D在亚利桑那州图森市外的凯特峰国家天文台，夜幕正在降临。这个时候，天文台的副主任米歇尔·爱德华兹(Michelle Edwards)通常会在里面准备在望远镜上度过一个夜晚。但在去年12月的这个晚上，她站在我身边，在暮色中看着两个世界碰撞。当星星出来的时候，点缀在下面风景上的电灯也亮了，在更明亮的文明上空留下了一个缩小了的银河弧线。“我的天，”爱德华兹说，他被巨大的城市光芒吓了一跳。
图森是一个明亮的气泡吞噬着东方的天空和猎户座的肩。一条光线较弱的蛇——10号州际公路从红光中蜿蜒而出，向北100英里，直到耀眼的凤凰城。在南边，越过墨西哥边境，诺加利斯的灯光下隐约可见另一个明亮的半圆形。
所有这些光线对在凯特峰的高级观星来说都是一种生存威胁。在过去的几十年里，天文学家采取了紧急措施来减缓甚至扭转它的传播。对他们来说，每个发光圆顶的边界都是一条战线，随着每一次战斗的胜负而扩大或缩小;头顶上不完美的黑暗是当地政策和数以百万计的集体行动的证明——或者是集体的耸肩和闪闪发光的广告牌和街灯的激增。
然而，这种光芒一直在蔓延。日落几小时后，凯特峰的一位天文学家告诉我，在充满杂散光子的天空下，分辨一个天文目标所需的时间是通常情况下的两倍。与全球变暖有关的强烈野火(比如在我访问半年后席卷山顶的野火)可能会给那里的望远镜带来更明显的风险，但越来越明亮的夜晚带来的微妙而有害的影响最终可能会对天文学构成更大的威胁。
物种逐渐被遗忘，空气中二氧化碳含量增加了百万分之几，海洋生物吞噬了塑料微粒——我们这个时代的许多生态灾难是很难用肉眼看到的。光污染就不是这样了，尽管通过望远镜观测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。在过去的十年里，生物学家发现浪费的夜间照明极大地破坏了动物、植物和连接世界的生态关系。这些影响遍及全球各个地区，远远超出了城市。英国埃克塞特大学(University of Exeter)著名保护生物学家凯文·加斯顿(Kevin Gaston)说:“你需要像考虑塑料污染或一些气候变化的影响那样考虑它。”
研究人员仍然认为，我们可以减少光污染，而不必做出太多牺牲。随着新的研究揭示了问题的范围，可能的解决方案也变得更加清晰。光污染是我们可以理解和管理的，就像烟囱排放或工厂废水一样。我们越早行动越好。卫星测量显示，超过五分之三的欧洲人和五分之四的北美人生活在光线过于充足的天空下，无法看到银河系。其他分析显示，地球上人工照明的表面积每年向外膨胀约2%，将剩下的真实夜晚地图变成了瑞士奶酪。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节省下来的钱和减少的碳排放收入囊中。相反，人类似乎打开了更多的灯。
事情并不一定要这样。布满星星的黑暗天空将再次成为常态而非例外，减轻本已陷入困境的生态系统的负担，同时将一些天上的奇迹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洲起草。然而，任何解决方案都更多地依赖于社会问题而非科学问题:我们能否持续进行必要的研究来恰当地定义和解决光污染问题?我们到底需要多少夜间照明?最关键的是，令人抓狂的是，有人在乎吗?
要给科学家和我们其他人一些信任，总是很难评估让世界沐浴在永恒的虚假黄昏中对生态的影响。对某些生物来说，灯是警报声;对另一些人来说，这是一个斥力场。光的时间、波长、方向和强度，以及观察者的眼睛，都是物质，不像金枪鱼中的汞或秃鹰中的DDT，光子不会留下持久可测量的化学痕迹。然而，综合来看，对至少160个物种的研究提供了充足的证据，证明人造光向自然界发送了一系列令人困惑的不合时宜的信号——醒醒!隐藏!打猎!这样飞行!改变你的新陈代谢!
