1、 摘要幻燈片摘要幻燈片第第2講講 自然界的存在與演化自然界的存在與演化第第1節節 自然界的系統性存在自然界的系統性存在一、自然界的物質統一性一、自然界的物質統一性（一）物質形態的差異性與多樣性（一）物質形態的差異性與多樣性1、根據能否進行自我新陳代謝和遺傳變異、根據能否進行自我新陳代謝和遺傳變異2、依據物質的聚集狀態、依據物質的聚集狀態（二）自然界的物質統一性（二）自然界的物質統一性1、化學元素上的統一性、化學元素上的統一性2、物質聚集形態上的統一性、物質聚集形態上的統一性3、質能守恒定律、質能守恒定律摘要幻燈片續一摘要幻燈片續一二、自然界物質系統的整體性二、自然界物質系統的整體性1、系統的整

2、體性、系統的整體性2、整體與部分的關系、整體與部分的關系三、自然界物質系統的穩定性三、自然界物質系統的穩定性1、系統穩定性的衡量標準、系統穩定性的衡量標準2、系統穩定性與耗散結構、系統穩定性與耗散結構3、系統穩定性的相對性、系統穩定性的相對性四、自然界物質系統的層次性四、自然界物質系統的層次性（一）層次結構的基本特征（一）層次結構的基本特征 摘要幻燈片續二摘要幻燈片續二1、構成性、構成性2、相干性、相干性（二）層次結構的結合度（二）層次結構的結合度（三）層次結構的因果鏈（三）層次結構的因果鏈第第2節節 自然界的演化自然界的演化一、自然界的演化過程一、自然界的演化過程（一）宇宙和天體的起源與演化

3、（一）宇宙和天體的起源與演化（二）地球的演化（二）地球的演化（三）生命的起源與演化：生物圈（三）生命的起源與演化：生物圈 摘要幻燈片續三摘要幻燈片續三二、自然界的演化方向二、自然界的演化方向（一）退化及其根據（一）退化及其根據（二）進化的根據和條件（二）進化的根據和條件（三）進化與退化的關系（三）進化與退化的關系三、自然界演化的規律性三、自然界演化的規律性（一）自然界演化的不可逆性（一）自然界演化的不可逆性（二）自然界演化的周期性（二）自然界演化的周期性1、周期性的表現、周期性的表現2、周期性的證據、周期性的證據3、結語、結語 摘要幻燈片續四摘要幻燈片續四第第3節節 人和自然界人和自然界一、人

4、與自然的對象性關系一、人與自然的對象性關系（一）人的受動性及其表現（一）人的受動性及其表現（二）人的能動性及其表現（二）人的能動性及其表現二、人工自然的擴大二、人工自然的擴大1、人工自然的本質、人工自然的本質2、人工自然與生態平衡、人工自然與生態平衡3、生態系統、生態系統4、生態規律、生態規律 摘要幻燈片續五摘要幻燈片續五三、人與自然的協調發展三、人與自然的協調發展（一）人與自然協調發展的必要性（一）人與自然協調發展的必要性1、人口問題、人口問題2、環境問題、環境問題3、資源短缺、資源短缺（二）人與自然的協調發展（二）人與自然的協調發展1、協調發展的指導思想、協調發展的指導思想2、協調發展的方

5、式、協調發展的方式3、協調發展與、協調發展與“可持續發展可持續發展”4、實現協調發展的條件、實現協調發展的條件思考題思考題 第二講第二講 自然界的存在與演化自然界的存在與演化 自然界有廣義和狹義之分。自然界有廣義和狹義之分。 廣義的自然界是指整個宇宙，包括非生命世廣義的自然界是指整個宇宙，包括非生命世界、生命世界和人類社會。界、生命世界和人類社會。 狹義的自然界則是指與人類社會相區別的物狹義的自然界則是指與人類社會相區別的物質世界，即人類社會生活的自然環境。質世界，即人類社會生活的自然環境。 自然界是人類一切知識的來源。自然界是人類一切知識的來源。 第第1 1節節 自然界的系統性存在自然界的系

