主题：【原创】电影《后天》的剧情靠谱吗？（上） -- 大黄

电影 The Day After Tomorrow (2004) [1]的题目怎么翻译，台湾同胞是笑话了我们的，不过我觉得《后天》就挺好了，《明日之后》也未必雅。不过比题目更有争议的是内容，剧情我就不简介了，就是一个全球气候变暖，导致突然寒冷的背景，然后各种天才、英雄、美女各就其位的故事。问题在于，这个剧情设定靠谱么？为什么这么违反直觉呢？

其实这个剧情还真是大有来头。我们常说“太阳底下无新事”，这个故事也不例外，同样是有原型的，地球的历史上的确出现过类似的气候突变过程（abrupt climate change），而且最显著的一次离现在的时间还不太远，比山顶洞人（距今18000年）都近，学术上把这个过程叫“新仙女木回冷”（Younger Dryas Cooling）[2]。仙女木学名叫做“Dryas octopetala”，是一种只生长在严寒环境下的植物，通常只能在北极圈内才能找到，结果它的花粉后来在较南的地方找到了，这就说明有个变冷的过程。为啥叫“回冷”呢，是因为当时的大背景是地球在从上一个冰期中变暖（现在还在这个过程中），变冷是“逆潮流而动”，不得人心。所以这个回冷的过程没搞多少年（大概在12,800-11,500 BP），就又变回去了，这跟电影里最后峰回路转的结局是一致的，倒不光是好莱坞照顾观众。

这个事情轮廓上就是这样，但如果只是一会儿变暖一会儿变冷，那就还不够戏剧化。比如说，从暖到回冷，这中间是平滑变化还是突然变化？平滑变化，比如过渡个几百年的，那编个《后天》就显得太夸张，没那么快嘛。幸好科学家们很八卦，这个段子抓住了就深深得挖，不仅挖现象，而且挖幕后，结果发现真实的历史的确很“戏剧化”，料很足。到八九十年代的时候，大家已经知道这个事情前后两头的变化都是很突然的，也就是说，变冷很快，回冷变暖也很快，比如89年的时候，已经把回暖的时间长度确定在20年以内了[3]。这样的话，编一个跌宕起伏的故事，就已经靠谱多了。但近来的发展使科学家们觉得可以让这个故事更靠谱一些。

先压下故事的戏剧性那头，回到剧情的合理性来。也就是说，在观察到一个现象以后，你要讲一个好故事，让大家满意才行。比如你对观众说，张三死了李四跑了，所以张三是李四杀的，你就编这么个破剧本让我们来看？退票！科学家们对怎么编这个剧本，意见就很不一致。比较突出的是03年Science的一篇Review[4]，说把这个故事讲好了要达到这么几个标准：

“首先，场景设定必须要你刻画出气候系统产生跳跃的状态；其次，必须提出一个能触发系统产生状态之间跳跃的机制；再次，必须要有一个把触发信息传导到全球的系统；最后，还得有一个像飞轮调速器那样把系统稳定在某个状态下几个世纪的东西”

这个要求我看已经算很基本的了，但就是这个要求，也不是那么容易达到的。科学家们绞尽脑汁，想出了几个辙。一个故事版本，就是“大洪水”版，大意是说，变暖过程中冰化了，尤其是现在美国五大湖那块的冰化了很多，淡水流入大西洋，把北大西洋洋流的盐度改变了，导致北大西洋暖流环流停止甚至反转，《后天》就是按这个版本来编排的。但很多科学家不同意这个故事，觉得这样的话有些剧情说不圆，所以倾向于另编故事。一个比较有代表性的版本，是认为问题主要出自大气-海洋的互动上，要点在大气，不能只盯着化冰，上面说的那篇Science的作者就是持这个看法。

当然新战场这么一开那就更热闹了，老故事和新故事肯定要竞争的。老故事的拥护者05年发了Nature，捍卫自己的观点[5]，新故事的提倡者06年再发Science，提出反驳[6]，总之江湖之内，烽烟再起，一时多少英雄。

科学需要讲故事，比故事，但光有故事那就不是科学了。“拿证据来！”紧箍咒如是说。虽然YD这个事件的年代还是比较近，但证据却也不是那么好取得的，第一个挑战就是地点，能说明问题的，至少也得是在把当年的证据留到现在的地方才能弄到。这些地方比较容易想到的是南北极的冰芯，89年那篇文章就是用它来做的。其他就是山顶上有积雪的地方，再一个就是火山口湖的湖底。今年Nature Geoscience出了一篇很有意思的文章，就是用德国一个湖底的样品来做的[7]。