去年5月的一个早晨，我驱车前往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。他在谷仓椽上的燕子窝上挂起了小圣诞彩灯。她爬上梯子，把看起来像蠕动的、长着短茬羽毛的恐龙一个个拉出来，用她温暖的手掌轻轻地抓着每只小鸡，对它们进行了一连串的测试。她说，父母们不知道把他们的巢穴移到远离灯光的地方，灯光对他们的孩子的身体造成了伤害。与周围没有光照的雏鸟相比，在只有一个小灯泡的环境中长大的雏鸟发育迟缓，体重不足。伯吉斯告诉我:“光能一直深入到它们的细胞深处，真是太不可思议了。”
伤害单个家燕幼雏的因素也会影响整个物种，甚至生态系统。在近海，人造光可能会导致紧抓水面的造礁珊瑚立即停止产卵，把本该同步爆发的新鲜生命变成无用的、不合时宜的卵子和精子的喷涌。仅在美国，每年就有数亿到10亿只鸟在撞到窗户后死亡，其中许多是在室内灯光的召唤下死亡的。
昆虫尤其面临着可怕的后果。飞蛾不停地扑向灯泡，科学家们至今还不太明白其中的原因。蟋蟀的叫声正逐渐与昼夜节律脱钩。在英国农村，研究表明，在LED路灯照明的路边树篱中，毛毛虫的数量急剧下降。几乎可以肯定，光污染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严峻的终点。
光污染波及生活的多个领域。在2017年的一项实验中，带着夜视镜观察白菜蓟植物的科学家证实，环境光线阻止了夜间授粉昆虫的繁殖。白天的传粉者无法弥补这一缺口，所以植物结的果实更少，这表明夜晚变亮的效果最终会出现在超市的过道上。虽然夜间的光线会让我们喜欢的昆虫失去信心，但它却能让我们鄙视的昆虫充满激情:蚊子埃及伊蚊这种蚊子每年导致4亿多人感染登革热和寨卡病毒，令人震惊。它似乎被鼓励在人造光的存在下多咬人，另一种传播西尼罗河病毒的蚊子也是如此。
过去，这样的观察记录在专业期刊上，每次只记录一种生物，与更广泛的研究项目无关。但在20世纪90年代末，洛杉矶的两个自称环境“麻烦制造者”的研究生开始收集这类故事的档案。从律师转行的生态学家凯瑟琳·里奇(Catherine Rich)获得了几个博士项目的录取，但当她去寻找能让她研究光污染对野生动物影响的顾问时，没有人愿意接受。她说:“我经常会听到‘你可能不会有任何结果’这样的话。”但里奇和她现在的丈夫特拉维斯·朗科尔坚持这个问题，并组织了一场后来被证明是关于这个主题的开创性学术会议。
在2002年的会议上，一篇2004年的综述论文和随后的一本书中，Longcore和Rich避开了另一个平行的研究领域——持续探索生活在更明亮的室外和更明亮的室内世界对人类健康的影响。18新利官网多久了(我们知道，晚上暴露在光线下与无数问题有关，从明显的睡眠中断，到更令人惊讶的乳腺癌风险增加，都有，但目前还不清楚这在多大程度上是室外光污染，而不是我们的发光屏幕和室内设备。)即便如此，记者和公众开始接受这样一个观点:从生态学角度来说，光污染是真正的污染。到2011年，像加斯顿这样实力雄厚的欧洲生态实验室开始着手研究这一课题，并开始得出自己的研究结果，并对相关文献进行meta综述。截至今年，Longcore和Rich的综述论文已被引用超过1500次。
这些结果中有许多都涉及到最容易想象的光污染:一种单一的强光源照射在一辆新型SUV的LED大灯的刺眼强光下。然而，最近，其他人关注的是我从凯特匹克看到的更微妙、更全面的光泡效应。最新的、最艰苦的生态学研究结果表明，即使在看不到特定光源的情况下，这种程度的环境光污染也会产生生物后果。
