乌克兰战争改变全球科学的七个方面

在短短5个月的时间里，俄罗斯对乌克兰的战争已经造成数千人死亡，数百万人流离失所，并破坏了全球地缘政治和经济。它也在标记科学。的乌克兰受灾最严重在美国，研究人员目睹了他们的研究机构遭到轰炸，他们的生计也面临着剧变和威胁。在俄罗斯，科学家们正在与针对该国行动的抵制和制裁作斗争。更广泛地说，这场危机造成了经济和政治裂痕，已经影响到了物理学、太空、气候科学、粮食安全和能源等领域的研究。长期的冲突可能引发科学合作模式的重大调整。

以下是这场战争已经在影响研究的七个方面，并可能在未来几年或几十年里改变它。

乌克兰的研究陷入危机

今年3月，基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学的等离子体物理学家Olena Prysiazhna逃离乌克兰战乱逃往荷兰。从那里开始，Prysiazhna和许多乌克兰科学家一样，不遗余力地继续她的研究和教学——经常在网上向从防弹库登录的人们讲课。她见证了战争成为许多研究人员的日常现实。她说:“我的一个学生说，他以前的成绩付之东流了。”

自俄罗斯今年2月入侵以来，乌克兰估计已有4900名平民死亡，约6000人受伤，560多万人逃往欧洲国家，造成了该地区一代人以来最大的难民危机。另有630万人在国内流离失所。受影响的人中包括乌克兰约9.5万名研究人员:据居住在美国的出生于乌克兰的物理学家George Gamota估计，其中约四分之一(2.2万人)已经逃离了乌克兰。George Gamota在1991年乌克兰脱离苏联独立后帮助乌克兰发展了自己的科学体系。

战争摧毁了一个缓慢现代化的研究系统，这个系统开始与欧洲伙伴整合。许多大学和科学中心遭到严重破坏——例如，哈尔科夫物理与技术学院的中子源在3月和6月遭到轰炸。美国能源部科学办公室首席副主任Steve Binkley在4月份的一封信中表示，可能需要数年时间才能恢复科学基础设施。他在信中鼓励资助方接待受冲突影响的科学家。

美国农业部是众多帮助乌克兰难民科学家继续工作的组织之一。波兰等邻国已经接收了120多万难民，是最快采取行动的国家之一:波兰科学院已经资助了数百名乌克兰学者。波兰现在是乌克兰最大的研究伙伴，在2019年超过了俄罗斯(见“乌克兰的国际研究关系”)。

在乌克兰，公共卫生研究人员不仅担心战争造成的直接生命损失和健康危机，还担心持久的创伤。世界卫生组织乌克兰小组发言人玛格丽特·哈里斯说:“许多人的房屋被夷为平地。”“对强大心理护理的需求将会大幅增加。”

现在俄罗斯已经大部分撤回到该国东部，生活——和研究——正在一些地区恢复，包括利沃夫、基辅、第聂伯罗和文尼茨亚。但是这个国家的大部分地区仍然每天晚上都有空袭警报，炸弹不分青红皂白地落下。理论物理学家Oleksiy Kolezhuk说，许多人担心冬天会带来俄罗斯新一轮的军事进攻。他在一月份(入侵之前)离开了基辅国立大学的工作，到美国任教，目前在德国美因茨有一份临时的工作。他说，科学和教育的优先级相对较低，但许多人希望战后重建将为乌克兰提供一个重新设计其科学体系的机会，并与欧洲和美国更紧密地融合。“如果我们重建，我们将利用这个机会做出改变，”他说。“但没有人能预测这种努力何时真正开始。”

俄罗斯成了一个贱民

与此同时，俄罗斯的研究人员表示，对入侵的反应切断了他们国家与国际研究的联系，许多人已经离开俄罗斯去寻找更好的前景。欧洲和美国的科研机构已经切断了与俄罗斯的科学联系，包括取消了一些联合项目。

乌克兰战争对能源、气候和食物意味着什么

“人们对俄罗斯的行为如此反感，以至于科学是国际化的，以及研究人员在任何情况下都要合作的正常口号已经变得苍白无力，”美国驻俄罗斯科学历史学家、剑桥麻省理工学院名誉教授罗兰•格雷厄姆(Loren Graham)说。他一直与俄罗斯研究人员保持联系。“俄罗斯知识界的士气非常低落，”他补充道。

