自然辯證法概論講義2-5(現(xiàn)代自然觀的新發(fā)展1)

辯證唯物主義自然觀的新發(fā)展（1）

系統(tǒng)自然觀陳紅兵

東北大學(xué)文法學(xué)院

哲學(xué)系目錄一、自然存在觀（一）自然界的物質(zhì)性（二）自然界的系統(tǒng)性（三）自然界的層次結(jié)構(gòu)二、自然演化觀（一）自然界演化的圖景（二）自然界演化的方向（三）自然界演化的自組織機(jī)制三、自然人化觀（一）人與自然的對象性關(guān)系（二）從自在自然到人化自然（三）現(xiàn)代科技工程造就了龐大的人工自然（四）自然對人的異化——生態(tài)危機(jī)一、自然存在觀（一）自然界的物質(zhì)性1、自然界的物質(zhì)形態(tài)所謂物質(zhì)，是指獨(dú)立在人的意識之外，又可以為人的意識所反映的客觀實在。自然界的物質(zhì)形態(tài)可以劃分為生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)兩大類。根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)，非生命物質(zhì)的最簡單形態(tài)是基本粒子和構(gòu)成宇宙介質(zhì)的各種物質(zhì)場。關(guān)于場，包括引力場、電磁場、介子場等。2、自然界物質(zhì)形態(tài)的分類第一，固態(tài)。固態(tài)的特點(diǎn)是內(nèi)部有較強(qiáng)的內(nèi)聚力，有體積和形態(tài)，第二，液態(tài)。其內(nèi)部有較強(qiáng)的內(nèi)聚力，有一定的體積，沒有固定形狀。第三，氣態(tài)。沒有固定的體積，更無固定的形態(tài)。第四，等離子態(tài)。當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)溫度升至幾千度時，氣體的原子外層電子脫離原子。于是中性的原子變成為帶陽電的離子。這種電離氣體叫做等離子體。宇宙中有99．9％以上的物質(zhì)處于等離子態(tài)。第五，超密態(tài)。當(dāng)物質(zhì)在超高壓(如幾百萬大氣壓)下，其分子與原子之間、原子核與電子之間的空隙全沒有了．物質(zhì)密度極大，每立方厘米上千噸、億噸。這種物質(zhì)形態(tài)叫做“超密態(tài)”或“超固態(tài)”。第六，真空態(tài)。過去認(rèn)為所謂真空就是“空無一物”，現(xiàn)在科學(xué)發(fā)現(xiàn)，所謂真空不過是—種物質(zhì)形態(tài)，它就是負(fù)能態(tài)的粒子海，它是為處于負(fù)能態(tài)粒子所填滿了的。我們通常所觀察的粒子，不過是從粒子海中逸出的少數(shù)粒子，以及粒子逸出后在真空中留下的空穴(相應(yīng)的反粒子)，第七，反物質(zhì)態(tài)。所謂反物質(zhì)，就是由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)。第八，暗物質(zhì)態(tài)，暗物質(zhì)是人的肉眼所無法直接看到的，它既不發(fā)光，也不反射光。但天文學(xué)家通過觀察暗物質(zhì)重力使更遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光產(chǎn)生彎曲，從而推測暗物質(zhì)存在于星系團(tuán)中。不過他們確實不清楚暗物質(zhì)的構(gòu)成，只是認(rèn)為它可能是某種粒子。3、自然界物質(zhì)性的證明其一，哥白尼創(chuàng)立的太陽中心說和開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動的規(guī)律證明，沒有什么天上世界與地上世界的原則區(qū)別。地球本身就在天上，金星、水星、火星、土層、木星等行星和地球一樣圍繞著太陽作“不完美”的橢圓運(yùn)動，它們都服從統(tǒng)一的行星運(yùn)動規(guī)律，和地球一樣都是物質(zhì)世界的一部分。牛頓的經(jīng)典力學(xué)則進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，引起地球上一個蘋果下落的力量和引起行星運(yùn)動的力量都是同一個物質(zhì)力量，即萬有引力。這就進(jìn)一步打破“天上世界”和“地上世界”的劃分，在天體范圍證明自然界的物質(zhì)性。其二，物理學(xué)和化學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實了宇宙的各個不同領(lǐng)域的物質(zhì)統(tǒng)一性。例如一切天體，包括地球在內(nèi)，按其化學(xué)成分來說是統(tǒng)—的，都是由地球上可以找到的或可以人工合成的同樣的化學(xué)元素組成。其三，19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量守恒定律和能量守恒和轉(zhuǎn)化定律以及20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的物理世界的各種守恒(如電荷守恒、重子數(shù)守恒、輕子數(shù)守恒等)進(jìn)一步證明自然界的物質(zhì)統(tǒng)一性。自然界各個領(lǐng)域的現(xiàn)象，不過是統(tǒng)一的物質(zhì)運(yùn)動的不同形態(tài)。物質(zhì)和運(yùn)動不能創(chuàng)造也不能被消滅，它只能從—種物質(zhì)形態(tài)和運(yùn)動形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量和能量相等的另一種物質(zhì)形態(tài)和運(yùn)動形態(tài)。

