命系统和环境的 非生命成分的相互内在联系的发展；由太阳的能量所推动的、 在一个巨大的圈子里生命的各种物质不断重复地转换。
这个不断演变的历史的结果，可以概括在一系列关于生命 的本质和它与环境之间关系的命题中：
各种生命，总的来说，是从地球的非生物外壳中出现的。生命是一个非常有力的化学形式，它一旦出现在地球上，就迅速地改变了地球的面貌。每一种生 物都是紧紧地依附于它的物理和化学的环境，结果在这种环境已经变更的时候，新的适合于新的环境的生命形式就可以出现了。生命产生着生命，结果一旦新的形式出现在它所适宜的环境中，它们就能够增生和 传播，直到它们占据了在物质范围以内的每一个适宜它生存的环境生态位置。每一种生物都是靠很多其他的生物而生存的，不论是间接地通过环境中的各种化学和物理部分，或是直接成为食物或庇护所。在地球 上的每一种生物中间，确切地说，在它每个单独的细胞里，都包括有另一个组织结构，按照它自身的规模，就像环境系统一样复杂。这个组织是由非常多的和错综复杂的各种分子所组成的，这些分子通过化学 反应而精巧地相互连结在一起，整个有机体的生命性能都依赖于它。
在科学界里，我们中间很少有人准备好去处理这种程度的 复杂性。我们在现代科学的薰陶下，所思考的是极其简单 的——一个分子怎样脱离了另一个，或者是分子A怎样与分 子B发生反应。面对着复杂到像环境及其广大的活的居民群 体一样复杂的形势，我们就有可能程度不一地，企图在思想上 把它简化成一组个别存在的、单一的事物，希望它们的总和并 多少都能说明整体的形象。环境危机的存在警告我们，这种希 望是渺茫的。可是，在某一时期里，生物学家一直是在研究单 一的动物和植物，生物化学家也是在试管里研究单一的分子， 从而积累了广泛的、详尽的现代生物学的文献资料。不过，这 些零散而孤立的资料连解释一个湖泊的生态都提供不了，譬如 说关于这个湖容易受损害的性质。
我把这一认识当成我本人努力的开端。接下来，就是要用 一种可能帮助我们去懂得现今危机的方式来描述环境系统。这 一认识是想用来作为一些把描述停留在笨拙的理性基础上的备 忘录的。我们已经那样久地忽略了了解自然复杂过程的任务， 如那些在环境中的自然的复杂过程，结果使我们的方法也仍然 是粗糙和不肯定的。
要想一想关于环境问题的众多的思考方式。首先，存在着 环境空间的复杂性：我们怎样才能把一个热带丛林处处洋溢着 生命气息的、千变万化的环境，与一个似乎是死亡的、毫无变 化的沙漠的存在，作为一个稳定的、持续不断的实体，包括在 一个统一的概念之中？再者，在环境中有众多的生物，那么， 用怎样共同的特点才可以解释一只老鼠、一只秃鹰、一只鳟 鱼、一只蚯蚓、一只蚂蚁、人类大肠中的杆菌或者那些使伊利 湖水变成绿色的藻类在环境上的行为？还有，那些不仅在每种 生物内部都存在，而且使它与其他生物和环境取得协调的生化 过程是多样的。那么，我们怎样才能在一种单一的观念以内来 掌握光合作用、有机物质的发酵降解需氧化，或一种有机体对 另外处于寄生状态的有机体的复杂的化学依赖性？
每一种独特的环境系统的观点，都仅仅是复杂整体的一个 狭小的片断。当每种看法都可以说明整体中的某些特点的时 候，它所产生的画面在一定程度上就必然是错误的。因为当我 们在看到一种关系时，难免会忽视了其他的关系；而在现实世 界中，在环境中的每个事物都是相互联系着的。
可以通过探索组成环境系统的各种化学元素的运动，来得 到一个贯穿于整个环境的有趣的片断。最好是拿氮元素做例子 ——它既是生物的又是非生物的重要组成部分。构成生物体的 四种化学元素：碳、氢、氧和氮——都在生物圈中巨大的相互 交织在一起的范围里活动着。现在它们是空气的组成部分，或 是生命有机体的组成要素，是水中一些废物的一部分，而在一 个时期后，大概会形成矿层或者化学遗迹。
在生命的四大元素中，氮之所以特别重要，是因为它是生 活质量的一种异常敏感的指示剂。人类贫困的第一个标志是含 氮食物的摄入量的减少。它的必然结果是健康的恶化，因为人 体充满活力的结构有那么多的成分都是由含氮的分子组成的： 蛋白质、核酸、酶、维生素和荷尔蒙。所以，氮在人类需求上 是倍加重要的，而且，正如我们就要看到的那样，控制着氮的 活动的全部过程，都是在一种特别微妙的平衡中进行的。
在生态圈中，氮存在于几种相对是少数的基本化学形式 中。氮的一个重要化学特点是，与氧结合在一起的含氮的分子 是很少的。地球上80%的氮是在空气中不起化学反应的氮气。 剩下的20%，很多是土壤腐植质的一部分，这是一种非常复 杂的有机物质。另一个重要的部分包含在生物体内——几乎全 部是以有机化合物出现的。
