每位研究罗马的历史学家都曾在某个时候被问过：今天，我们处在罗马衰退周期的哪个阶段？历史学家或许会对借鉴过去的这类尝试感到不自在，但即便历史不会重演，也不会附带道德教训，它仍能加深我们对人之所以为人的理解，以及对社会脆弱性的认识。
公元2世纪中叶，罗马人控制着地球上广袤且地理环境多样的区域，从不列颠北部到撒哈拉边缘，从大西洋到美索不达米亚。总体繁荣的人口达到7500万的峰值。最终，帝国所有自由民都享有罗马公民权。难怪18世纪英国历史学家爱德华·吉本认为，这一时代是“人类历史上最幸福的时期”——然而如今，我们更可能认为，罗马文明的扩张在无意间埋下了自身覆灭的种子。
五个世纪后，罗马帝国已沦为一个以君士坦丁堡为中心的小型拜占庭残余政权，其近东行省在伊斯兰势力入侵中失守，西部领土则被众多日耳曼王国分割。贸易萎缩，城市规模缩小，技术进步停滞。尽管这些世纪文化活力充沛、留下了精神遗产，但这一时期仍以人口减少、政治分裂和物质复杂程度下降为特征。斯坦福大学历史学家伊恩·莫里斯创建了一个普遍适用的社会发展指数后，罗马的衰亡被视为人类文明史上最大的倒退。
对于如此重大的历史现象，人们提出了不计其数的解释：1984年，德国古典学家亚历山大·德曼特罗列了200多种假说。多数学者将目光投向帝国体制的内部政治动态，或帝国不断变化的地缘政治环境——其邻国的军事和政治技术日益精进，逐渐迎头赶上。但新的证据开始揭示，自然环境变化所发挥的关键作用。社会发展的悖论与自然固有的不可预测性共同作用，导致了罗马的覆灭。
气候变化并非始于工业化排出的废气，而是人类生存始终面临的现象。轨道力学（地球轨道倾角、自转和离心率的微小变化）以及太阳周期会改变地球接收太阳能量的数量和分布。火山喷发还会将具有反射性的硫酸盐喷入大气，有时影响深远。现代人为气候变化之所以如此危险，是因为它发生得很快，还与地球生物圈中的许多其他不可逆变化同时发生。但气候变化本身并不是什么新鲜事。
理解现代气候变化的自然背景，为历史学家带来了巨大的益处。地球科学家已经在全球各地搜寻古气候代用指标，即记录过去环境的自然档案。将气候变化置于罗马史研究核心的努力，既受大量新数据推动，也源于人们更加重视自然环境的重要性。事实证明，气候在罗马文明的兴衰中发挥了重大作用。帝国的缔造者得天时之助：典型的温暖、湿润且稳定的天气有利于农业社会提高经济生产力。经济增长带来的益处支撑了政治与社会各方达成的妥协，使罗马帝国得以控制广袤领土。良好的气候以微妙而深刻的方式，融入了帝国最深层的结构。
这一有利气候格局的终结，并未立即导致罗马覆亡，也不能简单地视为一种宿命。相反，气候转为不利削弱了罗马的实力，恰逢帝国受到来自外部的更强大敌人——日耳曼人和波斯人——的威胁。气候不稳定在6世纪达到顶峰，当时正值查士丁尼统治时期。树轮年代学家和冰芯专家的研究指出，公元530年代和540年代发生了规模空前的剧烈火山活动，在过去几千年中都无先例可循。这一连串猛烈喷发引发了如今所称的“晚古代小冰期”，寒冷气温持续了至少150年。这一气候恶化阶段对罗马的瓦解产生了决定性影响。它还与一场影响更为深远的灾难密切相关：首场腺鼠疫大流行的爆发。
生物环境的变化对罗马命运的影响更为深远。尽管帝国取得了早期的诸多进步，人们的预期寿命仍只有二十多岁，传染病是首要死因。然而，侵袭罗马人的疾病种类并非一成不变；在这一领域，新的认识和技术也正彻底改变我们对进化史动态的理解——无论是对人类自身，还是对与我们为伴、与我们为敌的微生物。