6、統性存在 現代科學研究成果表明，自然界是現代科學研究成果表明，自然界是由各種不同的物質實體組成的，而由各種不同的物質實體組成的，而所有的物質實體又是以系統的方式所有的物質實體又是以系統的方式存在著。存在著。 一、自然界的物質統一性一、自然界的物質統一性 自然界是物質的，從基本粒子到天體，從具自然界是物質的，從基本粒子到天體，從具有生命活性的生物大分子到人，都是物質的不有生命活性的生物大分子到人，都是物質的不同形態。同形態。 自然界就存在于各種不同的物質形態之中。自然界就存在于各種不同的物質形態之中。 ( (一一) )物質形態的差異性與多樣性物質形態的差異性與多樣性 自然界的物質不僅具有客觀實在

7、性和統一自然界的物質不僅具有客觀實在性和統一性，而且其形態是千姿百態、無限多樣的。性，而且其形態是千姿百態、無限多樣的。 同時，這種物質形態的差異性和多樣性也同時，這種物質形態的差異性和多樣性也是其統一性的前提條件。是其統一性的前提條件。 1 1、根據能否自我新陳代謝和遺傳變異、根據能否自我新陳代謝和遺傳變異 據此可以把自然界中各種各樣的物質形據此可以把自然界中各種各樣的物質形態劃分為：態劃分為： 非生命世界非生命世界和和生命世界。生命世界。 (1) (1)非生命世界非生命世界 1)1)宇觀世界宇觀世界中有：星云、行星、恒星、星系、中有：星云、行星、恒星、星系、星系團、超星系團、類星體、總星系

8、等不同的物星系團、超星系團、類星體、總星系等不同的物質形態。質形態。 2)2)宏觀世界宏觀世界包括：有機物、無機化合物包括：有機物、無機化合物(100(100多多萬種萬種) )、單質等形式。、單質等形式。 3)3)微觀領域微觀領域中有：中有：110110多種元素；多種元素；400400多種基本多種基本粒子粒子( (含兩大類：輕子類，包括光子族和輕子族；含兩大類：輕子類，包括光子族和輕子族；重子類，包括介子族和重子族重子類，包括介子族和重子族) )。 （2 2）生命世界）生命世界 從生物大分子、細胞、微生物到植物、動物、從生物大分子、細胞、微生物到植物、動物、生物圈更是五彩繽紛、形態萬千。生物圈

9、更是五彩繽紛、形態萬千。 目前，人們已發現其存在的動物目前，人們已發現其存在的動物( (含昆蟲含昆蟲) )就有就有150150多萬種；多萬種； 植物植物3030多萬種；多萬種； 微生物微生物8 89 9萬種。萬種。 2 2、依據不同的物質聚集狀態、依據不同的物質聚集狀態 據此自然界的物質形態可以劃分為：據此自然界的物質形態可以劃分為： 固態、液態、氣態；固態、液態、氣態； 等離子態；等離子態； 超密態；超密態； 真空場真空場 反物質反物質( (其根據是所有的基本粒子都有反粒子其根據是所有的基本粒子都有反粒子) )。 ( (二二) )自然界的物質統一性自然界的物質統一性 自然界的物質形態盡管多種

10、多樣，各自然界的物質形態盡管多種多樣，各不相同。不相同。 但不同形態的物質客體又具有統一性。但不同形態的物質客體又具有統一性。 1 1、化學元素上的統一性、化學元素上的統一性 經光譜分析發現宇宙萬物在化學元素上具有統一性：經光譜分析發現宇宙萬物在化學元素上具有統一性： 其一，宇觀世界都是由在地球上均可找到的化學元其一，宇觀世界都是由在地球上均可找到的化學元素所組成；素所組成； 其二，無機物與生命物質在化學成分上也有著同一其二，無機物與生命物質在化學成分上也有著同一性；性； 最后，對微觀領域物質形態統一性的論證已深入到最后，對微觀領域物質形態統一性的論證已深入到基本粒子層次，而且在基本粒子之間也

11、有著相互轉基本粒子層次，而且在基本粒子之間也有著相互轉化。化。 2 2、物質基本形態上的統一性、物質基本形態上的統一性 自然界的物質形態可歸結為實物和場兩種基本形態，其自然界的物質形態可歸結為實物和場兩種基本形態，其間存在著統一性。間存在著統一性。 一方面，實物與場之間相互聯系，不可分割，有實物存一方面，實物與場之間相互聯系，不可分割，有實物存在就有實物之間相互作用的場，任何場都是某種實物之在就有實物之間相互作用的場，任何場都是某種實物之間的相互作用。間的相互作用。 另一方面，實物與場之間在一定的條件下可以相互轉化。另一方面，實物與場之間在一定的條件下可以相互轉化。 如電子和正電子相遇時可如電