用这些事实做指南，我们来看看自然环境中氮循环的某些 特性。最好从土壤开始，因为它是当然的，几乎所有的食物和 很多工业原料的基本来源。土壤是一个广阔复杂的生态系统， 是多种微生物、动物和植物之间取得错综复杂的平衡的结果， 它是在一个长时间建立起来的物质基础上活动的。
氮可以通过氮的固定进入土壤，这是一个由各种微生物和 藻类所完成的过程，它们中的某些是自由生存在土壤中的，另 一些则是与像苜蓿一样豆科植物的根，或是某些热带植物的叶 子联系在一起。氮还可以通过腐烂的植物体和动物的粪便进入 土壤。大部分氮最后都逐渐混合到土壤的腐植质中。腐植质通 过土壤微生物的活动慢慢释放出氮，土壤微生物最后把它转变 成硝酸盐。反过来，硝酸盐又被植物的根部吸收，造出蛋白质 和作物的其他有生命的部分。在自然界里，植物变为动物的食 物，动物的粪便又返回到土壤之中，这个循环便完成了。
在这个过程中最缓慢的一步是硝酸盐从腐植质中的释放。 结果，硝酸盐在土壤水分中的自然浓度是很低的，所以根部需 要把它拉入到植物中来。正因为如此，根部必须花费能量，而 能量是通过根部的氧化过程释放出来的。所需的氧必须从空气 到达根部，这只有在土壤充分疏松多孔的情况下才能有效地进 行。土壤的多孔松软程度依赖于它的腐植质含量，因为腐植质 是一个非常蓬松的组织。这样一来，土壤的多孔，因之它的氧 的含量，以及根部对硝酸盐吸收的效率，都是与土壤中腐植质 的含量密切相关的。植物的有效生长是把无机的硝酸盐转入到 有机物中（植物体中），当有机物在土壤中腐烂时便增加了腐 植质的含量，这样，就提高了土壤的多孔性，从而也有效地供 给着植物的生长。
现在最好是暂停下来，并考虑一下刚才所阐述的两种关系 的含义。一个是氮原子在整个土壤循环的全部运动，另一个是 植物的有效生长与土壤结构的内在联系。要注意，这两个方面 并不属于同一范围。一个阐述的是物质实体——氮原子的实际 运动，另一个则比较抽象，它涉及到一个过程对另一个过程的 一整套依赖性。这两个方面在一个非常重要的环节上，即腐植 质上，紧紧地联结在一起。在一个范围内，腐植质是植物生长 所需的土壤氮的仓库，在另一个范围里，它则是赋予有效利用 营养物质，包括从腐植质中释放出氮的能力的土壤物理状况的 原因。
腐植质在土壤中的作用的这种两重性质，扩大了对土壤各 种变化的影响。这样一来，如果土壤腐植质的含量下降，可用 于植物生长的营养物质也就减少了。由于在同一时间里，由根 部吸收硝酸盐的效率也下降，所以，腐植质对植物生长的影响 是自我加速的。或者从对立的角度看，足够的土壤腐植质不仅 是营养氮良好供应的保证，而且也是植物对它的成功利用。任 何联结着两个，或更多循环的一个环境媒介，像腐植质，都可 能在这个系统中作为一个整体起着强大的作用。这种联系增强 了这个体系的复杂性、它的网络的完善，从而有助于它的稳定 性。正因为如此，当这样一种联系减弱时，生态结构就可能走 向崩溃。
显然，为了真正认识像腐植质这样一种联系的重要意义， 我们必须同时从它的两方面作用来看待它。可惜，这样一种洞 察能力，还没有从把生物学家们孤立于单独的领域里的专门化 中培养出来，这种专门化所造就出的不是土壤结构专家，就是 植物营养专家。正如我们在稍后会看到的那样，仅考虑一时一 事的自然倾向，是我们不能认识环境，及无意中发现正在破坏 着它的一个重要原因。
在天然水中，除了缺乏在土壤中由腐植质所表现出来的有 机氮的大量贮存外，类似的氮循环是占优势的。在水生生态系 统中，氮是按如下密切相联的顺序循环运动的：鱼产生有机的 排泻物；在腐烂中，微生物从有机物中释放出氮，并使它和氧 结合起来形成硝酸盐，它们又由藻类转化成有机物形式，藻类 的有机物为小的水生动物提供营养，这些小的水生动物反过来 又被鱼吃掉。有机物质的腐烂和藻类生长之间程度上的平衡， 决定着水中硝酸盐的浓度。在自然界，由于在土壤中氮大量被 利用，所以几乎没有硝酸盐能从土壤来到水中。因此，在天然水 的表面上的硝酸盐含量很低，大约只有一百万分之一，而藻类的 数量也是相应低的，这种水是清澈的，没有大量的有机物残骸。
和土壤、水这样的生态领域相比，在地球周围，空气是范 围最大、最无变化的和最少直接受到生物活动的影响的。在自 然界，空气在它的组成部分上最为固定：约80%的氮气，几 乎20%的氧气，浓度很低的二氧化碳（约0.03%），还有浓度 非常低的几种稀有气体，如氦、氖和氩以及在数量上经常发生 变化的水蒸气。和地球上的任何东西一样，环绕全球的广阔无 边的空气的行为也是由循环控制的，不过这种循环在很大程度 上都是物理现象，而不是化学或者生物现象。
