伴隨著人類科技的進(jìn)步，地球資源終究有被消耗殆盡的一天，走出地球?qū)ふ疫m宜生存的星球是未來(lái)繞不開的大事件。

以人類目前所掌握的航空技術(shù)，長(zhǎng)距離的星際航行短期內(nèi)幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，想要走出太陽(yáng)系，要么掌握可控核聚變動(dòng)力航天飛行器（0.1倍光速），要么需要依賴冬眠技術(shù)幫助航天人員度過(guò)數(shù)萬(wàn)年的漫漫旅途（離我們最近的恒星系半人馬α距地球4.4光年，用目前最快的航行器需要12萬(wàn)年）。電影《星際穿越》通過(guò)蟲洞時(shí)的畫面這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)目前的人類來(lái)說(shuō)無(wú)異于天方夜譚，那么轉(zhuǎn)換思路，將目光轉(zhuǎn)回太陽(yáng)系，比起前途莫測(cè)的長(zhǎng)途星際航行，不如改造同樣擁有大氣層、相對(duì)適宜人類居住的火星（火星與地球距離以目前的速度需一年可至）。電影《火星救援》畫面15年上映的《火星救援》曾在全球范圍內(nèi)掀起探討人類火星殖民可能性的熱潮，想要完成這一目標(biāo)，仍有若干技術(shù)難題需要攻克，其中一個(gè)核心難題在于——如何在火星建立適宜人類長(zhǎng)期生存的生物圈？為了解決這一難題，美國(guó)曾嘗試過(guò)名為“生物圈二號(hào)”的實(shí)驗(yàn)。生物圈二號(hào)實(shí)驗(yàn)地球上所有的生物與其環(huán)境的總和就叫生物圈。簡(jiǎn)單說(shuō)，人類自行建立的“生物圈二號(hào)”，需要在不依賴“生物圈一號(hào)”任何其他資源的情況下，提供適宜人類長(zhǎng)時(shí)間生存的環(huán)境。如果成功了意味著什么？意味著人類可以離開地球生存。意味著人類可以把生物圈二號(hào)搬到火星去，在火星安家落戶。生物圈二號(hào)實(shí)驗(yàn)背景“生物圈二號(hào)”的命名，是相對(duì)于地球生物圈(生物圈一號(hào))而獲名的。她位于美國(guó)亞利桑那州沃洛克鎮(zhèn)，這里光照強(qiáng)烈，生境相對(duì)荒涼，有些類似于太空的環(huán)境。建成于1991年5月。占地面積1.28公頃，內(nèi)部填土體積204000立方米，封閉空間204000立方米。工程建造經(jīng)費(fèi)約2億美元，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用每年約600萬(wàn)美元。她運(yùn)轉(zhuǎn)的原理是模擬目前生態(tài)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的地球生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的原理，其簡(jiǎn)要的過(guò)程可以用這樣一種特制的密封玻璃球來(lái)演示。這種球也稱“生態(tài)球”，美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)上有售。里面裝著淡水、空氣、綠藻植物、一種似蝦狀節(jié)肢動(dòng)物、蝸牛，及一些浮游類動(dòng)物和植物，當(dāng)然還有微生物。這些生命及其所在的環(huán)境是與外界完全隔絕的。其中的綠色植物利用空氣中的二氧化碳和水分在太陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物質(zhì)并供給氧氣，動(dòng)物食植物或其碎屑，微生物及浮游動(dòng)物將死亡的動(dòng)植物或排泄物分解，生成二氧化碳和礦物質(zhì)開始新的循環(huán)。這種密封玻璃球式的生態(tài)系統(tǒng)，就是地球生態(tài)系統(tǒng)工作的原理，也是未來(lái)人類在太空建造長(zhǎng)期生存空間的必然模式。但上天之前必須在地球上先做實(shí)驗(yàn)，即密封住人實(shí)驗(yàn)。德克薩斯州年輕的石油億萬(wàn)富翁巴斯(E. D. Bass)將這一大膽的設(shè)想付諸實(shí)施，建造了“生物圈二號(hào)”?！吧锶Χ?hào)”的命名，是相對(duì)于地球生物圈(生物圈一號(hào))而獲名的。她位于美國(guó)亞利桑那州沃洛克鎮(zhèn)，這里光照強(qiáng)烈，生境相對(duì)荒涼，有些類似于太空的環(huán)境。建成于1991年5月。占地面積1.28公頃，內(nèi)部填土體積204000立方米，封閉空間204000立方米。工程建造經(jīng)費(fèi)約2億美元，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用每年約600萬(wàn)美元。她運(yùn)轉(zhuǎn)的原理是模擬目前生態(tài)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的地球生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的原理，其簡(jiǎn)要的過(guò)程可以用這樣一種特制的密封玻璃球來(lái)演示。這種球也稱“生態(tài)球”，美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)上有售。里面裝著淡水、空氣、綠藻植物、一種似蝦狀節(jié)肢動(dòng)物、蝸牛，及一些浮游類動(dòng)物和植物，當(dāng)然還有微生物。這些生命及其所在的環(huán)境是與外界完全隔絕的。其中的綠色植物利用空氣中的二氧化碳和水分在太陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物質(zhì)并供給氧氣，動(dòng)物食植物或其碎屑，微生物及浮游動(dòng)物將死亡的動(dòng)植物或排泄物分解，生成二氧化碳和礦物質(zhì)開始新的循環(huán)。這種密封玻璃球式的生態(tài)系統(tǒng)，就是地球生態(tài)系統(tǒng)工作的原理，也是未來(lái)人類在太空建造長(zhǎng)期生存空間的必然模式。但上天之前必須在地球上先做實(shí)驗(yàn)，即密封住人實(shí)驗(yàn)。德克薩斯州年輕的石油億萬(wàn)富翁巴斯(E. D. Bass)將這一大膽的設(shè)想付諸實(shí)施，建造了“生物圈二號(hào)”。