12、子和正電子相遇時可“湮滅湮滅”而轉化為光子，即轉而轉化為光子，即轉化為電磁場；反之，在核子場中光子的能量足夠大時，化為電磁場；反之，在核子場中光子的能量足夠大時，光子也可以轉化為正、負電子。光子也可以轉化為正、負電子。 3 3、質能守恒定律、質能守恒定律 質量守恒定律和能量守恒與轉化定律也是自然界物質質量守恒定律和能量守恒與轉化定律也是自然界物質形態統一性的一個有力證據。形態統一性的一個有力證據。 核物理在研究核聚變反應過程中，發現有核物理在研究核聚變反應過程中，發現有“質量虧損質量虧損”的現象。的現象。 “ “質量虧損質量虧損”并不是質量真的丟失了，而是指靜止質并不是質量真的丟失了，而是指靜

13、止質量的減少，但與此同時運動質量則相應增加，或實物量的減少，但與此同時運動質量則相應增加，或實物狀態的物質以能量的形式轉化成場狀態的物質，虧損狀態的物質以能量的形式轉化成場狀態的物質，虧損的靜止質量轉化成場的質量，所以整個系統的總質量的靜止質量轉化成場的質量，所以整個系統的總質量仍然守恒。這種守恒通常表現為質能守恒。仍然守恒。這種守恒通常表現為質能守恒。 二、自然界物質系統的整體性二、自然界物質系統的整體性 整個自然界中的各種物質客體，從微觀粒子到宇整個自然界中的各種物質客體，從微觀粒子到宇宙天體，從生物大分子到整個生物圈，無不以系宙天體，從生物大分子到整個生物圈，無不以系統的方式存在著。統的

14、方式存在著。 系統是由若干相互聯系、相互作用的諸要素所組系統是由若干相互聯系、相互作用的諸要素所組成的具有一定結構和功能的有機整體，是自然界成的具有一定結構和功能的有機整體，是自然界的一種根本屬性和存在方式。的一種根本屬性和存在方式。 1 1、整體性、整體性 所謂整體性是指物質系統所具有的不可還原所謂整體性是指物質系統所具有的不可還原的整體性質，即作為物質系統的整體，出現的整體性質，即作為物質系統的整體，出現了它的組成部分所沒有的性質或者失去了組了它的組成部分所沒有的性質或者失去了組成部分所具有的性質。成部分所具有的性質。 物質系統的物質系統的“整體整體”與與“堆堆”有著顯著的區有著顯著的區別

15、。別。 系統的整體性是系統中整體與部分之間非加系統的整體性是系統中整體與部分之間非加和性關系的表征。和性關系的表征。 2 2、整體與部分的關系、整體與部分的關系 整體與部分的關系包括：整體與部分的關系包括：加和性加和性與與非加和性關系非加和性關系兩種。兩種。 所謂所謂加和性關系加和性關系，是指各部分可以用簡單相加的辦法逐漸建立整體的特性，是指各部分可以用簡單相加的辦法逐漸建立整體的特性，即整體的特征能夠分解為各個要素的特征之和。即整體的特征能夠分解為各個要素的特征之和。 但由各部分之間的相干性造成的但由各部分之間的相干性造成的非加和性關系非加和性關系的存在，卻使系統出現其組的存在，卻使系統出現

16、其組成部分所沒有的新屬性，使系統與其構成要素之間出現質的差異。成部分所沒有的新屬性，使系統與其構成要素之間出現質的差異。 相干性相干性是指一種耦合關系。是指一種耦合關系。 耦合耦合各方經過物質、能量、信息的交換而彼此約束、選擇、協同和放大。各方經過物質、能量、信息的交換而彼此約束、選擇、協同和放大。 約束和選擇意味著耦合各方原有自由度的減少乃至部分屬性的喪失；約束和選擇意味著耦合各方原有自由度的減少乃至部分屬性的喪失； 協同和放大意味著耦合各方在一種新的模式下協調一致地活動，其原有的協同和放大意味著耦合各方在一種新的模式下協調一致地活動，其原有的屬性可以被拓寬放大。屬性可以被拓寬放大。 它們交

