天空需要它的“寂静的春天”时刻

夜幕降临在图森市郊外基特峰国家天文台。在往常这个时候，天文台的副主任米歇尔·爱德华兹通常会在室内为望远镜的夜晚观测做准备。但在去年十二月的这个傍晚，她和我并肩站在暮色中，观看两个世界的碰撞。当星星出现时，点缀在下方景观中的电灯也亮了起来，使上方原本更明亮的文明之上的银河系显得黯然失色。“我的天哪，”爱德华兹说，被巨大的城市光晕惊呆了。

图森像一个明亮的气泡吞噬着东方的天空和猎户座的肩膀。一条由较弱的光线组成的蛇——10号州际公路——从光晕中蜿蜒而出，向北蜿蜒100英里，朝着凤凰城的眩光延伸。在南方，越过墨西哥边境，来自诺加莱斯灯光的另一个发光半圆也隐约可见。

所有这些光线都对基特峰的高质量观星构成生存威胁。几十年来，天文学家采取了紧急措施来减缓甚至扭转其蔓延。对于他们来说，每个发光穹顶的边界都是一条战线，随着每次战斗的胜利或失败而扩张或收缩；头顶上不完美的黑暗证明了当地的政策和数百万人的集体行动——或者集体的耸肩和闪闪发光的广告牌和路灯的扩散。

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然而，光晕仍在蔓延。一位基特峰天文台的天文学家在日落后几个小时告诉我，在如此充满杂散光子的天空下，解析一个天文目标所需的时间通常是平时的两倍。与全球变暖有关的强烈野火（例如在我访问半年后席卷山顶的野火）可能会对那里的望远镜构成更明显的风险，但夜晚越来越亮的微妙而有害的影响最终可能成为天文学更大的威胁。

物种螺旋式走向灭绝，空气中二氧化碳含量每百万份增加几个额外单位，海洋生物吞噬微塑料——我们这个时代的许多生态灾难肉眼难以察觉。光污染则不然，尽管通过望远镜观察的天文学家可能是第一个真正注意到它的人。当然，它的影响不仅限于天文学。在过去十年中，生物学家发现，浪费性的夜间照明严重扰乱了动物、植物以及将世界联系在一起的生态关系。这些影响遍及全球范围，远超出城市范围。“你需要更多地像我们看待塑料污染或某些气候变化影响那样看待它，”英国埃克塞特大学著名的保护生物学家凯文·加斯顿说。

研究人员仍然坚持认为，我们可以在不做出太多牺牲的情况下减少光污染。随着新研究揭示了问题的范围，可能的解决方案也变得更加清晰。光污染是我们能够理解和管理的，就像烟囱排放物或工厂废水一样。我们越早行动越好。卫星测量表明，五分之三以上的欧洲人和五分之四的北美洲人生活在天空光线过于泛滥，以至于无法看到银河系的天空下。其他分析表明，地球上人工照明的表面积每年膨胀约 2%，将剩余的真实夜晚地图变成瑞士奶酪。尽管最近的 LED 技术使照明比以往任何时候都更便宜、更节能，但消费者似乎并没有把这些节省下来的钱放入口袋并减少碳排放。相反，人类似乎正在打开更多的灯。

情况不必如此。黑暗、繁星点点的天空可以再次成为常态而不是例外，减轻已经挣扎的生态系统的负担，同时将一些天体的奇观恢复到普通人的生活中。旨在实现这一目标的立法已经在多个大陆起草。然而，任何解决方案都取决于比科学更具社会性的问题：我们能否维持必要的研究来正确定义和解决光污染？我们真正需要多少夜间照明？以及最关键、最令人恼火的问题——有人关心吗？

为了给科学家和我们其他人一些肯定，评估将世界沐浴在永恒的虚假暮色中的生态影响一直很困难。对于某些生物来说，灯光是海妖的呼唤；对于另一些生物来说，它是令人厌恶的力场。光线的时间、波长、方向和强度，以及观察者的眼睛，都很重要，而且与金枪鱼中的汞或秃鹰中的滴滴涕不同，光子不会留下持久的可测量的化学痕迹。然而，综合来看，对至少 160 个物种的研究提供了充分的证据，表明人造光向自然世界发送了令人眼花缭乱的错误时间信号——醒来！躲藏！狩猎！朝这边飞！改变你的新陈代谢！