1991年9月26日，4男4女共8名科研人員首次進(jìn)駐生物圈2號(hào)，1993年6月26日走出 ，停留共計(jì)21個(gè)月，在各自的研究領(lǐng)域內(nèi)均積累了豐富的科學(xué)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。來(lái)自英國(guó)、墨西哥、尼泊爾、南斯拉夫和美國(guó)等5國(guó)的4男3女共7位實(shí)驗(yàn)人員在對(duì)首批結(jié)果進(jìn)行評(píng)估并改進(jìn)技術(shù)后，離開了生物圈ll號(hào)。

1994年3月6日，工作10個(gè)月后于1995年1月走出。他們?cè)谶@期間對(duì)大氣、水和廢物循環(huán)利用及食物生產(chǎn)進(jìn)行了廣泛而系統(tǒng)的科學(xué)研究。生物圈2號(hào)是世界上最大的閉式人工生態(tài)系統(tǒng)。它使人類首次能夠在整體水平上研究生態(tài)學(xué)，從而開辟了了解目前地球生物圈全球范圍生態(tài)變化過(guò)程的新途徑。更為重要的是， 它將作為首例永久性生物再生式生保系統(tǒng)的地面模擬裝置而有可能應(yīng)用于人類未來(lái)的地外星球定居和宇宙載人探險(xiǎn)。

1991年9月26日，4男4女共8名科研人員首次進(jìn)駐生物圈2號(hào)，1993年6月26日走出 ，停留共計(jì)21個(gè)月，在各自的研究領(lǐng)域內(nèi)均積累了豐富的科學(xué)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。來(lái)自英國(guó)、墨西哥、尼泊爾、南斯拉夫和美國(guó)等5國(guó)的4男3女共7位實(shí)驗(yàn)人員在對(duì)首批結(jié)果進(jìn)行評(píng)估并改進(jìn)技術(shù)后，離開了生物圈ll號(hào)。