17、錯重疊在一起，共同導致屬性不可分割的整體的形成。它們交錯重疊在一起，共同導致屬性不可分割的整體的形成。 非加和性關系成因例證非加和性關系成因例證 在一個原子中，原子核與電子之間的制約使電子受到時空狀態、在一個原子中，原子核與電子之間的制約使電子受到時空狀態、隨機性、自由度等方面的約束；由于約束，排除了一部分可能的隨機性、自由度等方面的約束；由于約束，排除了一部分可能的狀態，保留了另一部分可能的狀態，這便意味著選擇，最終使得狀態，保留了另一部分可能的狀態，這便意味著選擇，最終使得核與核外電子協同構成原子，使原子具有了金屬性、非金屬性等核與核外電子協同構成原子，使原子具有了金屬性、非金屬性等原子核

18、與核外電子所不具有的新屬性。原子核與核外電子所不具有的新屬性。 如果整體由于部分的相干性出現新屬性，則整體如果整體由于部分的相干性出現新屬性，則整體( (已成為系統已成為系統) )在在相關的屬性上，便表現出非加和性。相關的屬性上，便表現出非加和性。 這種非加和性特征表明，物質系統的整體特性既不能歸結為它的這種非加和性特征表明，物質系統的整體特性既不能歸結為它的組成部分的特性，也不是其組成部分的簡單組成部分的特性，也不是其組成部分的簡單“堆積堆積”。 它所反映的是某種具有新質的聯系，是標志物質系統具有整體性它所反映的是某種具有新質的聯系，是標志物質系統具有整體性的一種必不可少的聯系方式。的一種必

19、不可少的聯系方式。 三、自然界物質系統的穩定性三、自然界物質系統的穩定性 物質系統的穩定性是指物質系統在一定環境條件下能夠物質系統的穩定性是指物質系統在一定環境條件下能夠保持某種狀態的特性，它體現了物質系統與環境的相互作保持某種狀態的特性，它體現了物質系統與環境的相互作用關系。用關系。 依據系統與環境的關系，物質系統可以分為孤立、封閉依據系統與環境的關系，物質系統可以分為孤立、封閉和開放系統三類。和開放系統三類。 孤立系統與環境之間既無物質交換，又無能量交換；孤立系統與環境之間既無物質交換，又無能量交換； 封閉系統與環境之間僅有能量交換，而無物質交換；封閉系統與環境之間僅有能量交換，而無物質交

20、換； 開放系統與環境之間既有物質交換，又有能量交換。開放系統與環境之間既有物質交換，又有能量交換。 在這三類系統中，開放系統具有更大的普遍性。在這三類系統中，開放系統具有更大的普遍性。 1 1、系統穩定性的衡量標準、系統穩定性的衡量標準 系統的穩定性可通過漲落衡量。系統的狀態變量對平系統的穩定性可通過漲落衡量。系統的狀態變量對平均值的一定偏離或起伏即漲落。只有經受漲落后能恢均值的一定偏離或起伏即漲落。只有經受漲落后能恢復自身狀態的物質系統，才有存在的可能。這種對漲復自身狀態的物質系統，才有存在的可能。這種對漲落的不變性就是系統的穩定性。落的不變性就是系統的穩定性。 然而，并非系統的每種狀態都是

21、穩定的。按照對漲落然而，并非系統的每種狀態都是穩定的。按照對漲落的不同反應可以區分出三種狀態：的不同反應可以區分出三種狀態： 恒穩態恒穩態對漲落保持不變的狀態；亞穩態對漲落保持不變的狀態；亞穩態在一定范在一定范圍內對漲落保持不變的狀態；不穩定態圍內對漲落保持不變的狀態；不穩定態在漲落下即在漲落下即行消失的狀態。行消失的狀態。 2 2、系統的穩定性與耗散結構、系統的穩定性與耗散結構 物質系統的穩定性的產生和耗散結構的存在是密切相關的。物質系統的穩定性的產生和耗散結構的存在是密切相關的。 一個遠離平衡態的開放系統通過不斷與外界交換物質與能量，在外一個遠離平衡態的開放系統通過不斷與外界交換物質與能量

22、，在外界條件的變化達到一定閾值時，可能從原來的無序混亂狀態，轉變界條件的變化達到一定閾值時，可能從原來的無序混亂狀態，轉變為一種時空或結構有序的新狀態，這種有序狀態需要不斷地與外界為一種時空或結構有序的新狀態，這種有序狀態需要不斷地與外界交換物質和能量才能維持，并保持一定的穩定性。交換物質和能量才能維持，并保持一定的穩定性。 這種在遠離平衡情況下形成的新的有序結構，稱為這種在遠離平衡情況下形成的新的有序結構，稱為“耗散結構耗散結構”。 耗散結構作為一種時空有序結構，正是在一個自我保持和自我修復耗散結構作為一種時空有序結構，正是在一個自我保持和自我修復的系統中維護各部分之間關系的一種特定構型。因

