美国曾做了一组实验，将4男4女关一起长达两年，结果怎样|太空|实验|月球|火星|生物圈|美国

关于世外桃源的想象，几乎每个时代都出现过。陶渊明写渔人偶入桃花源，那是逃避战乱的一种寄托。而在20世纪80年代末的美国亚利桑那州，一批工程师和投资人却把这份想象翻译成了钢筋、玻璃和空气循环装置，砌起了一座号称＂迷你地球＂的封闭建筑，还挑了四位男性和四位女性住了进去，一关就是两年。这场被命名为＂生物圈2号＂的实验，把人类关于离开母星、自建家园的野心，摆到了显微镜下来观察。

先聊聊这座建筑本身。生物圈2号坐落于亚利桑那州奥拉克尔的一处园区内，是一座地球系统科学研究设施，占地约3.14英亩，也就是1.27公顷，最初被设计成一套人工的、物质意义上封闭的生态系统，或者叫活体展示馆，直到今天，它仍是人类建造过的最大的封闭生态系统。工程建设始于1987年，1991年完工，最初的目标是测试封闭生态系统能否在外太空替代地球生物圈，为人类提供长期生存的支撑。

真正推动这件事的人，是美国工程师约翰·艾伦。这套水族馆式的构想诞生于上世纪八十年代，艾伦时任＂太空生物圈风险投资＂公司总监，该合资公司在1984年买下了后来的建址。资金则来自石油富豪爱德华·巴斯，整个工程最终吞掉了约1.5亿至2亿美元。1989年建设阶段结束时，园区呈现出三大板块，其一是地上气密的玻璃罩区域，其二是地下的＂技术圈＂，其三则是供人居住的生活舱。

要在美国西南部的沙漠里凭空搓出一整套地球生态，难度不小。从主罩内部望出去，能看见前景的稀树草原和背景处的模拟海洋。设计者一共划出了五大生物群落，包括雨林、带珊瑚礁的迷你海、红树林湿地、稀树草原和沙漠，再加上一片供住户耕种的农田和一间人类居住舱。为了保住这份精致，玻璃罩外围还配了两个巨大的膜结构装置，形状像肺，专门用于吸纳内部空气热胀冷缩带来的体积变化，以免玻璃因内外压差破裂。

再谈另一层野心。当时美国刚刚从太空竞赛的余温中走出来，火星、月球殖民的话题正热。艾伦团队的算盘打得响，如果生物圈2号能够在地表证明封闭系统足以自我维持，那么把同款方案缩小、搬上飞船，人类就有机会去别的星球开新家。这是把科幻搬进现实的一次尝试，也是一次对生态学、工程学、气象学乃至群体心理学的综合应试。

1991年9月26日清晨，八位科研人员正式走进气闸门，把身后的空气与地球分开。当年的这场＂人类实验＂把八位研究者封在了三英亩多的多样生态系统里，一待就是两年，目的是测试一个封闭生态系统在外太空维持人类生活的可行性。这支队伍里既有医学博士，也有种植专家、机械工程师和潜水员，年龄和背景各异，四位男性和四位女性组成两性均衡的乘组结构。

进舱之前，很多人预想的是浪漫的田园生活。但真正的日子远没有那么诗意。八人日常要负责耕作、饲养家禽、维护设备、记录数据、烹饪、清洁，还要抽出时间接受外界采访。第一年里，他们几乎人人挨饿。生物圈2号内部的农业系统承担了大部分口粮供应，作物涵盖水稻、小麦、红薯、香蕉、木瓜、花生和几种豆类，虽然亩产已经相当高，但对于常年从事体力劳动的成年人来说，卡路里仍旧偏紧。有意思的是，尽管体重明显下降，医学检测显示，八位常驻者的血脂、血糖等指标反而更加理想。

真正的考验来自空气。封闭两年的过程中，实验多次濒临失控。冬季云层遮蔽了亚利桑那罕见的阴天，作物歉收，植物光合效率下降，舱内的氧气水平持续走低。到实验进行到第16个月时，八人已经能感受到明显的高原反应，爬楼梯要停下喘气，做饭时容易犯困。1993年1月14日晚上，外界的决定终于下达，用冷藏车运来的液氧被率先注入其中一个＂肺＂式圆顶，室内空气才回到勉强能维持科研工作的水平。

那16个月里，氧气到底跑到了哪里去，是全项目最耐人琢磨的谜。答案不在通风管道，而在墙里。生物圈2号内部使用了大量未完全固化的混凝土，混凝土在硬化过程中会持续吸收二氧化碳，把碳固化成碳酸钙锁进墙体里。土壤中活跃的微生物则把植物释放的氧气不断消耗掉，转化成二氧化碳。二氧化碳被墙＂吃＂掉，氧气就补不回来，收支两条线一起走偏，才凑成了那笔奇怪的呼吸账本。