1994年3月6日，工作10個(gè)月后于1995年1月走出。他們?cè)谶@期間對(duì)大氣、水和廢物循環(huán)利用及食物生產(chǎn)進(jìn)行了廣泛而系統(tǒng)的科學(xué)研究。生物圈2號(hào)是世界上最大的閉式人工生態(tài)系統(tǒng)。它使人類首次能夠在整體水平上研究生態(tài)學(xué)，從而開辟了了解目前地球生物圈全球范圍生態(tài)變化過(guò)程的新途徑。更為重要的是， 它將作為首例永久性生物再生式生保系統(tǒng)的地面模擬裝置而有可能應(yīng)用于人類未來(lái)的地外星球定居和宇宙載人探險(xiǎn)。那么實(shí)驗(yàn)成功了嗎？很可惜，這一次艱辛的探索終究歸于失敗。一年多以后，“生物圈2號(hào)”的生態(tài)狀況急轉(zhuǎn)直下，氧氣（O2）含量從21％迅速下降到14％，而二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）的含量卻直線上升，大氣和海水變酸，很多物種死去，而用來(lái)吸收二氧化碳的牽?；▍s瘋長(zhǎng)。大部分脊椎動(dòng)物死亡，所有的傳粉昆蟲的死亡造成靠花粉傳播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控，人造沙漠變成了叢林和草地?！吧锶?號(hào)”內(nèi)空氣的惡化直接危及了居民們的健康，科學(xué)家們被迫提前撤出這個(gè)“伊甸園”。“生物圈2號(hào)”的實(shí)驗(yàn)以失敗告終。一年多以后，“生物圈2號(hào)”的生態(tài)狀況急轉(zhuǎn)直下，氧氣（O2）含量從21％迅速下降到14％，而二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）的含量卻直線上升，大氣和海水變酸，很多物種死去，而用來(lái)吸收二氧化碳的牽?；▍s瘋長(zhǎng)。大部分脊椎動(dòng)物死亡，所有的傳粉昆蟲的死亡造成靠花粉傳播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控，人造沙漠變成了叢林和草地?！吧锶?號(hào)”內(nèi)空氣的惡化直接危及了居民們的健康，科學(xué)家們被迫提前撤出這個(gè)“伊甸園”?！吧锶?號(hào)”的實(shí)驗(yàn)以失敗告終。人類首次嘗試自行建立生物圈，卻以失敗告終，環(huán)保人士借此鼓吹人類離不開地球，我們應(yīng)該保護(hù)環(huán)境，不應(yīng)該做這些無(wú)謂的嘗試。保護(hù)環(huán)境自然沒(méi)錯(cuò)，但作為科研工作者，絕不應(yīng)該以這樣的理由搪塞自己而輕言放棄，只要文明存續(xù)，人類終究是要走出地球的。自行建立生物圈的探索，絕不該就此止步。展望“生物圈三號(hào)“天眼”21世紀(jì)由中國(guó)引領(lǐng)全球科技的世紀(jì)，如上圖中所展示的貴州的天眼工程——世界最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（SAGS）。中國(guó)建立“生物圈三號(hào)”的嘗試，對(duì)于外星移民，星際探索，未來(lái)農(nóng)業(yè)等非都常有好處，因此我們不該錯(cuò)過(guò)這樣的機(jī)會(huì)。在開展“生物圈三號(hào)”的嘗試之前，我們先要深刻反思“生物圈二號(hào)”失敗的原因，并從中汲取養(yǎng)分。

1）元素化學(xué)循環(huán)失調(diào)。設(shè)計(jì)時(shí)土壤、大氣、海洋的比例與“生物圈一號(hào)”的比例相去甚遠(yuǎn)，土壤及其微生物連同里面的動(dòng)物和人呼吸釋放的二氧化碳大大超過(guò)了植物所能利用的數(shù)量，而海洋來(lái)不及將多余的碳通過(guò)無(wú)機(jī)鹽的形式固定下來(lái)；植物制造的寶貴氧氣又被大量的呼吸及分解過(guò)程消耗甚多。同樣原因，笑氣(N2O)的濃度也在上升。氧氣降低、氧化亞氮和二氧化碳升高的程度幾度超過(guò)警戒水平。設(shè)計(jì)時(shí)土壤、大氣、海洋的比例與“生物圈一號(hào)”的比例相去甚遠(yuǎn)，土壤及其微生物連同里面的動(dòng)物和人呼吸釋放的二氧化碳大大超過(guò)了植物所能利用的數(shù)量，而海洋來(lái)不及將多余的碳通過(guò)無(wú)機(jī)鹽的形式固定下來(lái)；植物制造的寶貴氧氣又被大量的呼吸及分解過(guò)程消耗甚多。同樣原因，笑氣(N2O)的濃度也在上升。氧氣降低、氧化亞氮和二氧化碳升高的程度幾度超過(guò)警戒水平。其中失敗的主要因素被主流觀點(diǎn)歸結(jié)于過(guò)量微生物分解有機(jī)物消耗大量氧氣，由此產(chǎn)生的二氧化碳又與混凝土墻反應(yīng)被固定（氫氧化鈣與二氧化碳生成碳酸鈣）。因此在建立生物圈三號(hào)時(shí)，我們可以考慮對(duì)混凝土墻做特殊處理，或者選用其他建筑材料。