在短期内的空气循环，被我们简称为天气。天气的循环是 由地球不断受着它的沐浴之恩的太阳能所推动的。地球表面上 的任何吸收太阳能的物质，如土壤，都是从太阳能那儿得到温 暖的，除非这种能量引起状态上的变化。被冰——一种固体所 吸收的能，不使其温暖而是可以使它转化为液态——水。水所 吸收的能量既使其加热，又能使它转化为气态——水蒸气。如 果吸收能量的物质已经在状态上发生了变化，如海洋中的水， 被吸收的很大一部分太阳能就不会使其温度升高。因此在晴朗 的天气里，沙子是热的，而水仍然是凉的。在日落之前，热沙 上面的空气变暖和变轻，并向上升去；水上的冷空气在流动中 与其交换位置，这就形成了海岸上的凉爽的微风。
占地球表面2/3的海洋所吸收的大量太阳能都被用来把固 态的水转化为水蒸气，这是一个进行蒸发的过程。在空气中的 每一克水蒸气都包含着相应数量的太阳能（每克约536卡路 里）。在相反的过程——即水蒸气又浓缩为水——发生时，相 同数量的能量又被释放出来。因此，可以这样说，在加勒比海 的夏日里，从太阳那里吸收的能量和水蒸气一起，充满在空气 之中。当水蒸气从地球表面上升时，碰上同温层中的冷空气， 就开始凝结，并形成雨。在每一克形成雨的水蒸气中有536卡 路里的热量被释放出来。空气中的这种热量使空气上升，附近 的冷空气便袭入，代替了上升的热空气，——由此，便形成了 风，这也是加勒比海暴风的来源。
这些仅仅是天气的一小部分例子——是地球上各个地方发 生着的日常的空气变化。我们的目的是记住一个主要的东西， 即天气是迫使空气团活动的中介，这种空气团笼罩着一个特别 的地区，如一个城市，成为在空气中传播的物质——如污染物 清洗出去的一种方式。天气使空气清新。任何在空气中传播的 东西，只要碰上天气，最终都要被带到地面上来，进入水和土 壤运转的环境中来。
如果缺少空气的运动，那无论任何一种由当地的活动所引 入到空气中的东西，如烟，都会在空气中积聚起来。静止的空 气状态有一种使他们自己永久存在的本领。当空气是静止的， 它就含有向热空气的上层带和冷空气的下层带发展的趋向。这 就颠倒了一般状态，在这种状态下，低层的空气要比上层的空 气温暖，从而又被称为逆转（inversion）。由于冷空气比温暖的 空气密度大，垂直的循环便被这种逆转的状态所阻止了。一种 逆转状态可能会把一个城市上空的空气团阻塞在一个地方好些 天。当这种情况发生时，就如同1966年11月在纽约发生的情 况那样，污染物就可能聚集到一种非常危急的程度。
这些天气变化主要发生在大气层的比较低的部位——即地 球表面和约4万到5万英尺以上的部位。在这个部位以上是同 温层，在那儿几乎没有水分，没有云，也没有雨和雪。某些进 入空气的东西是那么轻，以至可以进入到同温层内，在这里它 们可以停留一个相当长的时间。由核爆炸所产生的某些放射性 残留物与这样一些小的微粒结合在一起，可以在同温层里停留 数月。
在一个比较长的时间里，空气组成的变化，还可以对地球 表面可接受到的太阳辐射的数量和种类发生强烈的作用。这些 作用是由于空中尘埃、水蒸气、云、二氧化碳以及臭氧的含量 所影响的。总的来说，水蒸气和云有一种防止辐射线透过的作 用，从太阳那儿来的直接达到地球的辐射被水滴分散了，因此 大部分太阳辐射无法到达地球。所以阴天可以降低地球的温 度。
二氧化碳有一种特殊的作用，这是因为除了光谱中的红外 线区外，它可被大部分的太阳辐射所穿透。从这方面来说，二 氧化碳很像玻璃，玻璃能够传导可见光，反射红外线。这就是 为什么玻璃在冬天的温室里是那么有用。可见光通过玻璃进 来，被温室里的土壤所吸收，然后转化成热，这些从土壤来的 热作为红外线能再辐射。而这种红外线能量，在接触到温室的 玻璃时，便反射回去，仍作为一种热聚集在温室之内。这就说 明了在有阳光的冬日里没有加任何热的温室会很暖和的道理。 和玻璃一样，覆盖在地球上的空气中的二氧化碳，就像一个巨 大的能量活塞一样活动着。可见的太阳光很容易透过它，在到 达地球时，这种能量绝大部分都转化为热，只有所产生的红外 线辐射由于二氧化碳的热反射而被阻挡在地球空气层以内。
这样，在空气中的二氧化碳浓度越高，被地球作为热量而 保留下来的太阳辐射就越大。这也说明了为什么在早期的地球 上，当二氧化碳的浓度很高时，地球上的平均温度接近热带温 度的原因。因此，当大量的植物把二氧化碳转化到植被中去、 这些植被逐渐变化成煤、石油和天然气时，地球也就变冷了。 而我们现在又在燃烧着这些化石原料，并把它重新转化为二氧 化碳，结果大气中的二氧化碳的浓度一直在上升，这可能在地 球的温度上产生什么样的影响，现在还在激烈的科学讨论之 中。