其四，是進(jìn)化論和分子生物學(xué)關(guān)于生命起源和演化的學(xué)說對世界物質(zhì)統(tǒng)一性的證明。曾經(jīng)有一個很長的時期，人們認(rèn)為生命世界和無生命世界是不相統(tǒng)一的，無生命世界由物理化學(xué)規(guī)律支配，生命世界由神秘的非物質(zhì)的“生命力”支配。分子生物學(xué)證明，生命并不是什么非物質(zhì)的東西，它不過是蛋白質(zhì)和核酸這種特殊物質(zhì)形態(tài)的自我更新和自我復(fù)制的過程，它和其它自然現(xiàn)象一樣都統(tǒng)一于物質(zhì)。而進(jìn)化論證明，各種動物、植物．包括人在內(nèi)都不是什么“上帝創(chuàng)造”和“宇宙精神”作用的表現(xiàn)，而是物質(zhì)長期的演化、生物長期進(jìn)化的結(jié)果。（二）自然界的系統(tǒng)性1、何謂“系統(tǒng)”?美籍奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲(Bertalanffy)將“系統(tǒng)”定義為“處于一定的相互關(guān)系中并與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各組成部分的總體”。錢學(xué)森則將“系統(tǒng)”表述為“由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體”

科學(xué)地把握系統(tǒng)概念應(yīng)當(dāng)注意以下四個要點(diǎn)：其一，任何一個系統(tǒng)必須有兩個或兩個以上的要素構(gòu)成，即承認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)具有可分析的結(jié)構(gòu)，單個的要素不成其為系統(tǒng)；其二，“系統(tǒng)”在于“系”，即系統(tǒng)內(nèi)諸要素之間、系統(tǒng)要素與系統(tǒng)整體之間的相互聯(lián)系、相互作用，形成了特定的結(jié)構(gòu)；其三，“系統(tǒng)”還在于“統(tǒng)”，即要素彼此之間聯(lián)系成為一個統(tǒng)一的有機(jī)整體，其四，系統(tǒng)作為一個整體對環(huán)境表現(xiàn)出特定的功能。2、自然系統(tǒng)的基本類型依據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間是否存在物質(zhì)、能量和信息的交換，將自然系統(tǒng)區(qū)分為：孤立系統(tǒng)，是與其環(huán)境隔絕的系統(tǒng)，亦即與其環(huán)境之間沒有物質(zhì)、能量、信息交換的系統(tǒng)。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在孤立系統(tǒng)中，物質(zhì)的微觀狀態(tài)可能性總是趨向最大的數(shù)，從而達(dá)到熵最大。封閉系統(tǒng)，是與外界環(huán)境沒有物質(zhì)交換但有能量交換的系統(tǒng)開放系統(tǒng)，是與外界環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的系統(tǒng)。每一種生物本質(zhì)上都是開放系統(tǒng)。按照系統(tǒng)所處的狀態(tài)，可以把自然界的開放系統(tǒng)區(qū)分為三種類型：熱力學(xué)平衡態(tài)是系統(tǒng)能量和物質(zhì)流已經(jīng)消除了溫度的差別和濃度的差別，系統(tǒng)的元素處于隨機(jī)的混亂無序狀態(tài)，而系統(tǒng)本身是均勻的，在動力學(xué)上是惰性的；近平衡態(tài)是一種線性非平衡態(tài)，由具有統(tǒng)計性可預(yù)見行為的線性熱力學(xué)來描述，其溫度和濃度有微小的差別，其內(nèi)部的元素不是隨機(jī)的，只要使它保持在非平衡狀態(tài)的那些約束條件一取消，這種系統(tǒng)就立即趨向平衡，在遠(yuǎn)離平衡態(tài)中，系統(tǒng)處于非線性的非平衡態(tài)，它可能放大某些漲落，自發(fā)形成新的有序結(jié)構(gòu)——“耗散結(jié)構(gòu)”。3、自然系統(tǒng)的基本屬性任何系統(tǒng)都具有整體性、開放性、層次性和動態(tài)性等基本屬性。（1）整體性系統(tǒng)的整體性是指由若干要素組成的系統(tǒng)存在加和性與非加和性兩種關(guān)系。所謂加和性關(guān)系，是指各個部分可以用簡單相加的辦法逐漸建立整體的特性；即我們通常所說的“1＋1＝2”。所謂非加和性關(guān)系，指整體的特征是各獨(dú)立部分所不具有的，部分無法以簡單相加的方法建立整體的特征，我們通常稱這種關(guān)系為“1＋１≠2”。非加和性關(guān)系是系統(tǒng)的本質(zhì)特征。

