乌克兰战争改变全球科学的七个方面

在短短五个月的时间里，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，研究人员的研究机构遭到轰炸，他们的生计也面临动荡和威胁。在俄罗斯，科学家们正在与抵制和制裁作斗争，以回应他们国家的行动。更广泛地说，这场危机造成了经济和政治上的裂痕，已经影响到物理学、太空、气候科学、粮食安全和能源等领域的研究。一场旷日持久的冲突可能会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。

乌克兰危机中的研究

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从乌克兰的冲突中逃到荷兰．在那里，Prysiazhna和许多乌克兰科学家一样，竭尽全力继续她的研究和教学——经常在网上向从防空洞登录的人讲课。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，他以前的成绩被烧掉了。”

自俄罗斯今年2月入侵乌克兰以来，估计已有4900名平民死亡，约6000人受伤，超过560万人逃往欧洲国家，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。乌克兰出生的物理学家乔治·加莫塔(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。他估计，受影响的人中包括乌克兰大约95,000名研究人员:其中约四分之一(22,000人)已经逃离了乌克兰。

战争摧毁了一个开始与欧洲合作伙伴整合的缓慢现代化的研究体系。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研究所的中子源在3月和6月遭到轰炸。美国能源部科学办公室首席副主任史蒂夫·宾克利(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，他鼓励资助方接待受冲突影响的科学家。

美国能源部是帮助乌克兰难民科学家继续工作的众多组织之一。波兰等邻国已经接收了120多万难民，它们是行动最快的国家之一:波兰科学院(Polish Academy of Sciences)支持了数百名乌克兰学者。波兰在2019年超过俄罗斯，现在是乌克兰最大的研究伙伴(见“乌克兰的国际研究关系”)。

在乌克兰境内，公共卫生研究人员不仅担心战争造成的即时生命损失和健康危机，还担心长期的创伤。世界卫生组织乌克兰小组发言人玛格丽特·哈里斯(Margaret Harris)说:“许多人的家园已沦为废墟。”“对强有力的心理护理的需求将大幅增加。”

现在俄罗斯已经大部分撤离到乌克兰东部，一些地区的生活和研究正在恢复，包括利沃夫、基辅、第聂伯罗和文尼察。但这个国家的大部分地区仍然每晚都有空袭警报，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(入侵前)辞去了在基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学的工作，到美国任教，目前在德国美因茨有一个临时任命。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。“但没有人能预测这项努力何时会真正开始。”

俄罗斯变成了一个贱民

与此同时，俄罗斯的研究人员表示，对入侵的反应正在切断他们国家与国际研究的联系，许多人已经离开俄罗斯，前往其他前景更好的地方。欧洲和美国的组织已经切断了与俄罗斯科学的联系，包括取消联合项目。

乌克兰战争对能源、气候和粮食意味着什么

研究俄罗斯科学的美国历史学家、剑桥麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)名誉教授罗兰•格雷厄姆(Loren Graham)表示:“人们对俄罗斯的行为非常反感，以至于科学是国际性的、研究人员在任何情况下都要合作的正常口号已经过时了。”格雷厄姆一直与俄罗斯研究人员保持着联系。“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(代表了数百名俄罗斯大学校长)支持入侵。

俄罗斯研究人员表示，限制商品和资金流动的制裁正在影响实验室工作。一位六年前离开欧洲的科学家在圣彼得堡建立了一个实验室，他说，关键的试剂和设备供应已经被切断，与西方同事的合作紧张，他的大多数年轻科学家都想离开。他正试图帮助他们这样做。“这是灾难性的，”这位科学家说。由于担心政治报复，他要求不具名。“每个人都很震惊。”

俄罗斯科学基金会在4月份建议科学家们寻求与中国、印度和南非等国家的“新的资助伙伴关系”没有公开切断与该国的研究联系。格雷厄姆认为这种转变是可能的，但俄罗斯研究人员仍然希望恢复与美国和欧洲同事的联系(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将持续一段时间，使该国的科学倒退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，那些已经断绝与俄罗斯合作关系的科学机构，特别是那些支持战争的机构，已经受到了太大的损害。关于恢复两国关系的前景，他说:“我不认为这是一个选择。”

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。但在入侵之后，物理组织也在切断联系之列。位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理研究实验室欧洲核子研究中心(CERN)已经暂停了与俄罗斯附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，这些国家机构的大多数科学家将不再能够在该设施工作。这也可能会破坏计划中的升级:例如，欧洲核子研究中心的ATLAS实验正在寻找新的供应商和资金，以弥补俄罗斯机构预计提供的3%的材料成本，ATLAS发言人Andreas Hoecker说。(一个例外是位于法国南部的国际核聚变项目ITER:它的治理结构意味着，即使国际成员国想这样做，也无法驱逐俄罗斯。)

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财务上打击一些组织。例如，耗资12.5亿欧元(14亿美元)的欧洲x射线自由电子激光器(XFEL)已经推迟了俄罗斯科学家使用该设施的高能光束的能力，研究人员使用这种光束来探测物质的性质。俄罗斯今年按惯例支付了26%的运营费用，总计3700万欧元，但有人担心俄罗斯明年会决定不捐款。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)的粒子对撞机可能会面临延期和额外的成本。该公司暂停了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。除了受到延误和成本影响外，欧洲实验室还将感受到俄罗斯专业知识的流失，特别是在加速器技术和相关领域。