去年五月的一个早晨，我开车去北卡罗来纳州农村的一个养牛场，去见北卡罗来纳州立大学的研究生默里·伯吉斯，她在那里的谷仓椽子上燕子巢上方挂起了一些小彩灯。她爬上梯子，一个接一个地拉出看起来像蠕动的、长着短羽毛的恐龙般的雏鸟，并在温暖的手掌中轻轻地握住每只雏鸟时，对它们进行了一系列测试。她说，父母不知道把巢搬离灯光，而且灯光对幼鸟的身体造成了损害。与在没有灯光下长大的邻近雏鸟相比，仅在一个小灯泡下长大的雏鸟发育迟缓且体重不足。“光线深入到它们的细胞深处，这真是太疯狂了，”伯吉斯告诉我。

伤害个别幼燕的因素也在整个物种甚至生态系统的规模上发挥作用。在近海，人造光会导致向水面伸展的造礁珊瑚停止同时产卵，将本应同步爆发的新生命变成无用的、错时的卵子和精子团。仅在美国，每年就有数亿到十亿只鸟因撞击窗户而死亡，其中许多是被室内灯光引诱的。

昆虫尤其面临着可怕的后果。飞蛾不断扑向灯泡，科学家们仍然不太明白其中的原因。蟋蟀的叫声正与昼夜节律脱钩。在英国乡村，研究表明，在 LED 路灯照明的路边树篱中，毛毛虫的数量直线下降。光污染几乎肯定正在加速所谓的昆虫末日，即地球上昆虫生物量的下降，尽管很少有研究关注这一可怕的终点。

光污染波及多个生命领域。在 2017 年的一项实验中，科学家们戴着夜视镜观察卷心菜蓟植物，证实环境光会阻止夜间授粉昆虫进行授粉。白天授粉昆虫无法弥补这一不足，因此植物的果实减少了，这表明夜晚变亮的影响最终可能会在超市货架上显现出来。虽然夜间光线会导致我们喜欢的昆虫失去信心，但它会让我们讨厌的昆虫充满热情：埃及伊蚊Aedes aegypti每年造成惊人的 4 亿多例感染，如登革热和寨卡病毒，似乎在人造光的存在下更倾向于叮咬，另一种传播西尼罗河病毒的蚊子也是如此。

过去，此类观察结果通常在专业期刊中针对单个生物体进行记录，与更广泛的研究计划无关。但在 20 世纪 90 年代末，洛杉矶的一对研究生和自称环境“捣蛋鬼”开始积累这类故事的档案。凯瑟琳·里奇，一位转行成为生态学家的律师，被几所博士项目录取，但当她去寻找一位愿意让她研究光污染对野生动物影响的导师时，她发现没有人愿意。“我会听到诸如‘你可能不会得到任何结果’之类的话，”她说。但里奇和她现在的丈夫特拉维斯·朗科尔坚持这个问题，并组织了一次后来被证明是关于该主题的开创性学术会议。

在他们 2002 年的会议、2004 年的综述论文和随后的书中，朗科尔和里奇避开了另一个平行的研究领域——持续探索生活在更明亮的户外和更明亮的室内世界对人类健康的影响。（我们知道夜间光照与无数问题有关，从明显的睡眠紊乱到更令人惊讶的乳腺癌风险升高，但尚不清楚这其中有多少来自室外光污染，有多少来自我们发光的屏幕和室内灯具。）即便如此，记者和公众开始意识到光污染是真正的污染，从生态学角度来说是这样。到 2011 年，加斯顿等高水平的欧洲生态实验室开始关注这个话题，并开始发布他们自己的结果和文献的荟萃分析。截至今年，朗科尔和里奇的综述论文已被引用超过 1500 次。

这些结果中的许多都涉及到最容易想象的光污染类型：一个单一的、强烈的光源以 LED 车头灯的刺眼光芒照射着你，就像新型 SUV 上的 LED 车头灯一样。然而，最近，其他人开始关注我在基特峰看到的更微妙、更全面的光泡效应。最新、最细致的生态学研究结果表明，即使没有特定的光源，这些环境光污染水平也会产生生物学后果。