（2）開放性系統(tǒng)的開放性是指，系統(tǒng)具有與外部環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的性質(zhì)和功能。系統(tǒng)只有開放，不斷從環(huán)境吸取負(fù)熵，并使所吸取的負(fù)熵的絕對值大于系統(tǒng)自發(fā)產(chǎn)生的正熵的絕對值，系統(tǒng)才可能保持穩(wěn)定，得以進(jìn)化和發(fā)展。系統(tǒng)的開放還需要把握開放度問題。開放度為“零”，系統(tǒng)封閉，就不可能發(fā)展；開放度為“1”，系統(tǒng)與環(huán)境沒有邊界，融為一體，系統(tǒng)自身就沒有了存在可言。系統(tǒng)的開放應(yīng)該是一種充分的開放，是能夠與環(huán)境進(jìn)行充分的物質(zhì)、能量、信息交換的開放。（3）層次性所有系統(tǒng)均服從“層次越高，結(jié)合度越弱”的結(jié)合度遞減規(guī)律。所謂結(jié)合度是指系統(tǒng)內(nèi)部要素之間結(jié)合的牢固程度，通?？梢杂靡亻g的結(jié)合力或使該系統(tǒng)解體所需的結(jié)合能來衡量。因為存在結(jié)合度的遞減趨勢，高層系統(tǒng)的形成與瓦解通常不會影響低層系統(tǒng)的穩(wěn)定存在。上層系統(tǒng)與下層系統(tǒng)之間以雙向因果鏈的方式相互作用。下層系統(tǒng)就是上層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，而上層系統(tǒng)則是下層系統(tǒng)的環(huán)境。下層系統(tǒng)作為原因在高層系統(tǒng)中引起一定的結(jié)果，這是上向因果鏈；而上層系統(tǒng)作為原因在下層系統(tǒng)中引起一定的結(jié)果，便是下向因果鏈。（4）動態(tài)性系統(tǒng)的動態(tài)性表現(xiàn)之一，是任何系統(tǒng)都普遍存在著漲落現(xiàn)象。所謂漲落，就是刻畫系統(tǒng)整體狀態(tài)的宏觀瞬時值對平均值的起伏。引起系統(tǒng)漲落的原因很多，系統(tǒng)要素的偶然變異、耦合關(guān)系的偶然起伏以及環(huán)境因素的隨機(jī)干擾等。系統(tǒng)的動態(tài)性的表現(xiàn)之二，是系統(tǒng)客觀上存在著新舊結(jié)構(gòu)更替的可能。當(dāng)系統(tǒng)能夠有效收斂平息漲落時，系統(tǒng)對原初狀態(tài)的各種偏高就會自發(fā)地向原初狀態(tài)這一“吸引中心”自發(fā)回歸，系統(tǒng)就保持著相對穩(wěn)定。但是如果一個系統(tǒng)缺少對隨機(jī)漲落收斂平息的能力，微小的漲落被放大，當(dāng)漲落達(dá)到或超過某一閾值時，系統(tǒng)就失去了自覺回歸穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢，從而使系統(tǒng)從舊結(jié)構(gòu)過渡到新結(jié)構(gòu)。（三）自然界的層次結(jié)構(gòu)自然系統(tǒng)的層次性主要是自然界物質(zhì)系統(tǒng)的縱向聯(lián)系，是物質(zhì)系統(tǒng)之間縱向的或垂直的有序關(guān)系。還包括兩個方面：一是系統(tǒng)在某一等級上又可以分為多側(cè)面的層次，即同一級的復(fù)雜系統(tǒng)，可從橫向上分為若干互相聯(lián)系、互相制約又各自相互獨(dú)立的平行層次；二是一個高度復(fù)雜的自然系統(tǒng)以縱向?qū)哟魏蜋M向?qū)哟螢榛A(chǔ)，還可以構(gòu)成縱橫交錯的立體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成交叉層次。1、自然界層次劃分的依據(jù)（1）按物質(zhì)客體的質(zhì)量和空間尺度的相對大小來劃分。20世紀(jì)40年代初，倫敦皇家學(xué)會會長布萊格(BraggWH)在他的《現(xiàn)代科學(xué)發(fā)明談》一書中，提出依物質(zhì)系統(tǒng)尺度的大小按一個數(shù)量級一個層次，將自然界劃分為四十一個層次。（2）按不同自然系統(tǒng)具有的不同的結(jié)合能形式與大小來劃分這一劃分的最初思想，源于美國物理學(xué)家韋斯科夫以“量子階梯”的概念所表述的能量與層次相應(yīng)的能量層次觀。他論述了這樣兩個重要思想：一是每一特定的物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次都有一個能量的閾值，在每一層次的能量閾值之內(nèi)，物質(zhì)就是不可分的。在微觀層次內(nèi)，分子、原子、原子核及核子各有其特殊的能量狀態(tài)相適應(yīng)，并且隨著層次的深入能量閾值不斷增大。二是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次愈高，在“量子階梯”上的梯級愈低，則物質(zhì)的組織和分化程度愈高。（3）依據(jù)物質(zhì)之間相互作用的性質(zhì)和描述這種作用的不同理論來劃分。20世紀(jì)60年代初，日本物理學(xué)家坂田昌一就提出按物質(zhì)系統(tǒng)所具有的不同規(guī)律劃分物質(zhì)層次的思想。將物質(zhì)層次分為：基本粒子一原子核一原子一分子一物體一天體－星云，以及分子一膠體粒子一細(xì)胞一器官一個體－社會等層次。隨后，中國學(xué)者進(jìn)一步提出按物質(zhì)之間相互作用的性質(zhì)和描述這種作用的不同理論劃分物質(zhì)層次的思想。