2）物種關(guān)系失調(diào)雖然設(shè)計(jì)者們把地球上的熱帶雨林、熱帶荒漠、薩王那群落、紅樹林、溫帶農(nóng)田、海洋等類型的生態(tài)系統(tǒng)“搬進(jìn)”了“生物圈”，然而所搬進(jìn)的主要是生態(tài)系統(tǒng)的第一性生產(chǎn)者植被，并未把相應(yīng)的動(dòng)物、真菌、微生物等群落也按比例搬來(lái)。雖然設(shè)計(jì)者們把地球上的熱帶雨林、熱帶荒漠、薩王那群落、紅樹林、溫帶農(nóng)田、海洋等類型的生態(tài)系統(tǒng)“搬進(jìn)”了“生物圈”，然而所搬進(jìn)的主要是生態(tài)系統(tǒng)的第一性生產(chǎn)者植被，并未把相應(yīng)的動(dòng)物、真菌、微生物等群落也按比例搬來(lái)。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題與第一個(gè)問(wèn)題類似，都是策劃者在事先缺乏審慎思考、調(diào)研的結(jié)果，并沒(méi)有用對(duì)待一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度來(lái)對(duì)待，我們?cè)趩?dòng)“生物圈三號(hào)”前需要集合各學(xué)科的專家對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃做一個(gè)充分的評(píng)估。

3）水循環(huán)失調(diào)為去除水體中的過(guò)量營(yíng)養(yǎng)元素，設(shè)計(jì)者們采用了藻類植物，但大量生長(zhǎng)的藻類植物的處理非常困難。因?yàn)閮?nèi)部“雨”量調(diào)節(jié)的失調(diào)，“荒漠區(qū)”變成了“草原區(qū)”，加重了水分循環(huán)的失調(diào)。且頂部溫度比預(yù)想的高的多，促使水循環(huán)加快，使可飲用水的凈化跟不上。內(nèi)部海洋面積在減少，出現(xiàn)了水危機(jī)。為去除水體中的過(guò)量營(yíng)養(yǎng)元素，設(shè)計(jì)者們采用了藻類植物，但大量生長(zhǎng)的藻類植物的處理非常困難。因?yàn)閮?nèi)部“雨”量調(diào)節(jié)的失調(diào)，“荒漠區(qū)”變成了“草原區(qū)”，加重了水分循環(huán)的失調(diào)。且頂部溫度比預(yù)想的高的多，促使水循環(huán)加快，使可飲用水的凈化跟不上。內(nèi)部海洋面積在減少，出現(xiàn)了水危機(jī)。主要問(wèn)題出在水分循環(huán)，模擬生態(tài)空間在無(wú)風(fēng)無(wú)云的狀態(tài)下如何控制水循環(huán)確實(shí)是一大難點(diǎn)，需要請(qǐng)教相關(guān)領(lǐng)域的專家。

4）食物短缺盡管第一批進(jìn)住的“生物圈人”都是能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境并有充分思想準(zhǔn)備的各路英雄，然唯缺少種地的“農(nóng)民”。盡管農(nóng)田區(qū)占了很大的比例，但種出的麥子、水稻卻不結(jié)籽。糧食供給遂成問(wèn)題，最后餓的“生物圈”人到了食紅薯根的田步。在第二次實(shí)驗(yàn)中，指揮部門從尼泊爾物色了一名32歲的農(nóng)學(xué)院畢業(yè)的大學(xué)生作為“生物圈人”進(jìn)住后，打出的糧食反到吃不完了。這里暴露的問(wèn)題是挑選的“生物圈團(tuán)隊(duì)”能力不足，這個(gè)項(xiàng)目的意義在于探索生態(tài)圈能否復(fù)制，非技術(shù)缺陷而因生存能力影響進(jìn)度是不應(yīng)該的。如上，我們從“生物圈二號(hào)”的失敗案例中汲取足夠的營(yíng)養(yǎng)，作出一些針對(duì)性的調(diào)整，成功率比起上一次會(huì)有顯著的提升。此外我們的“生物圈三號(hào)”還有另外兩大優(yōu)勢(shì)，首先如今的科技比起二十年前有了非常大的進(jìn)步，當(dāng)時(shí)許多難以解決的問(wèn)題如今已算不上什么難題；此外“生物圈二號(hào)”歸根結(jié)底是美國(guó)的民間行為，組織上是松散的，而在我國(guó)政府主導(dǎo)之下的“生物圈三號(hào)”，在專業(yè)性、執(zhí)行力上，都更具優(yōu)勢(shì)。期望看到我國(guó)通過(guò)對(duì)“生物圈三號(hào)”的探索與反思，在將來(lái)的外星移民、星際探索、未來(lái)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域取得一定的先機(jī)。在《火星救援》的結(jié)尾，男主得到中國(guó)航天局的幫助才得到救援