用样品来说明问题的另外一个挑战，就是这些样品的时间精度怎么样。通常这种历史样品都是用同位素纪年的方法来测时间的，但这种方法会在同位素比例不稳定的时候导致“表不准”，忽快忽慢，而气候大规模变化的时候恰恰是表不准的时期，这就会造成比较大的系统误差（比如20年的误差），无法排除。但有些办法就不受这个的限制，比如数年轮，这样就可以精确到一年之内。德国的这个样品恰好在这个问题上表现优异，而分析结果也非常令人吃惊：YD回冷期开始居然是在一年之内发生的！这样一来，电影《后天》的紧凑剧情就更加有现实对应了，看来剧作者有想象力还是很必要的，不能太保守。

另外这个样品对YD回冷期原因的解释也表了一个态，这一票投给了大气。因为它显示的回冷期开始这个变化对应于西欧风向的一个突然变化，跟洋流反转的关系不直接。这样的话，剧情解释的战争必然会进一步复杂化了。

上面两个版本的故事只是大概讲了讲主流。因为无论是大洪水版，还是赤道大气-海洋互动版的故事，都可以归结为“内触发”类，也就是说只是地球内部的“纠结”，但这么戏剧化的事情会不会是由外部触发呢？比如，彗星撞击地球啥的？这个想法是挺自然的，而且人家还找到证据了，比如07年PNAS的这篇文章[8]。另外，跟太阳活动的变化有没有关系？这里先卖一个关子。

补充说明一下，有人说，“把洋流截断甚至反转作为全球气候突变的引子，应该算是比较聪明的假设”，的确是这样，所以最开始被接受的故事版本就是这个。不过这个故事有一些明显解释不过去的地方，比如，根据对融冰速率的观察，发现化得最快的两个高峰期，分别在回冷发生时刻的几百年之前和几百年之后[7]。一般来说，几百年的跨度在地质上已经算是很小的偏离了，这个“同时性”可以坐实了，“因果性”就有话可说了。但偏偏回冷这个事情的时间精度可以达到几年之内，那么这个就不是小毛病了。于是好多科学家开始想一些别的辙，来修补这个故事，但各个补丁版都不是很成功[6]。这也是为什么“大洪水版”主导了几十年，最近几年却有所松动的原因。

大洪水版的另外一个问题，是所谓“格局”问题。大洪水版的“地方性”很浓，也就是说，故事是集中在北大西洋及两岸的北美和西欧，但问题是，“新仙女木回冷”是一个全球性的事件。虽然早先的证据集中在北大西洋周边，但后来经过考察，在委内瑞拉、新西兰、中国[9]等地都观察到了类似的气候变化特征。虽然起源于地球局部进而扩展到全球的气候大变化完全是可能的，但显然，要说明全球的问题，需要一个“更大”的故事。将来的统一版本，更有可能是把大洪水故事纳入整体，但不作为单线来发展，在这方面，新的版本，比如考虑大气-海洋的互动等，在框架上就显得格局更大一些，更有扩展性一些。

上面都是讲一些具体的科学问题，细节外行一般也没什么兴趣，反倒是对为什么要搞这个题目本身可能更有兴趣。说好听点，叫做好奇心；说直接点，我想其实是恐惧，对abrupt change的恐惧（这次金融危机可以算一种abrupt change了，呵呵）。从知道这种事件的厉害，到意识到这种事件可能再次发生或者被人类引发，再到对历史上这种变化的深入研究。“以史为鉴，可以知兴替”的道路并不限于社会史，自然史也是一样的。

按这个标准，“新仙女木回冷”事件的典型性就太好了。它正好站在“人类文明从何处来”和“人类文明向何处去”的交叉点上。说它关乎”人类文明从何处来“，是因为稚嫩的人类经过了这次风霜以后，马上变得不一样，一个重要的转折，就是农业从此开始产生[10]，而农业一开始，人本身马上就要脱胎换骨了。说它关乎“人类文明向何处去”，不同意见可能就会多些。比如说，“真会出现气候突然大变化这种情况吗？”，”出现了又怎么样，很严重吗？“等等。这些问题都是好问题，而要回答好这些问题，还得回头细查历史。这一回，镜头就需要从“新仙女木回冷”扩展到其他的时空，从自然扩展到人文。

补充：漏了一篇重要文献，今年的一篇Science，直接看题目就明白了：High-Resolution Greenland Ice Core Data Show Abrupt Climate Change Happens in Few Years[11]，与前面用德国湖底的样品得出的结论是一致的，即根据近来证据的精度，急速气候变化的急速程度，已经能缩短到1年左右了。

1.http://www.imdb.com/title/tt0319262/

2.http://en.wikipedia.org/wiki/Younger_Drya

3.http://www.nature.com/nature/journal/v339/n6225/abs/339532a0.html

4.http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/300/5625/1519

5.http://www.nature.com/nature/journal/v435/n7042/abs/nature03617.html

6.http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/312/5777/1146

7.http://www.nature.com/ngeo/journal/v1/n8/abs/ngeo263.html

8.http://www.pnas.org/content/104/41/16016.abstract

9.http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/294/5550/2345

10.http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/316/5833/1830

11.http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/321/5889/680

• 河里大黄兄有专门的帖子讨论的