最近在德国一个湖泊的水箱和圆顶下进行的一系列实验表明，明亮的天空本身就会导致褪黑激素(一种黑暗的激素信使)水平下降，并改变欧亚鲈鱼的生殖激素。去年的另一篇论文表明，在南非，白茫茫的夜晚让蜣螂迷失了方向，它们仰望银河，指引自己完成在稀树大草原上掩埋粪便这一不起眼但至关重要的任务。然而，由Longcore领导的2021年的另一项研究表明，加州海滩上的低光照阈值可以阻止珩科鸟栖息，阻止一种名为grunion的鱼跳到岸上产卵。
所有这些都很重要，因为从天空中发出的圆顶光可以在数百英里外的州际边界看到，研究表明，它们在区域范围内吸引候鸟和昆虫。即使在地球上这些圆顶还没有到达的稀有角落，生物似乎已经适应了光线最微弱的变化。例如，在北冰洋的冬天，浮游生物每天都在上升和下降，尽管太阳从未突破地平线。捕鱼或采矿产生的人造光也会扰乱这一系统。
在这一切的另一边，并没有真正的、有组织的“支持天空”的反对派向政客们输送资金，或推出与之相反的研究。科学家们断言，问题在于目前的照明趋势是由毫无疑问的发展和数以百万计不知不觉的人类决策所驱动的。撇开那些因贫穷和被忽视而陷入黑暗的地区不谈，很少有社区能够成功减缓光明的推进。
在我在凯特峰逗留的两周前，我站在弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台附近的黄松下，在深夜的寒冷中瑟瑟发抖，凝视着月食。当地球的阴影滑过月球表面时，光秃秃的黑色天空加深了，星星变得更亮了，就好像照片编辑器在摆弄远景的对比度。
不过，整个旅程中最难忘的部分是俯瞰弗拉格斯塔夫的俯瞰。除了个别的红绿灯外，几乎没有照明。你可以眨眨眼睛，让自己相信你俯瞰的是一个宁静的沿海小村庄，而不是一个人口超过7.5万、希望在前往大峡谷的路上吸引游客的山城。它看起来就像一个现代化的小角落，不知怎么地，它学会了闭上眼睛睡着了。
迄今为止，对黑暗天空最成功的防御都是在天文学家能够聚集在具有经济价值的设施周围的地方。1958年，几乎同一时间，蕾切尔·卡森得到了催生寂静的春天和现代环保主义，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的天空景观。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——一个并不以集体主义和大政府政策而闻名的地方——从那以后就一直是黑暗天空运动的中心地带。
两年前，在向南几百英里的地方，来自周围托霍诺·奥达姆(Tohono O’odham)民族的天文学家和部落向导骑马登上了凯特峰(Kitt Peak)的山顶，在山顶的篝火旁交流西方和土著的恒星故事。不久，联邦政府从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开花结果。
随着附近图森市的光污染日益严重，凯特山顶的天文学家们找到了像蒂姆·亨特这样的盟友。蒂姆·亨特是一名医生，他从小在芝加哥郊区透过榆树看到银河系，然后无助地看着人造光使银河系变暗，就像荷兰榆树病使树木腐烂一样。1988年，凯特峰天文学家大卫·克劳福德和亨特一起成立了国际暗天协会(IDA)，希望建立一个更广泛的联盟，包括他们在弗拉格斯塔夫的盟友。
多年来，随着支持者们目睹黑暗逐渐消失，追踪黑暗所需的工具和技术也不断进步。光污染建模从纸笔方程发展到计算机射线追踪模拟。精密的广角相机使得从地面测量天光变得更加容易，卫星图像开始显示出遍布全球的蜘蛛网。总的趋势过去是，现在仍然是令人沮丧的:研究人员对这个问题研究得越好，它看起来就越糟糕。
国际开发协会及其附属研究人员拒绝接受光污染会随着城市发展而加剧的假设。通常，预防犯罪是市政当局取缔夜晚的借口。但这种方法的效果如何呢?关于光线抑制犯罪的最确切证据，或许来自于2016年开始的一项实验。在这项实验中，犯罪学家将近400个篮筐大小的照明塔拖进了纽约市住房开发项目的公共户外空间。这些蓝白色的装置由他们自己的便携式燃料发电机供电，从日落到日出都是开着的，晚上在灯塔周围的户外犯罪下降了45%