空气中的另一组成部分臭氧，它在控制地球表面所接受的 辐射线上起着一种特别的作用。臭氧是一个可起化学反应的物 质，其构型由三个氧原子组成三角形状。它是一个很好的紫外 线的吸收者。臭氧是由氧组成的，可是因为它与接近地球表面 的物质反应非常活泼，因此它只出现在同温层的上部。这样， 当地球的大气层从绿色植物的光合作用中吸收它的氧时，地球 也获得了高层的臭氧覆盖。在那以前，地球表面一直处在非常 强烈的紫外线照射之下，而正是这些紫外线才是把早期地球的 甲烷、水、以及氨气转化为有机浓雾的能源，在这种有机物质 的浓雾中，最早的生物才产生了。但是，紫外线辐射对生物细 胞中化学反应的脆弱的平衡是有害的，所以早期的生物很可能 只生存在一定深度的水下，这个深度能够保护它们免受射到地 球表面上的紫外线辐射。
只有在氧形成的时候，并且随着它而形成臭氧保护层，在 地球表面上的紫外线辐射才大大减少了，从而可以允许生物从 水的保护下解脱出来，并且开始生长在地球表面上。陆地生物 得以持续生存是有赖于同温层中的臭氧层的，这个臭氧层是一 个产生于生命自身的对生命的保护层。如果同温层中的臭氧减 少了，陆地上的生命就会受到太阳紫外线辐射的严重威胁。不 幸的是，人类的某些活动正加重了这样的威胁。超音速的运航 就是一个例子。
概括来讲，这些就是控制着地球的三个巨大系统——空 气、水和土壤的行为的环境循环。在每个系统中都生活着千百 万不同种群的生物，每个种群都适用于它的特殊环境生态位， 而且每一种群，在它整个生命的过程中，都影响着它的中介环 境的物理和化学性质。
每个生物种群也与很多其他的种群发生着联系。这些联系 的多样性使人眼花缭乱，它们的错综复杂的细则又使人感到奇 妙。一个动物，如一只鹿，可能是依靠植物得到食物的，而植 物又是从土壤细菌的活动那里获得营养的，反过来这些细菌又 是靠生活在土壤上的动物所排泻出来的有机粪便生存的。同 是，鹿又是山狮的食物；昆虫可能以植物的汁液为生，或者从 植物的花那里收集花粉为食；另外一些昆虫则吸吮动物的血 液，细菌可能靠动物和植物的内部组织生存；真菌腐蚀着死亡 的植物和动物的机体。所有这些，都是多次重复着，种群之间 彼此建立起复杂而严格的关系，从而组成了地球上的巨大的生 命之网。
研究这些关系以及联结每种生命物体与物理与化学环境的 过程的科学是生态学。它是有关地球家政的科学。也就是说， 因为环境是由生命物体在地球上为生命物体所创建的家。这是 一门年轻的科学，它所教的很多内容都是从地球上的整个生命 之网的小环节上所得到的。生态学还没有明确发展为一种结构 严密的、或者说是由物理学的规律检验过的简化了的概括原 则。不过，仍然有很多法则对我们现在所认识的生态圈已经是 很明显的了，它们可以组成一种通俗的“生态学法则”。这就 是下面所要论述的。
生态学的第一条法则：
每一种事物都与别的事物相关。
产生这个结论的某些论据已经讨论过了。它反映了生物圈 中精密内部联系网络的存在；在不同的生物组织中，在群落、 种群和个体、有机物以及它们的物理化学环境之间。
一个生态系统包括多重的内部相联的部分，它们相互影响 着，单就这一个事实就有着某些令人惊异的结果。我们描述这 种系统行为的能力由于控制论的发展而获得很大的帮助，这个 控制论的发展甚至比生态学还要更年轻。我们把这个基本概念 以及这个词本身，都归功于已故的诺伯特·维纳的创造性的思 想。
“控制论”（sybernetics）是从希腊词“舵手”的意思中产 生出来的，它涉及到掌握或控制一个系统的行动的各种过程的 循环。舵手是一个系统的一部分，这个系统还包括着罗盘、船 舵及船。如果船偏离了罗盘所指示的方向，这个变化就会在罗 盘针的活动上显示出来。当舵手观察到这种变化，并分析了情 况后，这个过程就决定了后来的结果：舵手转动船舵，船舵使 船拐回原来的航向。这时，罗盘针也就转回到原来的已定的航 向位置上，这个循环周期也就完成了。如果罗盘针只是稍稍偏 离了，而舵手把舵又转得太远，船的过分摆动也会在罗盘上显 示出来——它通过相反的活动来提醒舵手去纠正它的过火的行 动。这样，这个周期的运转就使船的行进过程处在稳定的状态 中。
按照一种非常相似的方式，稳定的控制论的各种关系也就 构成为一种生态上的循环。例如，研究一下淡水的生态循环： 鱼——有机排泻物——可致腐烂的细菌——无机物——藻类 ——鱼。假设由于一个异常的温暖的夏季天气，藻类得以迅速 生长。它消耗了无机营养物，结果这个循环中的两个部分—— 藻和无机营养都超出了平衡，而向相反的方向发展。这时，生 态循环的运转，就像船的运行一样，很快会将这种形势带回到 平衡的状态，因为过多的藻类使鱼更容易获得食物，这就又减 少了藻类的数量，而增加了鱼粪，最后则导致营养水平的不断 增长，这时鱼粪就腐烂了。这样一来，藻类和营养物的水平又 向它们原先平衡的位置上回转。
