當你在炎熱的日子裏進行戶外鍛煉時，會流汗；當你在寒冷的日子裏站在戶外時，會發抖。這些反應是你的身體維持一個穩定的內部溫度的方式。不管戶外是什麽樣的條件，你的身體都力圖維持37℃的穩定體溫。身體演化出了複雜的生物機製來幫助你實現這一點。
蓋亞假說由詹姆斯·洛夫洛克於1972年提出，它指出：在過去的37億年裏，生命以類似的方式積極地調節地球的環境，使用多種全球性質的反饋機製，來維持對自身有利的條件。換句話說，這一假說想象生命並非這個星球上被動的乘客，反而為了自身的利益持續地塑造和改變著地球。
形容該假說為頗具爭議的還屬於輕描淡寫。人們不是熱愛它就是厭恨它。很長一段時間裏，科學界中它的反對者占據了上風，但是，自20世紀80年代中期以來，該假說的一些內容再度流行起來，現在已經被廣泛接受了。但是，其支持者獲取這種認可的方式很有意思，他們從商業界借來了一個策略：如果你的公司名字備受爭議，很簡單，換一個名字。類似地，蓋亞假說普遍認可的並不是它的這個名字。而是“地球係統科學”這個名字。
在想出蓋亞假說之前，洛夫洛克已經作為一名傑出的化學裝置發明家而名聲在外。他最著名的發明當數電子捕獲檢測器，可以從氣體中發現微量的化學物質。正是這個裝置，揭示了破壞臭氧層的氯氟烴正在大氣中快速地積聚，引發全球頒布使用禁令。
洛夫洛克有一個性格特點很出名—獨立。發明的成功給了他足夠多的財產，使他能夠盡享這種獨立。他可以拋棄產業界和學術界，為自己工作。他的工作地點，不是實驗室，而是英國威爾特郡他的一間花園棚屋裏。他很喜歡說如今大多數科學家都不過是他們雇主的奴隸罷了。
20世紀60年代，蓋亞假說開始在他的腦中成形了，當時NASA就如何弄清火星上是否存在生命征求了他的建議。NASA基於他發明家的聲譽，認為他會設計一個探測生命的裝置，讓他們可以發射到火星上去，但是相反，他卻認為NASA不需要發射任何東西到火星。他們可以簡單地通過在地球上分析火星的大氣，確定火星是否有生命，因為—這是他很棒的觀點—通過改變大氣的化學構成，使大氣保持在一種不穩定的狀態下，生命會不可避免地暴露其自身的存在。
他認為，這一狀態正是令地球大氣與太陽係所有其他行星如此顯著不同的原因。大致來說我們的大氣是20％氧氣和80％氮氣的混合氣體。然而，氧是具有高揮發性的元素。若是不去管它，它很快就會和其他化學物質反應並消失。但是相反，其水平在地球上一直保持穩定，因為活的生物體，諸如植物，在持續不斷地呼出氧氣。相比較而言，火星的大氣主要由二氧化碳構成，它在化學上是不反應的。它會在億萬年裏一直保持原樣，保持一種平穩的狀態。這暗示了那裏是沒有生命的（盡管2003年科學家偶爾探測到些許甲烷存在於火星大氣中，作為一種高度揮發性的氣體，這確實暗示著那裏有可能存在生命）。
NASA並不怎麽感謝洛夫洛克的觀點，因為它對發射航天器到火星的整個理論依據構成了威脅。然而，這倒令他開始了對生命和環境之間關係的思索，而且他很快就把自己的理解推進了一步。他得出結論，生命並非隨機地改變著環境。它似乎是在以特定的方式做這件事，來維持有利於自身的環境。他指出：“在過去的四十億年裏，隨著太陽內部氦的總量增加，太陽已經顯著變熱。”這是恒星演化這一自然過程的一部分（壞消息是它仍在繼續變熱，再過幾十億年就會令地球變得不再宜居）。這本應造成地球的地表溫度相應地升高。但是溫度並沒有升高。相反，地球的溫度一直維持在相對穩定的水平—至少，足夠穩定以維持生命的存在—並未像我們的鄰居金星一樣變成熾烈的熔爐。這究竟是什麽原因？
洛夫洛克主張，這是因為地球上的生命運用多種生物反饋機製，積極地在調節溫度。舉一個這樣的例子，隨著溫度的升高，海洋表麵出現海藻大範圍激增的情況。它們減少了空氣中的溫室氣體二氧化碳，由此降低了全球的溫度。其他生物體采取類似的方法將一係列環境要素，如海水的堿度和pH值，保持在了對生命而言最優的範圍內。
洛夫洛克並不是完全靠自己想出所有這些觀點的。微生物學家林恩·馬古利斯與他合作完善了論點的生物學細節，同時他的鄰居，作家威廉·戈爾丁，給它們取了“蓋亞”這個名字，指古希臘神話中的大地女神。
蓋亞假說的概念令普羅大眾十分著迷。畢竟，想到有一種力量在全球範圍內運行，守護著生命的利益，是令人驚歎的事。想象自然界的中心存在一種和諧的原則，地球上所有的生命（也許除了人類）都一同為了普遍的利益而運作，也令人欣慰。
然而，生物學家對它並不是那麽感興趣。他們同意這是個很不錯的童話故事，但是作為科學而言，他們堅稱該假說根本說不通。沒有相應的機製來實現它說的情況。它要求生物體做各種事時不為了它們直接的利益，而是為了全球生態係統的利益—而這，他們主張，與演化徹底背道而馳了，而演化在他們看來，是生命的組織原則。