许多俄罗斯学者签署了谴责战争的信件，尽管官方机构，如俄罗斯校长联盟(代表数百名俄罗斯大学的校长或校长)支持入侵。

俄罗斯的研究人员说，限制商品和资金流动的制裁正在影响实验室工作。一名六年前离开欧洲岗位在圣彼得堡建立实验室的科学家说，关键的试剂和设备供应已经被切断，与西方同事的合作关系紧张，他的大多数年轻科学家都想离开。他正在努力帮助他们这样做。“这是灾难性的，”这位由于担心政治报复而要求匿名的科学家说。“所有人都很震惊。”

俄罗斯科学基金会4月建议，科学家们寻求与包括中国、印度和南非在内的国家建立“新的资助伙伴关系”没有公开切断与该国的研究联系。Graham认为这样的转变是可能的，但是俄罗斯的研究人员仍然希望恢复与美国和欧洲同事的联系(参见“俄罗斯的国际研究关系”)。

一些科学家预计，俄罗斯研究人员的孤立状态将持续一段时间，使该国的科学落后10年或20年，并导致年轻科学家的大量人才流失。哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的x射线物理学家Robert Feidenhans’l说，即使俄罗斯明天就撤军，那些与俄罗斯断绝联系、重新开始与该国合作的科学机构，尤其是那些支持战争的机构，也会受到太大的伤害。对于恢复关系的前景，他说，“我不认为这是一个选项。”

物理学和太空受到了冲击

俄罗斯处于大多数国际科学网络的边缘，这使得西方国家更容易切断合作。但它在一些全球研究中确实发挥着重要作用。大规模物理基础设施的工作，特别是在欧洲，可能会受到数年的影响。

俄罗斯历史上一直是一个物理学强国，物理学长期以来一直是科学外交的核心，东西方关系在整个冷战期间都在持续。但在美国入侵后，物理组织也在切断联系的行列中。欧洲核子研究中心是位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理研究实验室，它已经暂停了与俄罗斯下属科学家和机构的新合作和合同，并终止了与俄罗斯及其盟友白俄罗斯的一些现有协议，这些协议将于2024年到期——因此，这些国家下属机构的大多数科学家将无法再在该设施工作。这也可能会破坏计划中的升级:例如，欧洲粒子物理研究所的ATLAS实验正在寻找新的供应商和资金，以支付俄罗斯机构预计提供的3%的材料成本，ATLAS发言人Andreas Hoecker说。(一个例外是ITER，总部设在法国南部的国际核聚变项目:它的治理结构意味着即使国际成员想要驱逐俄罗斯，也没有办法。)

俄罗斯在乌克兰的战争迫使北极气候项目转向

与俄罗斯的决裂可能会在经济上打击一些组织。例如，价值12.5亿欧元(14亿美元)的欧洲x射线自由电子激光器(XFEL)推迟了俄罗斯科学家获取该设施的高能光束的能力，研究人员使用高能光束来探测物质的性质。俄罗斯今年按照惯例支付了26%的运营费用，总计3700万欧元，但一些人担心俄罗斯明年会决定不出钱。在德国达姆施塔特建造的耗资31亿欧元的反质子和离子研究设施(FAIR)很可能面临延期和额外成本。该公司已暂停与俄罗斯国家机构的合作，并正在审查与该国其他机构的合作，包括使用俄罗斯制造的部件。除了受到延期和成本影响外，欧洲实验室还将感受到俄罗斯专业技术的流失，特别是在加速器技术和相关领域。

在太空项目方面，欧洲-俄罗斯耗资13亿欧元的ExoMars项目，受到了特别的影响。它将于今年晚些时候搭载俄罗斯火箭升空，并使用俄罗斯设计的起落架将欧洲首个火星车送到火星表面。但欧洲航天局(ESA)现在终止了与俄罗斯的合作。ExoMars现在很可能被推迟到至少2026年，更现实的是2028年。欧空局正在考虑设计自己的起落架，可能是在美国宇航局的帮助下，但该任务的未来(此前已被推迟两次)取决于欧空局成员国是否会支付足够的资金来重新设计和维护准备发射的火星车几年。