但黑暗天空研究人员指出，这些高塔比路灯要亮得多。他们还指出，任何反犯罪政策的伦理性都是可疑的，这种政策依赖于让大多数少数族裔社区整夜处于监狱院子里的泛光灯下。事实上，在整个美国大陆，夜晚的光线负担和其他已知的污染物一样，更沉重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大量增加的另一个常见理由。但在这一点上，科学家们也认为，亮度标准是由习俗而不是科学驱动的。2018年，来自英国和美国的照明研究人员扫描了欧洲和北美的法规。他们总结道:“对于目前许多道路照明指南中推荐的照明水平，似乎几乎没有可靠的经验支持。”
其他的照明选择取决于行业和个人，许多人仍然没有被这个问题所影响或无动于衷。在黑暗的天空圈里呆上一段时间，你就会听到诅咒的说法:这是一个启示的时刻，揭开面纱的时刻，当你突然看到糟糕的、浪费的灯光，然后就无法视而不见。(我的灵感来自于我在北卡罗来纳州罗利(Raleigh)的社区散步时，当时我意识到，一段更富裕、更白人的“历史”街区的琥珀色路灯更暗，而相邻的历史黑人街区的白色灯具更刺眼。)
许多活动人士也把这个诅咒当作行动的呼吁。在弗拉格斯塔夫观看月食后的第二天，我和克里斯·卢金布尔(Chris Luginbuhl)在该市的黑暗天空酿酒公司坐了下来。他配合着，点了一个“昼夜节律”。不过，那杯刚入鼻的啤酒已经喝完了，所以他喝了杯棕色麦芽酒。
卢金布尔曾是附近美国海军天文台的天文学家，40年来一直致力于保护弗拉格斯塔夫的天空，他比几乎任何人都更了解黑暗天空科学领域及其进展。他和他的联盟“就像约翰·缪尔(John Muir)的角色，”一位同事告诉我，“有点疯狂，但超级热情。”卢金布尔解释说，这里的路灯是暗橙色的，因为蓝光在夜间对大多数动物(包括人类)和附近的天文台更有破坏性。这是因为较蓝、波长较短的光子更容易在空气中散射，形成局部的光雾。
卢金布尔一边喝着啤酒，一边称赞自己的小镇是一个典范，证明了其他社区可以效仿的理念。2017年，美国国家公园管理局在弗拉格斯塔夫市和规模类似的怀俄明州夏安市外部署了一台超灵敏的全景摄像机。美国没有类似的黑暗天空条例。夏安镇的亮度是弗拉格斯塔夫镇的14倍，周围被捕获的光的气泡是它的8倍。卢金布尔说，他的策略很简单，就是向人们展示星星，并让他们相信，能够看到星星是一个选择的问题——增长与荒野之间不存在零和冲突。“我认为星星会胜过光吗?”几乎每次都是，”卢金布尔说。“它们是令人费解的，每个人都需要让自己的思维弯曲。”
1942年春，纳粹德国派出u型潜艇偷渡大西洋，掠夺美国的航道。货物成吨地沉没，溺死的尸体被冲上岸，很快就可以清楚地看到，潜艇炮手在夜间通过观察海岸天空中船只的黑色轮廓来拦截船只。
迈阿密等城市的民选官员和商会被迫调暗灯光，关闭炫目的户外显示器。显然，这种光污染事关生死存亡。然而，三个月来，社区领导人以经济方面的担忧为由，迟迟不肯采取集体行动。近海的大屠杀最终促使富兰克林·d·罗斯福(Franklin D. Roosevelt)总统发布了一项行政命令，强制对沿海地区实施停电。随着防御性巡逻的加强，内陆许多英里内的社区限制使用夜间灯光，甚至用胶带封住汽车前灯，u艇袭击也随之减少。所有这一切都还在人们的记忆中:我已故的祖母当时还是个十几岁的孩子，她讲述了那个夏天在北卡罗来纳州赖特斯维尔海滩(Wrightsville Beach)关灯是多么严肃的一件事
波茨坦GFZ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·凯巴说:“这就像，哦，我的上帝。”即使在那个时候，“美国政府知道如何控制天光!我们不是在等待突破性技术的出现。”对于不必要的照明，可以有更智能、更数据驱动的指导;据推测，集体意愿也可以对其采取行动。