理查德·道金斯[71]和斯蒂芬·傑·古爾德[72]是蓋亞假說最嚴厲的批評者。他們一再強調，演化靠自然選擇的方式運作，它完全是在自私的個體層麵進行的，而且完全不存在同情的因素。哪種特性最有助於一個有機體將它的基因傳遞下去，那種特性就會被選擇。這個過程無情地發生著，不管給任何其他事物造成何種代價。
他們承認，生物體個體往往在為了群體的好處犧牲自身利益時，會有將自身基因傳遞下去的最佳機會，這是事實。但是，整個地球的利益太過遙遠，不可能對一個生物體施加任何類型的選擇壓力[73]。其結果是，通過自然選擇的方式，蓋亞假說提出的現象是不可能出現的。而且，就生物學家而言，這就意味著蓋亞假說提出的現象不可能出現。
他們同時主張，宣稱蓋亞（現象）維持著一個有利於生命的環境毫無意義，因為並沒有所謂最佳的整體環境。生命會試圖調整自身適應它所處的任何環境。一些生物體生活在北極的冰層中，其他一些生活在熱泉中。這些環境對它們各自來說都是最佳的。
但是真正令生物學家怒火中燒的是，蓋亞假說提出的，所謂地球本身就是個活的生物體的想法。洛夫洛克頻繁地講到地球，仿佛它是活的，因為他說，將生物體調節其內部環境的方式，與更大尺度上、地球這個整體身上可以找到的類似的自我調節方式相互比擬，是很有用的。每當這一點被人質疑，他總是堅稱自己用了比喻的手法。但是他的許多讀者可是按字麵意思理解的，而這令生物學家極度反感。把地球塑造成一個生物體在他們看來是新時代的異端—是地球崇拜，不是科學。演化生物學家約翰·梅納德·史密斯[74]斥責蓋亞假說為“一個邪惡的宗教”，同時微生物學家約翰·波斯特蓋特警告人們“好鬥的蓋亞激進分子群體會將一些偽科學的愚蠢行為強加於社會”。
就這樣，生物學家竭盡全力壓製蓋亞支持者的異端邪說，而他們取得了很好的效果。洛夫洛克抱怨說，在科學期刊上幾乎沒法發表任何關於該假說的文章了。
所有這些批評仍然有效，蓋亞仍是生物學圈子裏某種討人嫌的字眼。那麽怎麽可能說該假說現在被認為部分正確呢？這是因為，雖然生物學家隻能在其中看出偽科學的影子，地球物理學家卻有截然不同的反應。他們認為這一想法非常有啟發性。他們倒不是那麽擔心蓋亞理論能否與演化理論協調一致。相反，他們關注的焦點在於地球是如何運作的這一全球視角的整體圖景，而且，在這一尺度上，蓋亞假說提供了激動人心的新視角。
20世紀70年代，關於地球環境如何運作，占主導地位的範式是，它由兩種力聯合支配：地質（如板塊運動和火山）以及天文（太陽和小行星撞擊）。其假設是這兩種力太過強大，生命除了被動適應它們，沒多少別的辦法。但是，蓋亞假說使人們注意到，生命實際上在塑造地球環境中扮演了多麽強有力的角色。一旦向他們指出這一點，地球物理學家就意識到這顯然是正確的，盡管此前他們並沒有發現。得益於這一新的視角，他們開始尋找生命急劇地改變地球的各種方式：不僅僅是海洋和大氣，還有岩石和礦物質，甚至可能還包括地殼。
地質學家現在發現，地球上大多數種類的礦物質若不是因為生命，甚至不可能存在。這是因為它們需要氧氣才能形成，正是生命給大氣提供了充足的氧氣，使它們得以形成。事實上，地球比太陽係中所有其他行星擁有的礦物質種類都要多。礦物質多樣性看起來是生命的一大特征。
生命同時通過使岩石受侵蝕得更快，而急劇地加速了黏土的生成，而這一點隨後通過困住和掩埋巨量的碳生物量，在地球物理過程中扮演了許多角色。黏土還發揮潤滑劑的作用，軟化地球地殼，並使地殼吸收更多水分，這有助於板塊的運動。一些地質學家猜測，沒有了生命，板塊運動的過程（以及由此而來的大陸的移動）可能很久以前就停下了。
因此，地球物理學家意識到，生命並不僅僅是適應了地質情況；在被改變的同時，它也改變了地質情況，程度不比它被改變的程度低—兩者是共同演化的。到了20世紀80年代中期，這項受到蓋亞假說啟發、關於岩石圈和生物圈兩者一係列緊密關係的研究，已經發展成地球物理學的一個名為地球係統科學的分支。
誠然，地球係統科學是蓋亞理論不那麽強勢的一個版本。它並沒有宣稱生命刻意地維持著有利於自身的環境。堅持細節的人可能會聲稱，出於這個原因，它其實並不是蓋亞理論。但是洛夫洛克無疑認為兩者是一回事，而且許多地球係統科學的專業人士也很樂於承認且維護蓋亞理論對他們工作的影響。
因此，這就是妥協的結果。就生物學家而言，蓋亞假說已死，而他們正是處決蓋亞假說的人。但如果你和地球物理學家交流，蓋亞假說仍然是強有力的理論。事實上，蓋亞假說成了他們學科最基礎的一個範式。他們就稱它為“地球係統科學”，而不是蓋亞假說。