国际空间站(international Space Station，简称ISS)是国际合作的一个罕见领域。这个绕地球运行的前哨站诞生于上世纪90年代美国和前苏联之间的关系中，目前由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大的航天机构管理。俄罗斯航天局局长德米特里·罗戈津(Dmitry Rogozin)发出了要让俄罗斯退出的威胁;上周，他被解职了。同样在他任职期间，该机构发布了一张照片，照片上国际空间站上的宇航员举着俄罗斯在乌克兰占领的卢甘斯克和顿涅茨克的国旗。然而，宇航员和宇航员仍在继续往返于国际空间站，包括乘坐俄罗斯的运输工具，在这个足球场大小的空间站上继续进行研究。(国际空间站的设计是相互依赖的，美国宇航局建造的一侧为俄罗斯建造的一侧提供电力，俄罗斯建造的一侧提供定期推进轨道的主要能力，这样国际空间站就不会在大气层中烧毁。)

北极科学改变航向

俄罗斯和其他国家科学家之间最引人注目的合作领域之一是北极研究，尤其是在气候变化方面。北极变暖的速度至少是全球平均速度的三倍，而俄罗斯约占北极环极地区的一半。

北极理事会是北极地缘政治合作的主要论坛，目前由俄罗斯担任主席，3月初暂停了正式工作。6月，该组织8个成员国中的7个同意在没有俄罗斯的情况下恢复有限的工作。由于资助机构或机构的限制，许多北极研究人员，特别是欧洲的研究人员，不得不暂停与俄罗斯科学家的合作。一些实地实验，包括监测永久冻土融化和驯鹿牧民景观变化的努力，转而在北美或欧洲北极地区工作而不是俄罗斯的北极地区。

有些工作可以远程完成，但不是全部。俄罗斯以外的研究人员可以使用地球观测卫星从远处监测全球变化的许多方面，比如西伯利亚野火。但是，地面测量往往需要确认卫星观测的准确性，而这些数据通常是由俄罗斯科学家收集的，可能短期内不会与非俄罗斯科学家共享。

“要研究北极气候，我们需要整个北极的数据，”特罗姆瑟挪威极地研究所的气候科学家Kim Holmén说。“如果我们不能自由分享数据和测量结果，我们的研究质量就会下降。”

气候反应中断

更广泛地说，这场战争似乎有可能对全球应对气候变化产生深远影响。它有造成了几十年来最大的能源冲击从而推高石油和天然气价格，重塑全球能源体系。这可能会对向清洁能源的过渡产生积极和消极的影响。

为了气候着想，保持北极通讯畅通

欧洲正艰难应对其对俄罗斯化石燃料的严重依赖，这使得欧洲陷入了一个尴尬的境地，即每月购买数十亿美元的燃料来补贴俄罗斯的入侵。8月10日以后，欧盟已经禁止从俄罗斯进口煤炭和其他固体化石燃料;另一项措施将在今年年底前逐步停止进口俄罗斯的大部分石油。然而，据布鲁塞尔智库Bruegel的经济学家西蒙娜·塔格里亚皮特拉(Simone Tagliapietra)说，中国和印度购买了西方禁运后留在市场上的大部分俄罗斯石油，俄罗斯现在出口的石油比战争开始前还要多。

目前还不清楚欧洲能否在不造成严重经济后果的情况下摆脱对俄罗斯天然气的依赖。《塔利亚皮耶特拉报》指出，俄罗斯已经减少了部分进口(见“欧洲天然气供应”)，但这主要是因为俄罗斯自己减少了天然气流量:俄罗斯已经切断了对几个拒绝其以卢布支付能源费用的国家的供应，并减少了对德国的运输，这也影响了对意大利、法国和奥地利的供应。

从短期来看，许多研究人员担心，价格上涨和对能源安全的担忧加剧，可能会转化为对化石燃料的新投资和补贴，而几乎所有其他东西的资金都在减少。最明显的例子是燃煤发电，由于德国、荷兰和其他国家没有通常的天然气储备，准备迎接冬天，这一行业在欧洲得到了提振;也可能对全球产生影响，包括对东南亚等地的煤炭投资。