23、而其存在就標志的系統中維護各部分之間關系的一種特定構型。因而其存在就標志著系統處于著系統處于“穩定狀態穩定狀態”。 耗散結構的產生過程也是一種自組織形成的過程，其形成機制在一耗散結構的產生過程也是一種自組織形成的過程，其形成機制在一定程度上反映了系統穩定性產生并得以保持的內在原因。定程度上反映了系統穩定性產生并得以保持的內在原因。 3 3、系統穩定性的相對性、系統穩定性的相對性 物質系統的穩定性是相對于一定范圍而言的。超出這個范圍，物質系統的穩定性是相對于一定范圍而言的。超出這個范圍，原有的穩定態就會失穩，漲落將支配系統的行為。原有的穩定態就會失穩，漲落將支配系統的行為。 當這種漲落被一定條件

24、所鞏固時，就會出現新的穩定態。即隨當這種漲落被一定條件所鞏固時，就會出現新的穩定態。即隨著外界控制參量的變化，系統會經歷穩定著外界控制參量的變化，系統會經歷穩定失穩失穩再穩定的演化再穩定的演化歷程。歷程。 普利高津提出的結構普利高津提出的結構功能功能漲落圖漲落圖( (見下圖見下圖) )，就是這種過程的，就是這種過程的形象表述。形象表述。 按這個圖式，隨機漲落會導致系統內部機制的改變按這個圖式，隨機漲落會導致系統內部機制的改變( (普利高津稱普利高津稱這種機制為這種機制為“功能功能”) )。如果這種改變不是發生在臨界點附近，。如果這種改變不是發生在臨界點附近，那么系統的結構會平息漲落，系統依然是

25、穩定的。如果漲落被那么系統的結構會平息漲落，系統依然是穩定的。如果漲落被放大到臨界點附近，結構無法調整這些機制，穩態將轉化為失放大到臨界點附近，結構無法調整這些機制，穩態將轉化為失穩，宏觀時空結構也會發生變化。而在變化了的時空結構中，穩，宏觀時空結構也會發生變化。而在變化了的時空結構中，又會有新的漲落。又會有新的漲落。 普利高津結構普利高津結構功能漲落圖功能漲落圖 （決定論的）（決定論的） 功能功能 結構結構 漲落漲落 （隨機（隨機的）的）四、自然界物質系統的層次性四、自然界物質系統的層次性 一個較為復雜的系統都是按層次結構組織起一個較為復雜的系統都是按層次結構組織起來的，即每個物質系統都是較

26、高一級系統的來的，即每個物質系統都是較高一級系統的一個要素，同時它作為較高一級系統的要素一個要素，同時它作為較高一級系統的要素本身，通常又是較低一級的系統，這樣便形本身，通常又是較低一級的系統，這樣便形成了自然界物質系統的層次性（如下圖）。成了自然界物質系統的層次性（如下圖）。 圖圖2-22-2非生命世界物質層次非生命世界物質層次 圖圖2-32-3生命世界物質層次生命世界物質層次 總星系總星系 星系團星系團 生物圈生物圈 星系星系 生態系統生態系統 恒星恒星 生物群落生物群落 行星行星( (包括衛星包括衛星) ) 種種 群群 地面上的宏觀物體地面上的宏觀物體 生物個體生物個體 圖圖2-22-2

27、非生命世界物質層次非生命世界物質層次 圖圖2-32-3生命世界物質層次生命世界物質層次 地面上的宏觀物體地面上的宏觀物體 生物個體生物個體 分子分子 系統系統 原子原子 器官器官 原子核原子核 組織組織 基本粒子基本粒子 細胞細胞 夸克夸克生物大分子生物大分子( (一一) )層次結構的基本特征層次結構的基本特征 層次結構指的是，若干要素經相互作用構層次結構指的是，若干要素經相互作用構成的系統，再通過新的相互作用而構成新成的系統，再通過新的相互作用而構成新系統的逐級構成的結構關系。系統的逐級構成的結構關系。 在這種關系中，參與構成的系統稱為低層在這種關系中，參與構成的系統稱為低層系統，構成后的新