認(rèn)為從基本粒子到分子的微觀層次之間，以電磁力和核力相互作用，它們服從量子力學(xué)規(guī)律的支配；從布朗粒子到地上物體再到行星、恒星等的宏觀層次之間，以電磁力和核力相互作用，它們服從經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律的支配；恒星以上的宇觀層次之間的作用力主要是萬有引力，它們服從廣義相對論、星系動力學(xué)規(guī)律的支配。（4）以普適常數(shù)作為區(qū)分自然系統(tǒng)的物質(zhì)層次的標(biāo)志。1958年，德國著名物理學(xué)家海森堡在《物理學(xué)與哲學(xué)》一書中首先提出關(guān)于自然界的三個普適常數(shù)對應(yīng)于不同時空層次的思想。他指出，光速C在于區(qū)分宇觀物質(zhì)的高速運(yùn)動與宏觀物質(zhì)的低速運(yùn)動間的時空特性的變化；普朗克常數(shù)h提示了時空在宏觀與微觀范圍的差異。20世紀(jì)80年代，中國學(xué)者馬名駒在海森堡這一思想的啟發(fā)下提出了用普朗克常數(shù)h、萬有引力常數(shù)G、哈勃常數(shù)H分別作為微觀、宏觀和宇觀層次的表征。2、自然界層次結(jié)構(gòu)的基本特征（1）自然界的層次結(jié)構(gòu)是縱向等級構(gòu)成性與橫向多元相干性的統(tǒng)一。（2）自然界的層次結(jié)構(gòu)是間斷性和連續(xù)性的統(tǒng)一。層次結(jié)構(gòu)都存在一定的物質(zhì)、能量和時空的量的閾值。在確定的閾值內(nèi)系統(tǒng)的變化是連續(xù)的，超過作為關(guān)節(jié)點(diǎn)的閾值，就由一個層次突變?yōu)榱硪恍沦|(zhì)的層次。（3）自然界層次結(jié)構(gòu)中的分層遞階秩序的穩(wěn)定性程度是由結(jié)合能的大小決定的。定量分析說明，系統(tǒng)尺度同組成元素之間的結(jié)合能成反比，即：L·E＝K二、自然演化觀（一）自然界演化的圖景自然界的演化主要是由宇宙的起源、地球的起源、生命的起源和人類的起源構(gòu)成的。合稱為“四大起源”。1、宇宙的起源和演化按照現(xiàn)代宇宙學(xué)中最有影響的大爆炸宇宙論和暴脹宇宙論，宇宙起源于大約150億年前的一次大爆炸。宇宙大爆炸之初，是一個高溫、高密度的“奇點(diǎn)”。從大爆炸開始至10－43秒（普朗克時間）之間有一個過渡的混沌狀態(tài)，它包含有隨機(jī)的量子漲落以及由初始狀態(tài)的一種臨界不穩(wěn)定性造成的許多被稱為“泡沫”的區(qū)域。隨著宇宙的膨脹，溫度的下降，宇宙進(jìn)入到一個叫做“假真空”的狀態(tài)，這種“假真空”不同于真的物理真空，它具有巨大的負(fù)壓力，引起引力排斥效應(yīng)，使宇宙從大約10－35秒后發(fā)生按指數(shù)急劇的膨脹即所謂“暴脹”，以致宇宙在這一極短的時間（10－35－10－32秒）半徑增加了約1050倍。在暴脹結(jié)束后（10－32－10－6秒），宇宙進(jìn)入對稱破缺階段，由“假真空”態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢嬲婵铡睉B(tài)，其多余的能量釋放出來，在“真真空”中產(chǎn)生了諸如夸克、輕子之類的最基礎(chǔ)的基本粒子，標(biāo)志著宇宙的誕生。而隨著宇宙溫度和密度的逐步降低，宇宙又經(jīng)歷了以下幾個演化階段：（1）基本粒子形成階段。（2）輻射階段或核合成階段。這個階段從宇宙時為1秒開始持續(xù)到一萬年。（3）實物階段。宇宙時一萬年后，形成穩(wěn)定的原子。大約在宇宙時70萬年左右形成原子星系。當(dāng)宇宙時為50億年時，開始形成第一代恒星。恒星的演化，按目前廣為接受的彌漫說，一般經(jīng)歷四個階段：引力收縮階段；主序星階段；紅巨星階段；脈沖星階段或爆發(fā)階段和高密階段。在恒星演化的特定階段和特定條件下，在宇宙之一隅出現(xiàn)了太陽系以及作為太陽系一個成員的地球。2、地球的起源和演化首先是地球內(nèi)部圈層的形成和演化。按照“冷”起源說，形成原始地球的那部分物質(zhì)的溫度開始時比較低，后來在各種因素作用下，重元素下沉形成地核，輕元素上浮形成地幔。其次是地球外部圈層的形成和演化。由于地幔物質(zhì)增溫，被禁錮在地幔物質(zhì)中的一氧化碳、甲烷、氨等氣體逸出地表。形成原始大氣圈。早期的大氣中含有大量的水汽，由于地表溫度下降，水汽便凝結(jié)成雨降到地面。經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成了海洋，集聚在大陸上的水形成江河、湖泊以及地下水。這些水息息相通，形成連續(xù)的水圈。這樣，就形成地球的內(nèi)三圈（地核、地幔、地殼）和外三圈（巖石圈、水圈、大氣圈）。生命形成發(fā)展后還有生物圈。再次是地殼運(yùn)動。根據(jù)板塊學(xué)說，整個地殼被劃分為若干個大的板塊，板塊馱在地幔軟流圈之上，隨著軟流圈的熱對流發(fā)生移動，由板塊的水平運(yùn)動控制的垂直運(yùn)動造就了豐富的地貌。3、生命的起源和進(jìn)化原始生命的起源和發(fā)展需要經(jīng)過化學(xué)進(jìn)化和生物進(jìn)化兩個階段。生命起源的化學(xué)進(jìn)化階段，一般認(rèn)為在地球誕生之后大約十多億年的時間。生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程大致經(jīng)歷了如下四個階段：（1）從無機(jī)小分子合成有機(jī)小分子（2）從有機(jī)小分子合成生物大分子（3）從生物大分子組成多分子體系（4）從多分子體系演變?yōu)樵忌?。