除此之外，很容易想象，地球上较富裕的地区会产生更多由废弃碳驱动的废弃光，蒸发真正的夜晚的残余，就像干涸的湖底的水一样，让地球上的生命在一个日益充满它们的世界里承受额外的压力。或者——这也是极有可能的——我们会注意到不规律的光线，就像我们会注意到邻居花园的洒水器不小心洒水了街道一样。只要有足够的克制，银河系就能再次在熙熙攘攘的人类社区上空闪耀。
要求调暗灯光的压力越来越大。美国多个州正在审查对黑暗天空友好的立法提案。在候鸟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，超过100座市中心建筑在刚刚过去的春天调暗了灯光。自2001年国际开发协会开始识别那些黑暗天空被保护的地方——当然，弗拉格斯塔夫是名单上的第一个——全球已有近200个这样的地方获得了认证。
欧洲正在出台更大胆的政策。在法国，2019年通过的一项法律禁止企业整夜照明装饰灯和标识。德国已经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一个主要目标。在技术方面，LED制造商察觉到一个未被满足的需求，正在向市场添加对黑暗天空友好的、向下指向的长波长灯具。柏林的霍尔克实验室——那些关于天光的奇特湖泊实验的发起人——已经开发出了光的原型，这种光不会发出对大多数昆虫有害的波长。博伊西州立大学(Boise State University)的生态学家杰西·巴伯(Jesse Barber)对我说:“这个问题的疯狂之处在于，它太他妈容易解决了。”他呼应了整个黑暗天空圈的普遍看法。
没见过的东西很难让人在乎。银河系——一个令人敬畏的闪光炸弹，我们的祖辈和所有先人随时都可以看到——是限制光污染的最大回报。但与美国西部的居民不同的是，居住在人口密度更大、更明亮的美国东部的人们，如果不驱车数小时前往孤立的黑暗地带，就连银河系的全貌都看不出来。不过，还有其他方面需要考虑。
最近，我在自己的世界里发现了一个安静的小奇迹:在北卡罗莱纳州中部皮德蒙特(Piedmont)我家附近的老松树林中，发现了一种幽灵萤火虫。这种物种的雄性每次会开灯长达30秒，潦草地写下模糊的、浮动的信息，而雌性则静静地坐在下面，闪烁着沉默的、绿色的回答。
2021年，公民科学家在该州一些城市化程度最高的县发现了这种萤火虫的种群，当然，它们一直都在那里。它们很容易在人们注意到之前就被铺设到灭绝了。寻找这种物种的昆虫学家，北卡罗莱纳州的Clyde Sorenson，甚至在自家后院偶然发现了一个种群。“我在那里住了25年了，”他不好意思地告诉我。
今年春天的一个晚上，我迫不及待地把车停在了他的车道上。我们带着大灯，在树叶间嘎吱作响，一只牛蛙在背景中咆哮。这是一个新物种，我们不知道它在一年中的确切时间或合适的天气。我们知道黑暗是必要的。
显然，萤火虫对光的程度很敏感，光是它们交流的媒介。研究表明，环境光污染会阻碍萤火虫求偶，以至于有些物种甚至懒得去尝试。那天晚上我们走着走着，我们手机里的光线、树丛里的街灯、邻居家的安全照明灯不断射进来，照亮了所有萤火虫可能的藏身之处。
但接着我们看到三只挤在一起的雌猩猩，像放错地方的星星一样闪闪发光，从遮挡眩光的落叶的阴影缝隙中闪闪发光。他们的身体有米粒那么大。我凑近看，每只萤火虫的星都分成两个翠绿色的圆点，这是两个并排的发光器官，它们各自发出微弱的瓦数，射入散落的黑暗残余中——这种广播持续了大约半个小时，直到那天晚上的轮班结束，它们才眨眼熄灭。
*编者注(9/29/22):这句话在发布后被编辑了，以纠正蓝白色固定装置何时被打开的描述。
