暗空保衛戰
都市文明的光擴散全球，看不見星星的日子越發平常，光害也擾亂生物時鐘。 如今環保意識抬頭，越來越多地區響應「暗空保護運動」。
黑夜降臨，美國亞利桑那州土桑市郊外的基特峰國家天文台（Kitt Peak National Observatory）副主任愛德華斯（Michelle Edwards）此時通常在室內準備望遠鏡進行夜間觀測。但是去年12月的這天傍晚，她和我一起站在暮色中，看著兩個世界的衝突：夜空中的星星開始浮現，地面上點點燈光也亮了起來。文明都市的亮光讓橫亙天際的銀河都相形失色，愛德華斯感歎道：「糟透了。」
土桑市像是巨大的明亮光穹，掩蓋了東方夜空星辰和獵戶座的肩部。一條比較微弱的光蛇從光穹中蜿蜒而出，那是10號州際公路，向北延伸160公里連接發光的鳳凰城（Phoenix），向南則穿越墨西哥邊境，若隱若現地伸入美墨邊境城市諾加利斯（Nogales）的半圓形光穹中。這些光對基特峰天文台高度精密的觀星工作造成嚴重威脅。數十年來，天文學家採取緊急措施來減緩甚至逆轉燈光擴張。對天文學家而言，光穹的邊界就是戰爭前線，隨著戰敗而擴大，或因取勝而縮小。頭頂上不完整的暗空，訴說著當地的暗空政策、無數次集體行動或者不行動，以及華麗的招牌和路燈擴散的結果。
然而光亮區域持續蔓延。基特峰的一位天文學家在日落後幾個小時告訴我，在充滿散射光子的夜空下，拍攝一個目標天體所需的時間是無光害狀況時的兩倍。與全球暖化息息相關的密集野火（我到訪後半年，便有野火席捲山頂），對於該處望遠鏡觀測工作顯然是明確威脅，但是如今益發明亮的夜晚所造成看似細微的有害影響，對於天文學研究來說可能更嚴重。
物種逐漸消失，空氣中二氧化碳濃度又增加了，海洋生物吞噬了塑膠微粒，我們這個時代的許多生態災難並非以肉眼直接可見。光污染（light pollution）則不然，雖說藉望遠鏡觀察研究對象的天文學家，可能是第一批真正注意到光污染危害（簡稱光害）的人。當然，光污染的影響範圍不限於天文學。10年來，生物學家發現造成光害的夜間照明，嚴重干擾了動物、植物和把全世界生命連接在一起的生態網絡。英國艾克斯特大學著名的保育生物學家加斯頓（Kevin Gaston）說：「應該把光污染想成如同塑膠污染或氣候變遷。」
研究人員仍然認為，可以在沒有犧牲的前提下減少光污染。新的研究揭露出這個問題的影響範圍，可能的解決方案也變得更加明確。人們可以了解並且控制光污染，一如管制煙囪排放廢氣或是工廠排放廢水，越早展開行動越好。衛星測量的結果指出，有超過3/5的歐洲人和4/5的北美洲居民生活在過亮的夜空下，以致於看不到銀河。其他分析則指出，地球表面人工照明的面積每年增加約2%，使得實際的夜間地圖猶如瑞士奶酪般坑坑洞洞。除此之外，近年來LED技術使得照明費用變得更為便宜、能源使用效率更高，但消費者似乎並沒有把錢省下來，或是減少碳排放。相反地，人類點亮了更多的燈。
事態不需如此。漆黑且充滿繁星的夜空可以再次成為常態，而非例外。人們可以減輕已經陷入困境的生態系的負擔，同時讓美麗星辰再次進入尋常生活。在世界各地，有許多國家正在立法以實踐這個目標。然而，任何方案能否成功，關鍵都在於解決社會問題，而不是科學問題：能否支持必要的研究找出光污染並加以解決？夜間真正需要多少照明？最重要而且令人惱怒的是：有人在乎嗎？
持續籠罩在虛假暮光中的生態影響一直都很難評估，科學家和暗空保護運動的推廣者費盡心力。對於某些生物而言，一盞燈就如同一聲警報；對其他生物來說，燈光產生了像是排斥的力場。光照的時間、波長、方向和強度，以及生物接收光照的生理構造，都是重要影響因子。光害不像是水銀在鮪魚體內累積或是DDT對於禿鷹的影響，因為光子不會留下持久而且可以測量得到的化學蹤跡。
但總的來說，針對至少160個物種的研究，已提供充足的證據，證明人工照明在自然界中造成混亂，製造出許多不合時宜的訊息：醒來！躲起來！去狩獵！往這邊飛！改變新陳代謝！
去年5月的一個早晨，我開車前往北卡羅來納州鄉下的一座養牛場，拜訪北卡羅來納州立大學的博士生勃吉斯（Murry Burgess）。她先前在穀倉屋樑上的燕子窩掛起一串小小的耶誕燈飾。勃吉斯爬上梯子，捉出一隻隻蠕動的雛鳥，那模樣有如長著羽毛的恐龍，然後她用溫暖的手掌輕輕握著雛鳥進行一連串檢查。她說，親鳥不知道要把巢從燈光下移開，而燈光對雛鳥的身體造成傷害。相較於鄰近沒有光照的雛鳥，這些雛鳥僅在一個小燈泡的照耀下，就有發育不良和體重不足的現象。勃吉斯告訴我：「光線造成的影響深入牠們體內的細胞，這真是太瘋狂了。」
光污染傷害了那座穀倉中的燕子雛鳥，同樣地也會傷害整個物種、甚至生態系。在近海，人工照明導致朝向水面生長的造礁珊瑚無法在同一時間繁殖，本應同步噴發的精子與卵子因而錯開了時間，讓新生命大量誕生的行動失敗告終。光是在美國，每年就有數億到十億隻鳥撞到窗戶死亡，其中許多是受到室內燈光所引誘。
昆蟲遭遇的後果更可怕，飛蛾出自於科學家還不太了解的原因持續撲向燈泡、蟋蟀的鳴叫與日夜節律脫鉤。有研究指出，在英國鄉村，LED路燈使路邊樹籬中的毛毛蟲數量大幅減少。幾乎可以肯定光污染正在加速昆蟲的末日，地球上，昆蟲的生物質量（biomass）總量正在減少，但是很少有研究關注這個殘酷的結局。
光污染波及許多生命領域（domain）。在2017年發表的一項實驗中，科學家戴著夜視鏡觀察捲心薊（cabbage thistle），發現環境中的光妨礙夜行性授粉昆蟲活動。白天傳粉動物的活動無法彌補，植物的果實因而變得更少，這代表變得更亮的夜晚其最終惡果可能會顯現在超級市場中。夜間光線導致益蟲失去動力，卻讓害蟲充滿活力：每年導致四億多人感染登革熱和茲卡病毒的埃及斑蚊，似乎在有人工照明的情況下更容易叮咬人；傳播西尼羅河病毒的另一種蚊子也是如此……
【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人〉2022年第250期12月號】
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