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  2021年10月《小康》上旬刊
  栏目:专栏
身边科学:先进与脆弱——应对新灾难

★文 /尹传红

中国小康网 独家专稿

  文|尹传红

  过于依靠先进的、相互关联的复杂技术,使我们已然适应了的“文明生活”很容易受到对前人来说无关紧要的自然和人为事件的影响。而系统的复杂程度越来越高,会导致该系统越来越脆弱。

  最新的预测模型显示,本世纪内,毁灭性的日冕物质抛射直接袭击地球的概率为50%。英国《经济学人》周刊的报道警告说,如果此事成真,各种用于导航、通信的卫星系统和电子设备等,都将处于其所产生的电磁风暴冲击的危险之中。地球上的大部分地区可能会持续断电数月或数年,随后还会引发更多更大的灾难。

  日冕物质抛射类似于完美的太阳风暴,是太阳系内规模最大、程度最剧烈的能量释放过程(事件)。它们其实一直都在发生,只是因为具有特定的方向,大多数没有“直接”射向地球而已。

  对于太阳异常事件,我们更常听闻的是太阳耀斑,一种发生在太阳大气中的猛烈爆发、太阳磁场能量的快速释放。它会辐射出X射线、紫外线、可见光和大量的能量,使位于地球大气层外内置了敏感电子设备的卫星,以及在地球表面运行的电子和电力输送系统等,都面临损坏或被破坏的风险。2014年4月出现的一次太阳耀斑,曾一度阻断太平洋部分地区的通信和GPS导航,所幸当时空中交通密度极低,因此没有发生事故。在一些高纬度国家,太阳耀斑产生的极光效应常会引起电气干扰,甚至引发火灾。在南非,还发生过太阳磁暴引发的电力故障。

  类似这样极具破坏性乃至有可能带来“局部崩溃”的事件,近几十年来已发生过多起,有的事件起因追溯起来却十分“寻常”:1999年,巴西的一个变电站遭受雷击,造成电网崩溃等连锁反应,影响了9700万人。今年2月中旬,暴风雪肆虐下的美国得克萨斯州,由于电力供需严重失衡,电网不堪重负,暴发了持续数天的大规模停电事故,影响人口约400万。显而易见,过于依靠先进的、相互关联的复杂技术,使我们已然适应了的“文明生活”很容易受到对前人来说无关紧要的自然和人为事件的影响。

  确实,整个工业化的世界依赖于越来越先进的科技不断注入,造就我们当下生活方式的各种系统业已彼此“纠缠”在一起:互联网、电信等与卫星系统相互连通;互联网依靠电网;电网转而依靠石油、煤炭与核裂变产生的能源供给;能源供给转而依靠制造技术,而制造技术本身需要电能……而且,不断升级的需求驱使我们去设计更为复杂的系统,并产生越来越强的依赖。

  另一方面,复杂系统越来越趋向于出错,对误操作也变得越来越敏感。譬如,现代超级喷气式飞机已太过复杂,以至于飞行员不再通过认知上的技巧驾驶其飞行,没有计算机的辅助他们就无法完成对飞机飞行的掌控。而国外的一些案例研究已经说明,依赖复杂系统的风险是不可预测的。系统的复杂程度越来越高,会导致该系统越来越脆弱,更容易受到突发事件的影响,因此很容易完全失控。

  我们日常生活赖以维系的复杂的基础设施——交通、通信、食品和水源供应、电力等,实际上也非常脆弱。这些传输系统中哪怕只是出现一个很小的差池,都会引发一定程度的混乱。

  创新工具和技术的应用,风险和收益并存,也永远会有“好”与“坏”的平衡。应该特别警惕新的无形风险的“物化”,并能认识到复杂系统自身的脆弱性,未雨绸缪地做出适当的防御准备,建立有效的监督机制,切实负起责任来。著名科学家史蒂芬·霍金说得好:我们不会停止进步,或刻意逆转,所以我们必须认识到进步的风险并控制它。

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(《小康》·中国小康网 独家专稿)

本文刊登于《小康》2021年10月上旬刊

 
编辑:风华
来源:小康杂志
发布时间:2021-10-08


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