在太空项目中，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由俄罗斯火箭发射，并使用俄罗斯设计的起落架将欧洲第一个火星车送到火星表面。但欧洲航天局(ESA)现在已经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，可能会在美国宇航局的帮助下，但这项任务的未来(之前已经推迟了两次)取决于欧空局的成员国是否会支付足够的费用来重新设计和维护准备发射的月球车几年。

国际空间站(ISS)是目前仍在进行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，现在由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大的航天机构管理。时任俄罗斯航天局局长的德米特里·罗戈津(Dmitry Rogozin)曾扬言要让俄罗斯退出;上周，他被解职了。同样在他任职期间，该机构发布了一张国际空间站上宇航员举着卢甘斯克和顿涅茨克旗帜的照片，这两个地区是俄罗斯在乌克兰占领的领土。然而，宇航员们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，研究仍在继续。(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。)

北极科学改变方向

俄罗斯和其他国家科学家合作的最引人注目的领域之一是北极研究，特别是在气候变化方面。北极变暖的速度至少是全球平均速度的三倍，而俄罗斯大约占据了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国，于3月初暂停了正式工作。今年6月，安理会8个成员国中的7个同意在俄罗斯缺席的情况下恢复有限的工作。由于资助机构或机构施加的限制，许多北极研究人员，尤其是欧洲的研究人员，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工作而不是俄罗斯的北极。

有些工作可以远程完成，但并非所有工作都可以。俄罗斯以外的研究人员可以利用地球观测卫星从远处监测全球变化的许多方面，比如西伯利亚的野火。但通常需要地面测量来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，短期内可能无法与非俄罗斯科学家共享。

挪威特罗姆瑟极地研究所的气候科学家Kim Holmén说:“为了研究北极气候，我们需要整个北极的数据。”“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，这场战争似乎可能对世界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，这使欧洲陷入了每月用数十亿美元购买燃料来补贴俄罗斯入侵的尴尬境地。欧盟已禁止从8月10日起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俄罗斯的大部分石油进口。然而，据布鲁塞尔智库Bruegel的经济学家西蒙娜·塔利亚皮耶特拉(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。

目前尚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。塔利亚皮耶特拉指出，俄罗斯减少了一些进口(见“欧洲的天然气供应”)，但这主要是因为俄罗斯自己减少了流量:俄罗斯已经切断了对几个拒绝以卢布支付能源的国家的供应，俄罗斯还减少了对德国的供应，这也影响了对意大利、法国和奥地利的供应。

在短期内，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，以及几乎所有其他东西的资金减少。最明显的例子是燃煤发电，随着德国、荷兰和其他国家在没有天然气储备的情况下准备过冬，燃煤发电在欧洲得到了推动;也可能对全球产生影响，包括东南亚等地的煤炭投资。

尽管如此，欧洲国家也在试图利用这种情况为契机，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。欧盟委员会提出了一项计划，以迅速使欧盟国家摆脱对俄罗斯能源的依赖，包括扩大可再生能源和促进氢气生产。加州大学圣地亚哥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的态度。”

国际紧张局势也可能影响到联合国气候公约谈判。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(ipcc)为最新评估制定的SSP3情景之一。在这种情况下，模型预测被称为“地区竞争-一条崎岖之路”，并由贸易战和民族主义的复兴定义，往往显示世界将超出其气候目标和气候变化本世纪气温将上升4摄氏度左右．

面向挫折

4月，António联合国秘书长古特雷斯认为，这场战争可能会使五分之一的人类(17亿人)陷入几十年来从未见过的贫困、匮乏和饥饿之中。最紧迫的问题是粮食不安全，原因是乌克兰和俄罗斯的食品和燃料出口中断，以及其他国家为增加本国供应而颁布的出口禁令。但是，援助预算的转移以及全球对乌克兰的关注，再加上为遏制通胀和全球经济衰退而上调利率，似乎也可能削弱发展资金。

古特雷斯说，更广泛地说，战争、新冠肺炎大流行和气候危机共同影响着联合国17项可持续发展目标的进展，并警告说，贫穷国家的发展将面临“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，这是一幅黯淡的图景。“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戏剧性逆转，”前联合国开发计划署(UN Development Programme)高级顾问、现华盛顿特区可持续性问题独立顾问亚当•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，关于有效利用肥料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。与能源冲击一样，入侵乌克兰可能会导致对粮食安全的研究得到更多应有的关注。

全球科学将被重塑?

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，保持知识自由流动也很重要。

但他补充说，战争往往会改变这些优先事项，科学家们往往会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在一个阵营，德国和奥地利的研究人员在另一个阵营。

科学领域的国际合作最终倾向于遵循地缘政治联盟。因此，随着俄罗斯转向与中国和印度进行更多合作，西方与俄罗斯长期以来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是否会从中获益。在7月份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市哈佛大学肯尼迪学院(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好处，而不是冒着损害其西方伙伴关系的风险与俄罗斯开展双边研究合作，俄罗斯是一个“在国际科学中处于不利地位”的国家go.nature.com/3nwduvb）.

不过，英国曼彻斯特大学的科学政策研究员Kieron Flanagan说，抵制俄罗斯正值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，并对与中国等一些国家的国际合作提出了更严格的指导意见。他说:“我们可以察觉到更大程度的保护主义或技术民族主义的动向，这显然可能会对国家对全球科学合作的开放程度产生影响。”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更加动荡的世界似乎可能会减缓跨境合作。如果战争持续下去，“我预计研究合作将重新调整”，Agar说。