在这样的控制论系统里，整个过程并非是通过严格的控制 维持的，它是很灵活的。船在它的航线上运行并非总是稳定不 变的，不过它最终还是要在它摇摆于真实的航线的起伏不停的 运动中遵循总的方向。这些摇摆的频率是以其循环中的各个步 骤中的相对速度所决定的，如船在船舵转动时所做出的反应时 的速度。
生态系统也现出类似的循环，尽管这些循环受到多种多样 的天气和环境的各种媒介的日常或季节的影响，而常常是不太 明显的。这类生态学上的摆动的最为明显的例子是毛皮动物种 群大小的阶段式的变化。例如，在加拿大的动物捕猎史上，兔 子和山猫的种群是以几十年为一转折的。当兔子很多时，山猫 的繁殖也很快，山猫种群的增大越来越多地影响到兔子的种 群，使它减少下来；当兔子变得稀少时，也就没有足够的食物 维持大量的山猫了；当山猫开始死去时，兔子所受的威胁也就 较少些，于是数量开始增加。如此循环往复。这些变化成为简 单循环的组成部分，在这种循环中，山猫种群无疑是与兔子种 群有关，而兔子种群也反过来与山猫种群有关。
在这种摆动系统中总存在着一种危险，即整个系统在这种 摆动中的辐度超出于平衡点，以致这个系统不能再恢复它的正 常水准时，整个系统就将崩溃。例如，假定在兔子——山猫循 环周期的一部分摆动中，山猫设法吃掉了所有的兔子（或者就 只剩了一只了），这样，兔子的种群就不可能再繁殖了。在正 常的情况下，当兔子被吃掉时，山猫就要开始挨饿，但这一 次，山猫种群减少之后是再不会有兔子数量的增加了。结果， 山猫就要死去。整个兔子——山猫的体系也就崩溃了。
这与伴随着生态上的崩溃的那种被称为“富营养”的情况 是相同的。如果水中的养分变得高到足以刺激水藻的迅速生 长，稠密的水藻群体就会因为自身光合作用效力的限制，而不 能被长久地维持下来。随着水中水藻群厚度的增加，光合作用 所需要的、能够达到水藻群低部的光则急剧消失，结果，任何 茁壮的、过分生长的水藻都会很快死去，同时留下有机残骸。 这样，有机物质的含量就会变得那样大，以致它的降解完全消 耗了水中所含的氧。于是腐生细菌死去，因为它们必须有氧才 能生存。整个水生循环崩溃了。
控制系统的能动行为，例如它的天然摇摆的经常性，随着 外部变化而变化的速度，以及它的总的效率，都是依其各个步 骤的相对速度而变化的。在船的体系中，罗盘针是在一秒钟的 范围内摆动的，舵手则要花费几秒钟来做出反应，船则要在数 分钟的时间内才能做出相应的摆动。这些不同的反应时间相互 作用，产生了船总是要有以它的航线为中心的特有的摆动。
在水生生态系统中，生物上的每一个步骤也都有一个特有 的反应时间，它以存于其内的有机物的新陈代谢和再生速度为 依据。产生新一代的鱼的时间可能是几个月，产生新一代水藻 的时间则可能是一天的事，而引起腐烂的细菌的再生则可能只 在几小时内。这些有机物的新陈代谢的效率是1，水藻的比率 就大约是100，而细菌大约是1万。
如果整个循环系统要保持平衡，那总的周转率就必然由最 慢的一个步骤来控制，如鱼的生长和新陈代谢。任何外部的迫 使这个循环中的一部分运转得比总的效率还要快的影响，都会 产生麻烦。例如，鱼排泻废物的效率决定着细菌引起腐烂的效 率，而氧的消耗率又以腐烂率为准。在平衡状态中，由水藻提 供的和来自空气的充足的氧供给能产生腐生细菌。假定有机废 物进入这个周期循环的速度人为地增大了，例如有污水倒入水 中，这时所提供的腐生细菌就由于有机废物而大大高于正常水 平，于是，由于它们急速的新陈代谢，而能够在增加了的大量 有机物质上迅速地发生作用。结果，腐生细菌对氧的消耗率就 会超过藻类的氧产生率（从空气中进入的氧的速率），从而使 氧的水平减至零，这个系统也就崩溃了。所以，循环周期的各 个不同过程的效率是处在一种自然的平衡状态中的，这种平衡 状态只有在没有外部加在这个系统上的干扰时才能维持下来。 当这样一种影响来自循环以外时，它就不再由循环关系中的自 我调节所控制了，从而也就成为对整个系统的稳定性的一种威 胁。
各种生态系统在它们的快慢差率的特点上显然是不同的， 因此在自然改变了的环境或者趋向崩溃点的速度也是千差万别 的。例如，水生生态系统的转换要比土壤生态系统快得多。所 以，一英亩种群丰饶的海域，或者一英亩鱼池每年所产生的有 机物质要比一英亩苜蓿多7倍。土壤的循环转换之所以慢，是 因为它的转换步骤中有一步非常慢——即从土壤的有机物贮存 中释放营养物的那一步——这一步，比在水生生态系统相应的 那一步慢得多。
