用一种尺度来观察事物，然后将结果延伸到另一种尺度的事物上并下结论，这
是我所知的无谓至极的一些争论的根源。无论是在人与人之间的关系上，还是在神
秘的科学争论中，均是如此。
围绕多种科学现象的发生，大自然体现出了其丰富的空间尺度及其相互作用。
时间尺度也是丰富多样的。凭经验我们知道风在吹，水在流，但地球充满活力的部
分并不限于这些。我们“固态”的地球并不是坚固的，在时间和空间上它并不是永
远不变的。事实上，作为对自然引力的响应，陆地也在运动。后面我们将看到，大
陆的漂移也会对气候和生命带来重大的影响。
诸如地震、滑坡或冰川等局部地球运动现象是可以在短暂人生的时间框架内进
行观察的。除此之外，一些主要的、大陆规模的地球运动会长达数千年到数百万年
不等，需要具备特殊工具和创新方法才能对这类运动加以观察。“固态”地球是如
何与空气、水和生命发生相互作用的，这对于将地球作为一个系统来认识是重要的。
即使人类对云层的微观物理学特征有较深入的了解，但这种认识本身并不会给
我们以太空的宏观尺度所观察到的地球天气行为提供太多的解释依据。因此，在讨
论天气、气候、生态社会及环境变化时，我们应选取什么样的尺度？
由于我们本身的视野十分有限，我们个人的经验不足以让我们观察到整个大自
然的重要现象。在这里，我们需要借助地球系统科学家这一更大集体的观察和推论，
来打开了解我们周围丰富多彩的大自然的窗口。研究结果与研究方法
有一些学者认为，没有深入的研究，我们对事物的认识就将是肤浅的，在这批
人当中一直弥漫着一种紧张情绪。确实，工业革命以来，学术的以及经济的成就是