如果把演化比作賽場，將寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的不同動物門類與現(xiàn)生動物門類進(jìn)行對照，人們不難發(fā)現(xiàn)，在漫漫五億多年的時空之旅中，曳鰓動物、星蟲動物、箭蟲動物、尾索動物和海豆芽等則恪守祖先的原本，忠誠地將祖先的特征、體態(tài)、行為和生活方式一代又一代遺傳下來。而節(jié)肢動物一直在快跑，脊椎動物先是慢走，后來急起直追，沿著魚類、兩棲類、爬行類和哺乳類的方向演化，最后由哺乳類動物分化出了人類。展現(xiàn)了生命的波瀾壯闊、多彩多姿。4、人類的起源和進(jìn)化人類是從脊椎動物靈長目中的猿分化出來的。勞動是促成這一進(jìn)化的重要條件。能制造工具的人類大約出現(xiàn)在距今300萬年前。人類的起源和進(jìn)化大體上分為以下四個階段：（1）類人猿：在1400萬年前。能使用天然工具，但還不會制造工具（2）猿人：大約生存于距今300萬到30萬年前，是人類的直接祖先，他們已能制造石器，（3）早期智人（古人）：大約出現(xiàn)于20多萬年前，他們學(xué)會了人工取火，（4）晚期智人（新人）：大約出現(xiàn)在4－5萬年前舊石器時代晚期，能夠布置陷阱捕捉猛獸，能夠摩擦取火，用獸皮等做簡易房屋。

如今，人類已經(jīng)能夠在分子水平上通過基因工程來“修改”生命，甚至創(chuàng)造出新的生命形式。當(dāng)代生命科學(xué)已發(fā)展到足以改造人類自身，改變?nèi)祟惖淖匀槐拘缘某潭?。它已?jīng)可以在如下不同層次上對人的生命載體進(jìn)行技術(shù)操作：一是對外形的“修改”或“補(bǔ)充”，如五官整形、斷肢再植等；二是對體內(nèi)器官的治療和移植，包括天然器官和人造器官的移植；三是在細(xì)胞水平上的操作，諸如體外受孕、試管嬰兒，以及包括生殖細(xì)胞和體質(zhì)細(xì)胞的克隆技術(shù)等；四是在分子水平上的操作，如目前正在試驗的基因治療以及通過對人體基因組的修改來改善人的生命質(zhì)量，使人類發(fā)生物性的新進(jìn)化。（二）自然界演化的方向自然界物質(zhì)系統(tǒng)演化有兩個特定的方向，即進(jìn)化方向與退化方向。進(jìn)化，是指由無序到有序、由簡單到復(fù)雜、從低級到高級不斷上升的發(fā)展方向；退化，則是指由有序到無序、由復(fù)雜到簡單、從高級到低級不斷退步的下降方向。這兩個方向的辯證統(tǒng)一，構(gòu)成了自然界豐富多彩的演化圖景。1、演化方向的矛盾19世紀(jì)中葉，開爾文和克勞修斯的熱力學(xué)第二定律與達(dá)爾文的生物進(jìn)化論所揭示的演化方向并不一致。熱力學(xué)第二定律中的演化方向朝下，趨向于無序狀態(tài)和隨機(jī)性；相反，在生物進(jìn)化論中的演化方向朝上，趨向于在一定結(jié)構(gòu)和功能方面的組織性更高層次。這一矛盾長期困擾著人們。英國著名哲學(xué)家斯賓塞選擇了生物進(jìn)化論向上延伸的演化方向，而對熱力學(xué)第二定律持續(xù)熵增的演化方向不予理會。而德國物理學(xué)家克勞修斯則將熱力學(xué)第二定律推廣到宇宙的演化，他認(rèn)為整個宇宙必然遵循熵增原理，隨著熵的不斷增大，宇宙中一切機(jī)械的、物理的、化學(xué)的、生命的等運(yùn)動形式都將轉(zhuǎn)化為熱運(yùn)動形式，而熱又總是自發(fā)地由高溫部分流向低溫部分，直到溫度處處相等的熱平衡狀態(tài)（此時宇宙的熵趨于極大值）；宇宙一旦達(dá)到這一狀態(tài)，任何進(jìn)一步熱交換都不會發(fā)生了，于是宇宙就進(jìn)入到一個熱平衡的死一樣寂靜的永恒狀態(tài)。這就是著名的宇宙“熱寂說”。對于宇宙“熱寂論”，恩格斯曾經(jīng)作了這樣的分析批判：第一，按照“熱寂說”，“宇宙鐘必須上緊發(fā)條，然后才能走動起來，一直達(dá)到平衡狀態(tài)，而要使它從平衡狀態(tài)再走動起來，那只有奇跡才行。上緊發(fā)條時耗費(fèi)的能消失了，至少是在質(zhì)上消失了，而且只有靠外來的推動才能恢復(fù)。因此外來的推動在一開始就必需的?！边@就是說，“熱寂論”必定導(dǎo)致神秘的“第一推動”。第二，恩格斯指出，宇宙的運(yùn)動在質(zhì)上與量上都具有無限轉(zhuǎn)化的能力，“放射到太空中去的熱一定有可能通過某種途徑”，“重新集結(jié)和活動起來”，并預(yù)言往后的自然科學(xué)將“指明這一途徑”。

英國物理學(xué)家麥克斯韋、德國物理學(xué)家普朗克和玻恩則指出，“熱寂論”是對孤立系統(tǒng)的認(rèn)識中導(dǎo)出的熱力學(xué)第二定律不加限制地推廣到全宇宙的結(jié)果。麥克斯韋和玻爾茲曼還意識到自然界中存在著與熵增加相拮抗的事實，并試圖說明這種機(jī)制。1944年，德國物理學(xué)家薛定諤在《生命是什么》一書中指出，如果有一種機(jī)構(gòu)，它是一個開放系統(tǒng)，能夠不斷地從外界獲得并積累自由能，它就產(chǎn)生“負(fù)熵”，生命有機(jī)體就是這種機(jī)構(gòu)。薛定諤寫道：“要擺脫死亡，就是說要活著，惟一的辦法就是從環(huán)境中不斷地汲取負(fù)熵”，并提出“有機(jī)體就是以負(fù)熵為生的”的著名論斷。1969年，比利時科學(xué)家普利高津發(fā)現(xiàn)，在不違反熱力學(xué)第二定律的前提下，自然系統(tǒng)可以經(jīng)過自組織過程而從無序演化為有序。