一个生态系统在它被驱向崩溃前所能承受的压力的量，也 是它的各种内在联系和它们反应的相应的速度的结果。生态系 统越复杂，它对其所承受的压力的抵抗就越有效。例如，在兔 子——山猫系统中，如果山猫有一种可以选择的食物来源，它 们就有可能在兔子的突然枯竭中幸存。从这个角度上说，建立 别的支路上的分支增加了一个生态系统对压力的承受能力。大 部分生态系统都是那么复杂，以致它们的循环都不是在简单的 圆圈内进行的，而是由许多分支交叉起来形成了一个网络，或 者是内部相互联系的结构。就如同一张网一样，网中的每个结 都是通过几股线与其他线结联在一起的，这种结构比无分支的 线圈，在抵抗瓦解的能力上要强得多。环境污染常常是一个讯 号，即一个生态系统的联系被切断了，或者是这个生态系统已 经被人为地简化了，并且因此而变得难以承受压力和抵御最终 的崩溃。
生态系统的各个反馈特性会引起极其重大的扩大和强化过 程。例如，在食物链中，小鱼吃虾米，大鱼又吃小鱼的这种事 实，不可避免地要在食物链的顶端的最大的有机体内产生一定 的各种环境因素的聚集。较小的有机体在新陈代谢率上总是比 较大的有机体显得高得多，这样，它们的那些与摄入机体中去 的被氧化了的食物的量也要更大一些。所以，一种在食物链顶 端中的动物是靠消费大量位于食物链中较低处的有机物体来生 存的。从而任何在食物链中较低级的有机物质中出现的新陈代 谢物质，都将浓集在顶端的有机物体之中。所以，如果滴滴涕 （这是一种不能很快被新陈代谢的物质）在土壤中的浓度是1 个单位，它在土壤中生活的蚯蚓体内就会达到10-40个单位， 而在吃蚯蚓的山鹬体内，滴滴涕的浓度就会达到200个单位的 程度。
这一切都是由于生态系统的一个简单的事实所引起的—— 每个事物都是与别的事物相联系的，这个体系是因其活动的自 我补偿的特性而赖以稳定的；这些相同的特性，如果超过了负 荷，就可能导致急剧的崩溃；生物网络的复杂性和它自身的周 转率决定着它所能承受的负荷大小以及时间的长短，否则就要 崩溃；生态网是一个扩大器，结果，在一个地方出现的小小混 乱就可能产生巨大的、波及很远的、延缓很久的影响。
生态学的第二个法则：一切事物都必然要有其去向。
当然，这仅仅是对一个物理学的基本法则——物质不灭定 律的有点通俗的重述。把它运用到生态学上，这个法则所强调 的则是，在自然界中是无所谓“废物”这种东西的。在每个自 然系统中，由一种有机物所排泻出来的被当做废物的那种东西 都会被另一种有机物当做食物而吸收。动物所排出的二氧化碳 是一种呼吸的废物，这正是绿色植物所需要的一种基本营养。 植物排出氧，氧则被动物所利用。动物的有机粪便滋养着可引 起腐烂的细菌。它们的废物，如硝酸盐、磷酸盐和二氧化碳这 样一些无机物，则成了藻类的营养物。
不断地探究“向何处去”的问题，可以得出很多关于一个 生态系统的令人惊讶的有价值的资料。例如，试想一种含水银 的家用物品的结局——一个只是最近才被人看到的影响环境的 客观事实。买来一节含水银的干电池，在电力被使用枯竭后， 就“被扔掉了”。但是，它实际上去了哪儿呢？首先，它被装 在一个放垃圾的容器里，这个垃圾袋被收集起来，并被送进了 焚化炉。在焚化炉里，水银被加热了，这就产生了水银蒸气， 它们从焚化炉的烟囱里喷出来，而水银的蒸气是有毒的。它们 被风带走，最后由雨和雪送到了地面。我们可以设想一下，当 它落入到山里的湖泊中时，水银凝缩并沉入湖底。在这儿，在 细菌的作用下，水银被转化成为甲基汞。它可以溶于水，并被 鱼吸收；但它不能进入新陈代谢，水银则积存于鱼的器官和肌 肉中。鱼被一个人捉来并食用，水银则在这个人的器官中积存 下来，它将在这里出现危害。如此继续下去。
这是一个非常有效的追踪一条生态途径的方法。这也是一 个消除先前的那种概念的很好的方法，那种概念认为某些东西 在被扔掉时，就毫无用处地走开了；实际上，它只是从一个地 方迁到另一个地方，从一种分子形式转化为另一种，它一直在 任何一种有机体的生命过程中活动着，在一段时间里，它就隐 藏在这种有机体之中。现今环境危机的主要原因之一就是，大 量的物质成为地球上的多余物，它们被转化成新形式，并且被 允许进入到尚未考虑到“一切事物都必然有其去向”的法则的 环境之中。结果，而且常常是，大量有害物质会在自然状况 下，在并不属于它所在的地方累积起来。
生态学的第三条法则：自然界所懂得的是最好的。