最近在德国湖泊中进行的罐体和圆顶下的一系列实验表明，仅明亮的天空就可能导致欧洲鲈鱼体内褪黑激素水平下降（褪黑激素是黑暗的激素信使）并改变其生殖激素。去年的一篇单独论文表明，更白的天空使南非的蜣螂迷失方向，它们依靠银河系来引导自己在热带稀树草原中埋粪的卑微但重要的任务。朗科尔领导的另一项 2021 年的研究表明，加利福尼亚海滩上的类似低阈值光线可以阻止鸻鸟栖息和一种名为沙丁鱼的鱼类冲上岸产卵。

这一切都很重要，因为来自天空光晕的光穹顶在数百英里的州际和国际边界都可见，研究表明它们会在区域范围内引诱候鸟和昆虫。即使在地球上这些光穹顶尚未到达的稀有角落，生物体似乎也已经适应了光照的最轻微变化。例如，在北冰洋的冬季，尽管太阳从不突破地平线，浮游生物每天都会上升和下降。来自捕鱼或采矿的人造光也可能扰乱该系统。

在所有这一切的另一面，并没有真正有组织的“支持天空光晕”的反对派向政客输送资金或发布反驳性研究。科学家们断言，问题在于当前的照明趋势是由未经质疑的发展和数百万甚至数百万人的无意识决定驱动的。除了因贫困和忽视而陷入黑暗的地区外，几乎没有哪个社区能够减缓光线的前进速度。

在我在基特峰逗留的两周前，我站在弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台周围的黄松下，在深夜的寒意中瑟瑟发抖，仰望着月食。当地球的阴影滑过月球表面时，裸露天空的黑色加深了，星星也变得更加明亮，仿佛照片编辑器正在调整景色的对比度级别。

然而，整个经历中最令人难忘的部分是俯瞰弗拉格斯塔夫的景色。除了个别红绿灯外，几乎没有照明向上照射。你可以眨眨眼，让自己相信自己俯瞰的是一个昏昏欲睡的沿海小村庄，而不是一个拥有超过 75,000 人口的山区小镇，它希望吸引前往大峡谷的游客。它看起来像现代化的一个小角落以某种方式学会了闭上眼睛睡觉。

迄今为止，对黑暗天空最成功的捍卫发生在天文学家可以围绕具有经济价值的设施集结的地方。1958 年，大约在蕾切尔·卡森获得启发，孕育出《寂静的春天》和现代环境保护主义的同时，洛厄尔天文台的天文学家开始担心广告中使用的旋转探照灯会破坏他们对天空的视野。作为回应，弗拉格斯塔夫制定了世界上第一个光污染条例。亚利桑那州——并非以集体主义、大政府政策而闻名的地方——从此成为黑暗天空运动的核心地带。

两年前，在南部几百英里的地方，来自周围托霍诺·奥达姆民族的天文学家和部落向导骑马登上基特峰，在山顶的篝火旁交流西方和土著的星空故事。不久之后，联邦政府从该部落手中永久租用了这片土地，更大更好的望远镜在山顶上蓬勃发展起来。

随着附近图森市的光污染迅速蔓延，基特峰的天文学家找到了盟友，例如蒂姆·亨特医生，他从小在芝加哥郊区的榆树林中看到银河系，然后眼睁睁地看着人造光使银河系黯淡，就像荷兰榆树病腐烂树木一样。基特峰天文台的天文学家大卫·克劳福德和亨特共同于 1988 年成立了国际暗夜协会 (IDA)，希望建立一个更广泛的联盟，其中包括他们在弗拉格斯塔夫的盟友。

多年来，随着倡导者目睹黑暗的消退，跟踪黑暗所需的工具和技术也在不断进步。光污染建模从纸笔方程发展到计算机射线追踪模拟。先进的广角相机使从地面测量天空光晕变得更加容易，卫星图像开始显示遍布全球的蜘蛛网状光线。总的趋势是，而且仍然是，令人沮丧的：研究人员越能研究这个问题，它看起来就越糟糕。

国际暗夜协会及其附属研究人员拒绝接受随着城市发展光污染必然会加剧的假设。通常，预防犯罪是市政部门为消除夜晚而提出的借口。但这效果如何呢？也许最确凿的证据表明光线可以抑制犯罪，这来自于 2016 年开始的一项实验，犯罪学家将近 400 座篮球架大小的照明塔搬到纽约市住宅区的公共户外空间。这些蓝白色灯具由自己的便携式燃料发电机供电，从日落到日出一直亮着——夜间灯塔周围的户外犯罪率下降了约 45%。*