尽管如此，欧洲国家也试图利用这一形势为契机，加速从肮脏的化石燃料向清洁能源的过渡;德国、意大利、荷兰和英国都宣布了加快利用可再生能源发电的计划。欧盟委员会(European Commission)提出了一项计划，旨在让欧盟国家迅速摆脱对俄罗斯能源的依赖，包括扩大可再生能源的使用，并促进氢气生产。加州大学圣迭戈分校的政治学家大卫·维克多说:“从长远来看，我对这将是有益的持谨慎乐观态度。”

国际紧张局势也可能影响到联合国气候公约会谈。对国家安全和经济竞争力的担忧可能会破坏全球在气候相关问题上的合作。这恰好是政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)为最新评估而开发的情景之一SSP3。在这种情况下，模型预测被称为“地区竞争——一条崎岖的道路”，定义为贸易战和民族主义的复兴，往往显示世界正在超越其气候目标本世纪气温上升了4摄氏度左右。

面向挫折

今年4月，António联合国秘书长古特雷斯(Guterres)认为，这场战争可能使五分之一的人类(17亿人)陷入几十年来从未有过的贫困、赤贫和饥饿之中。最直接的担忧是粮食不安全，原因是乌克兰和俄罗斯的粮食和燃料出口中断，以及其他国家在增加本国供应时实施的出口禁令。但援助预算的转移和全球对乌克兰的关注，再加上为抑制通货膨胀和全球经济衰退而提高的利率，似乎也可能削弱发展资金。

古特雷斯说，从更广泛的意义上说，战争、新冠肺炎大流行和气候危机的综合作用正在危及实现联合国17项可持续发展目标的进展，并警告说，贫困国家的发展将面临“失去的十年”。

对于致力于全球健康和可持续发展的研究人员来说，这是一幅暗淡的图景。“所有迹象都表明，由于俄罗斯的入侵，几乎所有指标都出现了急剧逆转，”联合国开发计划署(UN Development Programme)前高级顾问、现为华盛顿特区可持续问题独立顾问的亚当•罗杰斯(Adam Rogers)表示。

但这场危机可能会导致人们重新关注被忽视的研究领域。例如，关于肥料有效使用和无机肥料替代品的研究突然变得流行起来:今年6月，美国总统乔·拜登宣布了一项“全球肥料挑战”，为这一领域筹集资金。与能源危机一样，入侵乌克兰可能会导致食品安全研究得到应有的更多关注。

全球科学重塑?

伦敦大学学院(University College London)研究科技史的乔恩·艾格(Jon Agar)说，科学具有根深蒂固的国际性，因为研究人员认识到即使在冲突期间也要保持知识自由流动的重要性。

但他补充说，战争往往会改变这些优先事项，因为科学家们经常团结起来实现国家目标。例如，第一次世界大战导致了长期的分裂，将欧洲科学界重新划分为两个阵营，英国和法国的研究人员属于一个阵营，德国和奥地利的研究人员属于另一个阵营。

科学领域的国际合作最终倾向于遵循地缘政治结盟。因此，随着俄罗斯转向与中国和印度更多的合作，西方与俄罗斯长期的外交分歧也可能反映在研究上。这种想法是推测性的，部分原因是不清楚中国能从中获得多少好处。在7月的一份关于全球科学地缘政治的政策文件中，来自马萨诸塞州剑桥的哈佛肯尼迪学院(Harvard Kennedy School)等机构的研究人员得出结论，中国领导层将从最大限度地扩大全球科学合作中获得更多，而不是冒着损害西方合作伙伴关系的风险与俄罗斯进行双边研究，俄罗斯“在国际科学中处于不利地位”(见上文)go.nature.com/3nwduvb）.

尽管如此，英国曼彻斯特大学的科学政策研究员Kieron Flanagan说，俄罗斯的抵制出现在全球科学的紧张时期。包括英国和美国在内的许多国家都加强了对关键技术出口的控制，并对与一些国家(如中国)的国际合作提出了更严格的指导意见。他说:“我们可以察觉到更多的保护主义或技术民族主义的动向，这显然可能会影响到国家对全球科学合作的开放程度。”但弗拉纳根怀疑，其中一些措施可能更多地是为了控制前沿技术，而不是缺乏对全球研究的兴趣。

即便如此，一个地缘政治和制裁动荡的世界似乎很可能减缓跨境合作。艾格说，如果战争持续下去，“我希望研究合作能够重新调整。”