指出一個處于遠(yuǎn)離熱平衡態(tài)的開放系統(tǒng)（無論是力學(xué)的、物理的、化學(xué)的，還是生物的），通過與外界環(huán)境交換物質(zhì)、能量和信息，能夠從原來的混亂無序的狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時間、空間或功能上有序的結(jié)構(gòu)。至此，人們終于搞清楚了進(jìn)化與退化兩個方向之間的矛盾只是表面現(xiàn)象。進(jìn)化的系統(tǒng)不是封閉系統(tǒng)，宇宙的演化并不指向宇宙熱寂狀態(tài)。自然界的演化，既有進(jìn)化，也有退化，只有在兩極的對立統(tǒng)一之中才能真正把握。2、進(jìn)化與退化的對立統(tǒng)一進(jìn)化和退化是自然界中廣泛存在的兩種趨勢和過程。進(jìn)化與退化之間具有統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）進(jìn)化與退化互相包含。以進(jìn)化為主的過程往往內(nèi)在地包含著退化。同樣，以退化為主的過程也常常內(nèi)在地包含著進(jìn)化。生物進(jìn)化具有不可逆性，滅絕的物種不可能重新出現(xiàn)，但是生物進(jìn)化之中也有退化，一些結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)化，同時也就意味著另一些結(jié)構(gòu)和功能的退化；返祖現(xiàn)象的出現(xiàn)，也是生物進(jìn)化之中的退化。（2）進(jìn)化與退化同生共存。進(jìn)化與退化常常是同時存在和同步發(fā)生的。它們往往是一個過程的兩個方面。理由在于，一個系統(tǒng)有序程度的提高，需在以負(fù)熵流的引入為代價，這相當(dāng)于系統(tǒng)把熵增轉(zhuǎn)移到了環(huán)境之中?；蛘哒f系統(tǒng)的進(jìn)化是以環(huán)境中某些方面的退化為代價的。（3）進(jìn)化與退化相互轉(zhuǎn)化。進(jìn)化過程在一定條件下會轉(zhuǎn)入退化，而退化過程在一定條件下也可以轉(zhuǎn)入進(jìn)化。3.演化方向的一般特點(diǎn)（1）自發(fā)性。進(jìn)化和退化都是事物的自我運(yùn)動、自我否定。它們不是依據(jù)外界的指令而變化，而是在一定外部條件下依據(jù)自身內(nèi)在的機(jī)制進(jìn)行自組織或瓦解。（2）穩(wěn)定性重建。當(dāng)原有事物出現(xiàn)失穩(wěn)情況時，系統(tǒng)才會進(jìn)入進(jìn)化或退化過程，其結(jié)果是新的穩(wěn)定狀態(tài)的確立。（3）間斷性。進(jìn)化和退化主要是在連續(xù)性中斷中實現(xiàn)的，進(jìn)化或退化的完成往往要經(jīng)過突變。當(dāng)然，間斷性并不意味著沒有任何中間階段，但這些中間階段的穩(wěn)定性沒有保證。（三）自然界演化的自組織機(jī)制1、自組織自組織是指沒有外界的特定干預(yù)，在開放的背景下，外部提供一定的條件，自然界物質(zhì)系統(tǒng)自發(fā)地形成一定結(jié)構(gòu)和功能的過程和現(xiàn)象。自組織一般包含著三類過程：由非組織到組織的過程演化；由組織程度低到組織程度高的過程演化；在相同組織層次上由簡單到復(fù)雜的過程演化。2、自組織的條件和根據(jù)（1）開放系統(tǒng)普利高津指出，一個系統(tǒng)的熵變（dS）是由兩方面的因素引起的，一個因素是系統(tǒng)與環(huán)境相互作用中交換的熵（dSe），稱外熵流，另一個因素是系統(tǒng)內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生的熵（dSi），稱熵變。dS=dSe+dSi對于孤立系統(tǒng)，由于系統(tǒng)和環(huán)境之間沒有物質(zhì)和能量的交換，也就不可能產(chǎn)生熵的交換，（dSe）＝0，所以，dS=dSi＞0，這就是克勞修斯提出的熱力學(xué)第二定律。dS=dSe+dSi對于開放系統(tǒng)，由于系統(tǒng)和環(huán)境之間存在物質(zhì)和能量的交換，這就會同時產(chǎn)生熵的交換，使得dSe≠0,系統(tǒng)的總熵變就會出現(xiàn)以下四種情況：當(dāng)dSe＞0時，dS＞0，系統(tǒng)加速走向無序化當(dāng)dSe＜0，且｜dSe｜＜dSi，則dS＞0，系統(tǒng)仍沿著熵增方向走向無序化。當(dāng)dSe＜0，且｜dSe｜＝dSi，則dS＝0，系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu)不變。當(dāng)dSe＜0，且｜dSe｜＞dSi，則dS＜0，系統(tǒng)將沿著熵減方向走向有序化。因此，開放系統(tǒng)就是借助于外部環(huán)境輸入的負(fù)熵以克服、抵消系統(tǒng)內(nèi)部的增熵。是自然系統(tǒng)自組織得以形成的首要條件（2）遠(yuǎn)離平衡態(tài)在近乎平衡態(tài)的情況下，即使系統(tǒng)開放，它也會返回平衡態(tài)的?！胺瞧胶馐怯行蛑础?，只有非平衡態(tài)才能導(dǎo)致有序，形成穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)。怎樣實現(xiàn)系統(tǒng)的非平衡態(tài)呢？