根据我的经验，这条原则会遇到激烈的反对，因为它与一 种根深蒂固的思想相矛盾。这个思想认为人类是无以伦比的。 现代技术的最普遍的特点之一，被认为是它可以按照预想去 “改造自然”——提供食品、衣服、住宅、各种通讯和交际的 手段，这些都是优越于那些人在自然中可利用的东西的。坦白 地说，生态学的第三个法则认为，任何在自然系统中主要是因 人为而引起的变化，对那个系统都有可能是有害的。这是一个 很极端的看法，然而我认为，如果从一个适当的特定的前后关 系的角度去理解，它是具有很多优势的。
我发现用一种类推的方法来解释这个原则是很有用的。假 定你要打开你的表壳，闭上你的眼，然后把一只铅笔插进那些 裸露的器件中间。几乎可以肯定地说，其结果是这只表被损坏 了，但结果也并非绝对如此。有着某种有限度的可能性，即这 只表出了差错，而铅笔的随意插入正巧使它得到了所需要的调 整。然而这种结果是太超出必然了。有待解决的问题是：为什 么？回答是不言而喻的：在手表下隐藏着一种现代技术人员称 作“探索和发展”（“research and development”）（或者是人们更 熟悉的说法：R＆D）的非常可观的力量。这意味着，在过了很 多年后，每个由其师傅教出来的、大量的手表工匠们已经试验 过了各种各样有关手表机械的安排细节，抛弃了那些不能与这 个系统的整个运动所共存的部分，而保留了那些比较好的特 性。结果，手表的机械，就如同它现存的状态，从各个可能组 成部分的安排中，从手表的机件的独特的构造中，显现出一种 非常有限的选择性。任何一种随意的在这个表中进行的变化部 可能陷入一种很大程度上的紊乱和具有破坏性的安排，而这些 都是在过去的手表制造者的经验中已被试验过了，并且是被抛 弃了的安排。可以这么说，作为一条手表制造者法则，“手表 工匠懂得的是最好的”。
在生物体系中有一个非常相近的，也是非常有意义的类推 法。用一种因子，如X射线来诱导生命物体产生在一定范围 内的、任意的、遗传性的变化是可能的，它会加大突变频率， 虽然极其罕见，在自然界里还是可以看做是可能性的变化，就 我们的目的而言，其意义在于普遍的观察，当突变频率通过X 射线或其他方式提高了时，几乎所有的突变对有机体都是有害 的，而且大多数损害都能在这种有机体完全形成之前把它杀 死。
换句话说，和表一样，一种被迫在它的组织里承受一种任 意的变化的活的有机物，几乎肯定是要受到损害，而不是得到 改善。在这两个例子中，解释是一致的——大量的R＆D。实 际上，在每一种生物出来之前都有着大约2－3亿年的R＆D。 在这期间，一大批新的个体生命产生了，在每一个情况下都足 以提出尝试某些随机的基因变化适应性的机会。如果这种变化 危害了有机体的生存能力，它就可能在这种变化传给其后代之 前，就杀死了这个有机体。用这种方法，人类逐渐积累起一个 复杂的，由可以相互共处的各个部分组成的组织；那些不能与 整体共存的可能的安排，便会在进化的长期过程中被排除出 去。这样，一个现存的生物结构，或是已知的自然生态系统的 结构，按照常识，就似乎是“最好的”，因为这是对有伤害的 成分做过筛选的，否则，任何新的生物体都会比现在的生物体 要糟得多。
这个原则与有机化学领域特别有关。生物是由成千上万不 同的有机化合物组成的，有时，可以有这种设想，如果天然有 机化合物被人工的天然物质变体所代替，则至少有一些天然有 机化合物可能被修改。生态学的第三条法则认为，一种不是天 然产生的，而是人工的有机化合物，却又在生命系统中起着作 用，就可能是非常有害的。
这个原因应归结于这样一个事实，即在生物体中实际发现 的化学物质的多样性，要比可能有的多样性受到更为广泛的限 制。有一个可以说明问题的例子，如果对各种可能类型的蛋白 质的分子都拿出一个，它们加在一起的重量就会比可见宇宙 重。显然，有极大量的蛋白质类型不是由活细胞产生的。由上 所述，人们就会想到，这些可能有的蛋白质的很多种，一旦在 一些特殊的生物体中形成，就会发现是有害的，并通过这个实 验室的失败而被摒弃。以同样的方式，活细胞会合成具有偶数 （即4、6、8等个碳）个碳的碳链的脂肪酸（一种含有多种长 度的碳链的有机分子），而没有单数个碳的碳链长度的脂肪酸。 这说明，后者一旦被试验，就会发现是不符合标准的。简言 之，包含有附属的氮和氧原子的有机化合物，在生物中是奇少 的。这就警告我们，这种类型的人工物质的介入是很危险的。 情况确实如此，因为这种物质通常都是有毒的，而且常常是致 癌物质。以滴滴涕在自然界里到处可以被发现这个事实为依 据，我认为，在一些地方，于过去的某一时间里，一些不幸的 细胞已合成了这个分子，——并且死了。
有关生命体系的化学上的各种显著的事实是，因为每一种 有机物质都是由一种活的有机体产生的，所以，在自然界的某 一时间，就存在着一种能把那种物质加以分解的酶。事实上， 除非对降解采取了必要的措施，从而再循环被强化，是没有一 种有机物会被合成的。因此，当一种新的人造的有机物以一种 分子结构被合成时，它是与自然界中发生的那些类型的有机物 大相径庭的，从而也就有了一种可能，即没有可使其降解的酶 存在－这种物质就日渐积累起来了。