高度城市化、彼此紧密相连的罗马帝国，为微生物居民提供了有利条件。志贺菌病和副伤寒等普通胃肠道疾病通过食物和水的污染传播，在人口稠密的城市中蔓延。沼泽被排干、公路铺设之处，疟疾最凶险的形式——恶性疟原虫——这种致命的蚊媒原生动物，便有了传播的机会。罗马人还以前所未有的规模通过陆路和海路连接各地社会，其意外后果是病菌也以前所未有的速度传播。结核病和麻风病等缓慢致命的疾病，在罗马发展所催生的互联城市网络中大为盛行。
然而，罗马生物史上的决定性因素，是能够引发大流行的新型病菌的到来。帝国经历了三场这样的洲际疾病事件。安东尼瘟疫恰逢最佳气候格局走向终结，可能是天花病毒首次在全球范围内出现。帝国虽得以恢复，却再未重获昔日的绝对优势。随后，在3世纪中叶，一种起源不明、名为“西普里安瘟疫”的神秘疾病令帝国急转直下。尽管帝国后来复苏，却发生了深刻变化：出现了新型皇帝、新种货币、新型社会，不久又有了一种名为基督教的新宗教。最令人震惊的是，6世纪由查士丁尼领导、重新崛起的帝国遭遇腺鼠疫大流行，这场疫情是中世纪黑死病的前奏。死亡人数难以想象——或许一半人口因此丧生。
查士丁尼瘟疫是一个案例，展现了人类系统与自然系统之间极其复杂的关系。罪魁祸首——鼠疫耶尔森菌——并非特别古老的宿敌；它大约在4000年前进化而来，几乎可以肯定起源于中亚。在引发首场鼠疫大流行时，它还是进化史上的新生物。这种病原体长期存在于旱獭或沙鼠等群居穴居啮齿动物的种群中。然而，历史上的鼠疫大流行是巨大的偶发事件，是至少五个不同物种共同参与的溢出事件：细菌、作为病原储存宿主的啮齿动物、扩增宿主（生活在人类附近的黑鼠）、传播病菌的跳蚤，以及被卷入其中的人类。
遗传证据表明，引发查士丁尼瘟疫的鼠疫耶尔森菌菌株可能起源于中国西部附近。它最初出现在地中海南岸，很可能沿着南部海上贸易网络被偷运而来；这些贸易网络将丝绸和香料运给罗马消费者。这是早期全球化带来的意外后果。一旦病菌进入成群繁殖的共栖啮齿动物种群——它们靠帝国庞大的粮食储备养得肥壮——死亡便无法遏止。
鼠疫大流行是一个生态复杂性惊人的事件。它的发生需要纯属偶然的条件汇合，尤其是如果中亚病原储存宿主之外的最初疫情，是由此前数年发生的大规模火山喷发引发的。它也涉及人造环境带来的意外后果，例如将病菌运至罗马海岸的全球贸易网络，或帝国内老鼠数量的激增。这场大流行模糊了结构与偶然、规律与偶发因素之间的界限。罗马史的教训之一就在于此。人类塑造自然，尤其是塑造进化发生其中的生态条件。但自然并不在意我们的意图，其他生物和生态系统也不受我们的规则支配。气候变化和疾病进化一直是人类历史中的变数。
今天的世界与古罗马大不相同。我们拥有公共卫生体系、病菌理论和抗生素药物。只要我们足够明智，能够认识到周围迫近的严重威胁，并运用手头的工具加以缓解，我们就不会像罗马人那样无能为力。但自然环境在罗马衰亡中的核心作用，促使我们重新思考物理和生物环境左右人类社会命运的力量。或许我们可以不再把罗马人视为与现代隔着不可逾越鸿沟的古代文明，而将他们看作今日世界的缔造者。他们建立了一个文明，在其中，全球网络、新发传染病和生态不稳定都是决定人类社会命运的关键力量。罗马人也曾以为自己占据上风，能够驾驭变幻莫测、威力强大的自然环境。历史警示我们：他们错了。