通過來自外部環(huán)境的物質(zhì)流、能量流以及伴隨而來的信息流的輸入，將系統(tǒng)驅(qū)使到遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)（3）非線性相互作用非線性相互作用是自然演化的內(nèi)在機(jī)制，是具有相干性的耦合，這種耦合使各要素間產(chǎn)生相干效應(yīng)與協(xié)調(diào)動作，從而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)要素獨(dú)立性的喪失和新質(zhì)的出現(xiàn)。那么，系統(tǒng)在怎樣的情況下才能實現(xiàn)非線性相互作用呢？這就要取決于系統(tǒng)是否遠(yuǎn)離平衡態(tài)。在平衡態(tài)和近平衡態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用是一種線性相互作用，而在遠(yuǎn)離平衡態(tài)時，系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N非線性的機(jī)制，在這種相互作用下，系統(tǒng)表現(xiàn)出對各種擾動的高度敏感性，一個輕微的擾動都可能被系統(tǒng)響應(yīng)、放大而波及整個系統(tǒng)，從而迫使系統(tǒng)向著某個新的結(jié)構(gòu)演化。（4）正反饋放大作用自然系統(tǒng)進(jìn)入自組織，必須存在一個反饋通道，它可以通過正反饋的方式放大系統(tǒng)的某種波動或起伏，從而產(chǎn)生新質(zhì)，加速系統(tǒng)的自組織。（5）漲落漲落本來是很微小的，不可能對系統(tǒng)狀態(tài)產(chǎn)生什么大的影響。但當(dāng)系統(tǒng)處在遠(yuǎn)離平衡態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)部各構(gòu)成要素或子系統(tǒng)之間存在著非線性相互作用時，那么，某種微小的漲落將通過正反饋機(jī)制而被放大，使系統(tǒng)躍遷到一個新的穩(wěn)定有序狀態(tài)。正因如此，普利高津說：“在非平衡過程中……漲落決定全局的結(jié)果”，“通過漲落達(dá)到有序”。三、自然人化觀（一）人與自然的對象性關(guān)系

人與自然的關(guān)系是一種“對象性的關(guān)系”。即在主體的人與客體的自然之間有著相互作用、相互依存、相互制約的關(guān)系。這種關(guān)系是主體和客體之間所建立的作用與被作用、依存與被依存、認(rèn)識與被認(rèn)識的多重關(guān)系。（二）從自在自然到人化自然1、自在自然亦稱“純自然”，就是原始發(fā)生著的自然界，是先于人類歷史而存在的自然界。它是獨(dú)立于人類主體之外，未被納入人的實踐范圍而按照自身的規(guī)律運(yùn)動發(fā)展著的原生的自然界。它相對于人類的實踐活動，純粹是“自在的”，故稱為“自在自然”。2、人化自然人化自然實際上就是進(jìn)入了人的文化或文明的自然界，它構(gòu)成了人類文化或文明的一部分。以往的自然觀都是對純粹的、天然的自然界的看法。馬克思所揭示的自然界是人參與其中的人化了的自然界，是人創(chuàng)造、占有和“再生產(chǎn)”的自然界。這種“人化的自然界”的思想，不僅超越了以往狹義的自然觀念，而且強(qiáng)調(diào)了人的參與，從而向人們呈現(xiàn)了一幅將人的力量也投于其中的更為現(xiàn)實的自然圖景，是人類對自然界認(rèn)識的重大飛躍。“人化自然”這個屬人的自然，既有人尚未改造但已經(jīng)被認(rèn)識、被理解了的自然，可以稱它為“第一自然”即“天然自然”，又有已被人改造過的、打上了人的活動烙印的自然，可以稱它為“第二自然”即“人工自然”?！叭斯ぷ匀弧贝篌w上可分為三個層次：最低一個層次是人工控制的自然。就是用人控制的手段，把野生動物、植物或天然地貌保護(hù)起來，使之維持天然狀態(tài)。第二個層次是人工培育的自然。例如，人工培育的動植物，轉(zhuǎn)基因動植物等。第三個層次是人造自然物。即人類創(chuàng)建天然自然界中沒有的事物，包括人創(chuàng)造的人工自然物和人工自然體（建筑物、礦山、鐵路、農(nóng)田、牧場等），人改造了的自然環(huán)境（人造運(yùn)河、人造森林、人造水庫、人造天體等），以及人們克隆的各種動物、組織和器官等等3、人化自然與自在自然的聯(lián)系與區(qū)別“人化自然”與“自在自然”在本質(zhì)上是同一的。第一，兩者都具有客觀實在性。人們不是在“自在自然”之外來創(chuàng)造“人化自然”的，而是在“自在自然”中建造起“人化自然”的，是在“自在自然”所提供的材料的基礎(chǔ)上來體現(xiàn)和確證自己的本質(zhì)力量的。第二，“人化自然”的任何一種新創(chuàng)造的形態(tài)或新產(chǎn)生的屬性，無不由自然界本身的規(guī)定性轉(zhuǎn)化而來。自然界的無限豐富的規(guī)定性，為“人化自然”的無限擴(kuò)展提供了客觀的可能性，實踐活動則把這種可能性變?yōu)楝F(xiàn)實性。第三，“自在自然”轉(zhuǎn)化為“人化自然”后，自然的本性仍然潛藏于“人化自然”之中。因此，具有某些特殊性質(zhì)和規(guī)律的“人化自然”，在總體上又必須服從“自在自然”所具有的本性和規(guī)律。“人化自然”與“自在自然”又是有區(qū)別的：第一，主體性。