在有了上述的这些考虑之后，我认为，应该慎重地对待每 一种人造的有机化学制品了，这些化学制品是不会在自然界中 发现的，但却作为一种对其他的生命形式的潜在的危险，而在 一种有机体中有力地活动着。从使用性上来说，这个观点意味 着，所有的人造有机化合物，无论在生物学上有着任何活力， 都应该像我们对待药品那样来对待的，或者说我们应该小心谨 慎地对待它们。当然，在成亿公斤的这种物质被生产出来，并 且被广泛地散布到它可以接触到的生态系统中，并且影响着我 们观察不到的大量的有机体的时候，这种谨慎和小心也就成为 不可能的了。这也恰恰就是我们一直在用合成洗涤剂、杀虫剂 和除草剂所做的那些事情。这些常常是灾难性的结果给“自然 界懂得的是最好的”一个强大的佐证。
生态学的第四个法则：没有免费的午餐。
根据我的经验，这个思想证明在阐述各种环境问题上是那 样有用，以致于我把它从其渊源——经济学中借过来了。这个 法则来源于一个经济学家们喜欢讲的故事。一个富有的石油大 王认为他的新的财产需要经济科学来指导。因此，他命令他的 顾问们制出一套多卷本的包含有一切经济学智慧的书来，违者 处死。当这部巨著奉献上来时，石油大王却不耐烦去看它，他 发出一道命令——把所有的经济学知识缩减成单独的一卷。故 事就顺着这样一条脉胳发展着，如这类故事将会有的结尾一 样，一直到这些顾问们按照要求，把整个经济学缩减成一句 话。如果他们还打算侥幸活下来的话。这就是“免费午餐”法 则的来源。
在生态学上，和在经济学上一样，这条法则都主要警告人 们，每一次获得都要付出某些代价。从一方面来看，这个生态 学法则包含着前三条法则。因为地球的生态系统是一个相互联 系的整体，在这个整体内，是没有东西可以取得或失掉的，它 不受一切改进的措施的支配，任何一种由于人类的力量而从中 抽取的东西，都一定要被放回原处。要为此付出代价是不能避 免的，不过可能被拖欠下来。现今的环境危机是在警告：我们 拖欠的时间太长了。
以上所述，都是关于一个地球上的生命之网的看法。我试 图从可用的事实当中，通过逻辑上的各种关系，把这个观点发 展成一整套可以理解的综述。换句话说，这种尝试一直是具有 科学性的。
然而，很难忽略一个令人难堪的事实，即最后的，从所有 这些中间概括出来的观点——生态学上的四个法则——都是已 经被很多不具备任何科学分析或者专业思想的人所广泛掌握了 的思想。在沃尔特·惠特曼的诗歌中，关于所有的生命都被交 织在其内的复杂的网络，以及人在其中的地位，是曾经非常清 晰而美妙地被描述过的。大量有关环境的自然特征和栖息在其 中的生物之间的相互作用，都可以从《白鲸》中得知。马克· 吐温不仅有着惊人的关于美国密西西比河以西的环境特点的渊 博的知识，而且对科学脱离于生活现实的情况有着相当尖锐的 批评。作为一个批评家，利奥·马克思提醒我们：“任何熟悉美 国经典作家（我想到了柯柏、爱默生、梭罗、梅里维尔、惠特 曼、以及马克·吐温）的人，都可能对我们近来所知道的被叫 做生态学的事物产生过兴趣。”
不幸的是，这种文学上的遗产并不足以把我们从生态学的 灾难中拯救出来。不管怎样，每个美国的技术工作者、工业 家、农业家，或者在职官员们，这些在环境问题上采取宽宥态 度，或者参与了毁灭环境的人们，起码都读过一点爱默生、梭 罗、梅里维尔、惠特曼以及马克·吐温的著作。他们中间的许 多人还是露营爱好者、鸟的观察者，或者酷爱钓鱼者，因此在 某种程度上，具备着对自然过程的个人认识，这种认识正是生 态学希望能说明的。然而，他们中的大多数却又不为环境危机 所动，显然，他们也不了解，梭罗的森林，马克·吐温的河流， 以及梅里维尔的海洋现在都正在受着攻击。
污染空气的瘴气的上升使我们有了这种了解。例如，用利 奥·马克思的话说，就是“现今的环境危机从某一方面来说， 是为这种诗人的思想（例如人类和自然之间的和谐的必要性） 提供了一种精确的，具有事实根据的，可以计量的基础”。这 大概就是阐明那种简单的结论的最重要的价值，这个已经从与 自然界相联系的具有观察能力的人类中出现的结论，具有一种 科学的事实和原则的生态学上的可靠基础。因此，这些与科学 紧密相关的思想就成为修补由环境危机所加给自然的各种损坏 的工具。
在瓦尔登湖周围的丛林里，或者在密西西比河畔，大部分需要了解的自然的资料，都可以从个人的经验中取得。但是，在核弹、烟尘、以及污水的世界里，要认识环境就需要求助于 科学家。