但黑暗天空研究人员指出，这些灯塔比仅仅是路灯要亮得多。他们还指出，任何依赖于让少数族裔社区整夜遭受监狱式泛光灯照射的反犯罪政策，在伦理上都存在问题。事实上，在整个美国大陆，就像其他已知的污染物一样，夜间光照的负担更多地落在弱势群体身上：根据犹他大学研究人员 2020 年的一项研究，黑人、西班牙裔和亚裔美国人社区的照明往往是白人社区的两倍左右。

道路安全是夜间灯光激增的另一个常见理由。但在这里，科学家们也认为，亮度标准是由惯例而非科学驱动的。2018 年，来自英国和美国的光照研究人员扫描了欧洲和北美的法规。“在当前许多道路照明指南中推荐的光照水平似乎几乎没有任何可靠的经验支持，”他们总结道。

其他照明选择则取决于行业和个人，他们中的许多人仍然没有接触到这个问题或对此无动于衷。在黑暗天空圈子里待一段时间，你就会听到关于诅咒的说法：一个启示的时刻，面纱被揭开，当你突然看到糟糕的、浪费的照明，然后就无法再忽视它。（我的启示发生在我家北卡罗来纳州罗利市的社区散步时，当时我意识到更富裕、更洁白的“历史”街区有较暗的琥珀色路灯，而相邻的历史悠久的黑人社区则有更刺眼的白色灯具。）

许多活动家也将这种诅咒视为行动的号召。在弗拉格斯塔夫观看月食的第二天，我与克里斯·卢金比尔在城市里的黑暗天空啤酒公司坐了下来。他开玩笑地点了一份“昼夜节律”。然而，那种恰如其分的啤酒已经卖完了，所以他选择了棕色啤酒。

卢金比尔是附近美国海军天文台的前天文学家，四十年来一直致力于保护弗拉格斯塔夫的天空，他对黑暗天空科学领域及其进展的了解几乎无人能及。“他和他的联盟就像约翰·缪尔那样的人物，”一位同事告诉我，“有点古怪但超级热情。”这里的路灯是暗橙色的，正如卢金比尔解释的那样，蓝色的光对大多数夜间动物（包括人类）以及附近的天文观测台更具破坏性。这是因为蓝色、短波长的光子更容易在空气中散射，形成局部光雾。

卢金比尔一边喝着啤酒，一边称赞他的小镇是一个典范，一个其他社区可以效仿的概念验证。2017 年，美国国家公园管理局在弗拉格斯塔夫和规模相似的怀俄明州夏延市郊外部署了一台超灵敏的全景相机，夏延市没有类似的黑暗天空条例。夏延市比弗拉格斯塔夫市亮 14 倍，周围的光线笼罩范围也大了 8 倍。卢金比尔说，他的策略一直很简单，就是向人们展示星星，并让他们相信能够看到星星是一种选择——增长与荒野之间不存在零和冲突。“我是否认为星星会战胜光线？几乎每次都是，”卢金比尔说。“它们令人难以置信，每个人都需要被震撼一下。”

1942 年春天，纳粹德国派出 U 型潜艇偷偷穿越大西洋，掠夺美国的航运线。货物成吨沉没，溺水的尸体被冲上岸，很快就清楚地表明，潜艇炮手在夜间通过观察海岸上空的天空光晕来辨别船只的黑色轮廓，从而击沉了船只。

迈阿密等城市的民选官员和商会受到压力，要求调暗灯光并关闭炫目的户外展示。显然，这种光污染具有生死攸关的利害关系。然而，三个月来，社区领导人拖拖拉拉，破坏集体应对措施，理由是经济方面的担忧。近海的屠杀最终促使富兰克林·D·罗斯福总统发布了一项行政命令，强制沿海地区实行灯火管制，随着防御巡逻的加强，U 型潜艇的袭击有所减弱，内陆许多英里的社区也限制了夜间灯光的使用，甚至用胶带遮住汽车前灯。这一切都发生在人们的记忆之中：我的已故祖母，当时还是个十几岁的少女，讲述了在北卡罗来纳州赖茨维尔海滩的那个夏天，熄灯是多么严肃的事情。