自然的人化，就是使得自然界日益打上人的意志的印記，從而日益從“自在自然”向“人化自然”轉(zhuǎn)化。第二，對象性?！叭嘶匀弧本褪峭黧w的人發(fā)生對象性關(guān)系作為客體而存在的那一部分自然，是與主體的人不可分割和依賴于人及其活動的；它表征了人的認(rèn)識能力和實踐能力，是人的能動性的集中體現(xiàn)。第三，社會性。也就是說，人化自然界具有社會屬性，是帶有社會性的自然。因為對自然反映和認(rèn)識的主體是人，而人從來就是現(xiàn)實的社會關(guān)系的總和。（三）現(xiàn)代科技工程造就了龐大的人工自然現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)工程，特別是能源技術(shù)工程、電子計算機(jī)技術(shù)工程、空間技術(shù)工程、微電子技術(shù)工程、生物技術(shù)工程、材料技術(shù)工程等的興起，以前所未有的速度和規(guī)模創(chuàng)造出一個相對獨(dú)立的人造物世界，諸如人造元素、人造原子、人造天體、人工合成的新材料、人工智能以及人工克隆的各種動物、組織和器官等等。造就了一個龐大的“人工自然”。這表明人類影響“天然自然”的力量不斷增長，人類作用于自然界的規(guī)模與深度也不斷擴(kuò)大，處處以“人工自然”取代“天然自然”。以致在今天的地球表面，純粹的“天然自然”已經(jīng)不多了，到處是“人工自然”的世界。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會生產(chǎn)水平的提高，人工自然系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，自然界的平衡不斷被打破，從而出現(xiàn)日益嚴(yán)重的生態(tài)失衡和環(huán)境惡化。（四）自然對人的異化

——生態(tài)危機(jī)人類認(rèn)識自然、改造自然，既是自然的人化過程，同時又是自然對人的異化過程。亦即一方面在實踐活動中人的本質(zhì)力量對象化，自然界成為屬人的自然，為人所需要和利用的自然；另一方面在一定條件下，人的活動結(jié)果卻使自然擺脫人的控制，反過來成為禍害人、對抗人、奴役人的異己力量。這種異己力量的失控，就是生態(tài)危機(jī)。1、生態(tài)危機(jī)的表現(xiàn)形式所謂“生態(tài)危機(jī)”，主要是指由于人類不合理的活動，在全球規(guī)?；蚓植繀^(qū)域?qū)е律鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的損害、生命維持系統(tǒng)的瓦解，從而威脅人類生存和發(fā)展的現(xiàn)象。當(dāng)代社會的“生態(tài)危機(jī)”主要表現(xiàn)在人口指數(shù)增長、自然資源消耗過快、環(huán)境污染嚴(yán)重三個方面。（1）人口指數(shù)增長三百多萬年前，人類在地球上出現(xiàn)。起初，人口發(fā)展非常緩慢。1830年，世界總?cè)丝诓胚_(dá)到第一個10億，到1930年，世界人口總數(shù)也只有20億。真正的人口高速增長，出現(xiàn)于第二次世界大戰(zhàn)之后。1960年為30億，1974年為40億，1987年達(dá)到50億，1999年達(dá)到60億。第二、三、四、五、六個10億分別用了100年、30年、14年、13年、12年。根據(jù)人口指數(shù)增長理論，有的學(xué)者提出這樣的警告：現(xiàn)在世界人口每年凈增7800萬人，如果保持這個速度，大約每過35年就要增加1倍，到公元2600年，人口增長到630億。這樣每人在地球上只能占有0.23平方米的面積，連南極洲和喜馬拉雅山巔都將擠滿了人，沒有生存空間，人類將何以為生呢？（2）自然資源消耗過快自然資源，是自然界中能為人類所利用的物質(zhì)和能量的總稱。按自然資源的物質(zhì)屬性，通常將其分為可再生資源和不可再生資源兩類。前者是指人類開發(fā)利用后，在現(xiàn)階段可更新、可循環(huán)、可再生的自然資源，如水資源、生物資源等，后者是指在現(xiàn)階段不可更新、不可再生的資源，如煤、石油、天然氣等。據(jù)統(tǒng)計，全球平均每年有大約600萬公頃的土地淪為沙漠。世界森林面積正以每年1800萬公頃的速度從地球上消失。世界現(xiàn)有熱帶雨林19.35億公頃，每年喪失近1100萬公頃。這種趨勢如果不改變，50年后熱帶雨林將從地球上消失。生物物種急劇減少。現(xiàn)在每6個小時就有一個物種滅絕。全世界有2500種植物和1000多種脊椎動物瀕于滅絕的危險。除生物資源衰退，礦物資源也處在危急之中。人類在很短的時間內(nèi)就可能耗竭這些礦物儲備，而地球的自然地質(zhì)過程不可能在相對短暫的社會歷史時期內(nèi)再次生成第二批礦物。（3）環(huán)境污染嚴(yán)重所謂環(huán)境污染，是指由于人類的活動引入環(huán)境的物質(zhì)和能量，造成危害人類及其它生物生存及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的現(xiàn)象。污染分為大氣污染、水體污染和土壤污染。近百年來世界上發(fā)生的大小數(shù)百起由環(huán)境污染導(dǎo)致的公害事件，絕大多數(shù)都與空氣污染有關(guān)。據(jù)統(tǒng)計，已經(jīng)發(fā)生危害或引起人們注意的大氣污染物就有100種左右，其中對人類環(huán)境威脅較大的主要是煤粉塵、一氧