除了空气问题，动植物的账目也很难看。为了模拟地球生态，团队一次性引进了约3800种动植物，物种密度远超真实自然环境。在这里，能找到一片沙漠中的海洋、一座火星公园，以及地球上最灼热的雨林冠层。密集的生物在有限空间里争夺资源，蜂鸟和蜜蜂在头几个月接连消失，蟑螂和蚂蚁却疯狂繁殖。分解者环节的短板也在这时暴露出来，缺乏足够的微生物和小型无脊椎动物去分解有机废物，物质循环出现断口，落叶、粪便和残枝逐步积压，进一步压迫了系统的自净能力。

1993年9月26日，八人从气闸门里走了出来，两千多名民众赶到现场，用掌声迎接这批＂回到地球＂的人。1994年6月，也就是第二次密闭实验进行到一半时，运营方＂太空生物圈风险投资＂公司解散，设施陷入停顿。1995年，哥伦比亚大学接手管理这座设施，用它开展各类实验，一直持续到2003年。此后园区一度面临被拆除、改建为住宅和商铺的风险，2007年被亚利桑那大学接管开展研究，并在2011年由该校获得全部产权。

要判断生物圈2号是不是＂失败＂，得看用哪把尺子量。就＂证明人类能封闭自足生存于地球以外＂这个原点目标而言，它显然没交出满分答卷。但从数据和方法论的沉淀来看，这次实验反倒给后来的封闭生态研究和太空探索留下了整整两代人受用的经验。

进入研究阶段后，亚利桑那大学把这座设施打造成了地球科学领域最重要的实验平台之一。生物圈2号的一项重要发现表明，当大气中二氧化碳浓度达到约600ppm时，雨林里的热带植物就不会再吸收更多的二氧化碳，而根据现有排放曲线，这一阈值预计将在2050年前后被触及。生物圈2号的海洋部分则被用来演示在当前大气二氧化碳浓度下，海水化学的变化如何显著拖慢珊瑚生长。

更值得留意的是，生物圈2号已经再次接过了它最初的火星梦。在园区一角，一间名为＂月球与火星太空模拟舱＂、简称SAM的密封栖息地正在运转。在这里，空气、水、食物都按远离地球农田与生命保障大气的场景进行测量与循环利用，SAM的研究不仅服务于未来宇航员生命保障系统，还承担着把这座设施打造成新一代太空栖息地关键测试场的更宏大目标。

SAM的主体正是基于生物圈2号1987年那间原型测试舱改造而来，那是当年判断人类能否在密封环境中生存的原始装置，之后长期闲置，直到SAM研究总监凯·斯塔茨牵头修复，改造后的舱体新增了带厨房、卫浴的乘员舱、工程舱、气闸、二氧化碳吸收装置和生命保障监测仪，可容纳最多四名乘员开展长期任务。

进入2025年10月，SAM完成了自1994年以来首次由人参与的生物再生生命保障试验。SAM开发与运行团队成员马西亚斯·比奇被密封在舱内，与144株矮生豌豆共处两周，这一实验旨在测试作物能否帮助人类在孤立环境中维持生存。

按照2026年2月20日亚利桑那大学研究与合作办公室的报道，更多作物将陆续进入SAM测试，计划持续至2026年年内，用以积累一份包含20种以上食物物种如何支撑密闭舱内空气再生的数据库。凯·斯塔茨表示，这批候选作物涵盖豌豆、小麦、水稻、大麦、莴苣、卷心菜、菠菜、红薯与白薯，形成的数据集将帮助确定长期载人任务需要多少平方米的作物，以及这些作物能循环多少碳。

再往深处想一层，生物圈2号已经不只是那场＂关八个人两年＂的老故事了。如今这里被改造成一个新的实验平台，用于理解生命如何从局部到整个星球去改造景观，研究团队希望借此帮助保护生物多样性、淡水资源与粮食安全。从更长远的角度看，生物圈2号的实验正在为改造火星的科学提供依据，与让火星变得温暖到能维持液态水的其他探索汇合后，恢复地球上的荒芜环境有望成为人类未来登陆火星的关键抓手。

回到最初的问题。四男四女被封两年之后到底怎样了？答案并不是一个惊悚故事的收尾，也不是一场彻头彻尾的科学翻车。八个人活着走了出来，健康数据甚至优于常人；他们留下的两万余份样本、上千份日志和一系列反直觉的观察，成为后来生态学、封闭生命保障与太空生物学教科书里必修的一章。1.5亿美元有没有花冤枉，见仁见智，但从今天亚利桑那大学在这块地里长出的一批批新项目来看，那笔投资至少还没有停止产生利息。