“这就像，哦，我的上帝，”波茨坦德国地球科学研究中心的物理学家和黑暗天空倡导者克里斯托弗·基巴说。即使在当时，“美国政府也知道如何控制天空光晕！我们不是在等待一些突破性的技术。”关于不必要照明的更智能、更数据驱动的指导可以存在；想必采取行动的集体意愿也可以存在。

否则，很容易想象地球上更富裕的地区会消耗更多浪费的光，而这些光是由浪费的碳排放驱动的，就像从干涸的湖床上蒸发的水一样，蒸发掉真实夜晚的残余，并使地球上的生命承受越来越多的压力源。

调暗灯光的压力正在增加。美国多个州正在审查拟议的黑暗天空友好型立法。在鸟类迁徙季节关灯的运动正在全国各地蔓延；例如，在达拉斯和休斯顿等德克萨斯州城市，今年春天有 100 多座市中心建筑调暗了灯光。自 2001 年国际暗夜协会开始认可正在保护黑暗天空的地方（弗拉格斯塔夫当然是名单上的第一个）以来，全球已认证了近 200 个此类地点。

更大胆的政策正在欧洲展开。在法国，2019 年通过的一项法律禁止企业在整夜点亮装饰灯和标志。在德国，该国制定了一项扭转昆虫数量下降的法律行动计划，控制光污染被认为是主要目标。在技术方面，LED 制造商意识到未被满足的需求，正在向市场推出黑暗天空友好型、向下照射、长波长的灯具。柏林霍尔克实验室（那些进行天空光晕湖泊实验的实验室）已经开发出原型灯，这种灯不会发出对大多数昆虫具有破坏性的波长。“关于这个问题最疯狂的事情，”博伊西州立大学的生态学家杰西·巴伯告诉我，他呼应了黑暗天空圈子中普遍存在的一种观点，“就是它非常容易解决。”

很难关心你从未见过的东西。银河系——一个令人惊叹的奇观，我们所有的祖父母和所有前人都可以随时见证——是限制光污染的最大回报。但与美国西部居民不同，他们可以通过适度减少光线来召唤银河系的出现，而美国东部人口更稠密、更明亮地区的居民，如果不驱车数小时前往偏远的黑暗角落，就无法获得哪怕是次等的银河系景观。不过，还有其他角度需要考虑。

最近，我了解到一个隐藏在我自己世界中的静谧奇迹：在我家附近北卡罗来纳州皮埃蒙特的古老松树林中发现了一种鬼火萤。这种雄性萤火虫一次亮灯时间长达 30 秒，草草写下微弱的、漂浮的信息，而雌性萤火虫则静静地坐在下面，发出沉默的、绿色的回应。

2021 年，公民科学家在该州一些最城市化的县发现了这种萤火虫的种群，当然，它们一直都在那里。它们很容易在任何人注意到之前就被铺上路面而灭绝。寻找该物种的昆虫学家，北卡罗来纳州立大学的克莱德·索伦森，甚至在他自己的后院偶然发现了一个种群。“我在那里住了 25 年了，”他羞愧地告诉我。

为了让自己重新获得一点魅力，我在今年春天的一个晚上开车来到他家。我们戴着头灯，踩着落叶，在牛蛙背景的叫声中，走进了毗邻的林地。由于这是一个新物种，我们不知道期望它出现的准确年份或合适的天气。我们确实知道黑暗是必要的。

显然，萤火虫对光线水平很敏感，光线是它们交流的媒介。研究表明，环境光污染会阻碍萤火虫的求偶，以至于某些物种甚至懒得尝试。当我们在那天晚上行走时，来自我们手机、穿过树丛的路灯、邻居的安全泛光灯的杂散光线不断地侵入，照亮了萤火虫可能的所有藏身之处。

但随后我们看到了三只挤在一起的雌性萤火虫，它们像错位的星星一样闪烁，从遮挡眩光的落叶堆的阴暗裂缝中发光。它们的身体只有米粒大小。我凑近一看，每只萤火虫的星星都分成两个翠绿色的点，两个并排的发光器官将它们自己微弱的瓦特数输出到零星的黑暗残余中——它们持续广播了大约半小时，直到当晚的轮班结束，然后它们就熄灭了。

*编者注（2022 年 9 月 29 日）：此句子在发布后经过编辑，以更正蓝白色灯具的开启时间描述。