28、系統稱為高層系統。系統，構成后的新系統稱為高層系統。 1 1、構成性：層次結構特征之一、構成性：層次結構特征之一 層次結構的一個顯著特征是，低層系統對高層層次結構的一個顯著特征是，低層系統對高層系統具有構成關系：低層系統必須是高層系統系統具有構成關系：低層系統必須是高層系統的構成部分，而高層系統也只能以低層系統為的構成部分，而高層系統也只能以低層系統為存在基礎。存在基礎。 層次結構中的構成性關系是物質系統之間的縱層次結構中的構成性關系是物質系統之間的縱向的或垂直的有序關系，即子系統與母系統、向的或垂直的有序關系，即子系統與母系統、各個子系統之間的相互包含和相互作用，它反各個子系統之間的相互包含

29、和相互作用，它反映出不同層次之間是相互依存的。映出不同層次之間是相互依存的。 2 2、相干性：層次結構特征之二、相干性：層次結構特征之二 層次結構中的相干性關系是物質系統間的橫向關系。層次結構中的相干性關系是物質系統間的橫向關系。 只有通過相干性關系，它們才能結合起來構成高一級只有通過相干性關系，它們才能結合起來構成高一級系統，導致縱向層次間質的差異。系統，導致縱向層次間質的差異。 隨著每一個新物質層次的形成，總會有新質的突現和隨著每一個新物質層次的形成，總會有新質的突現和新功能的問世。新功能的問世。 相干性關系所造成的新層次往往在自身結構上更簡單相干性關系所造成的新層次往往在自身結構上更簡單

30、一些，從而為低層系統能夠并入高層次的活動模式創一些，從而為低層系統能夠并入高層次的活動模式創造條件。造條件。 ( (二二) )層次結構的結合度層次結構的結合度 由由層次結構的層次結構的基本特點決定了其基本特點決定了其結合度的差異性和結合度的差異性和遞減性等特征。遞減性等特征。 一般隨著層次由低向高推進，結合的緊密程度由大到小一般隨著層次由低向高推進，結合的緊密程度由大到小而遞減：而遞減： 從將夸克結合為基本粒子的力量到將中子和質子結合為從將夸克結合為基本粒子的力量到將中子和質子結合為原子核的核交換力；從將原子核與電子結合原子核的核交換力；從將原子核與電子結合 的電磁力的電磁力到將原子結合為分子

31、的共價鍵或離子鍵；從將化學分子到將原子結合為分子的共價鍵或離子鍵；從將化學分子結合為生命大分子到將多細胞結合為生命整體；直至維結合為生命大分子到將多細胞結合為生命整體；直至維持生物群落和生態系統的力量，不但具有巨大的強弱差持生物群落和生態系統的力量，不但具有巨大的強弱差異，而且是依次遞減的。異，而且是依次遞減的。 ( (三三) )層次結構的因果鏈層次結構的因果鏈 層次結構中存在著雙向因果鏈：上向因果鏈和下向因果鏈。層次結構中存在著雙向因果鏈：上向因果鏈和下向因果鏈。 其一，低層系統及其相干性關系作為原因，可以在高層系統其一，低層系統及其相干性關系作為原因，可以在高層系統中引起一定的結果，決定高

32、層系統的特點和規律，此乃其上中引起一定的結果，決定高層系統的特點和規律，此乃其上向因果鏈。向因果鏈。 其二，高層系統對低層系統的支配、影響和限制，這是其下其二，高層系統對低層系統的支配、影響和限制，這是其下向因果鏈。這種雙向因果鏈的存在，不僅造成了層次之間的向因果鏈。這種雙向因果鏈的存在，不僅造成了層次之間的差別，也溝通了層次之間的聯系：差別，也溝通了層次之間的聯系： 上向因果鏈的存在，提供了從低層次規律入手認識高層次現上向因果鏈的存在，提供了從低層次規律入手認識高層次現象的可能性；而下向因果鏈的存在，則保證了從高層次規律象的可能性；而下向因果鏈的存在，則保證了從高層次規律出發對加入高層系統的

33、低層現象進行解釋和預言的可能性出發對加入高層系統的低層現象進行解釋和預言的可能性。 第第2 2節節 自然界的演化自然界的演化 自然界不僅存在著，而且生成著并消逝著。自然界不僅存在著，而且生成著并消逝著。 生成與消逝的不斷更替，便構成了自然界生成與消逝的不斷更替，便構成了自然界的演化鏈條。的演化鏈條。 要揭示自然界的奧秘，展示自然界的圖景，要揭示自然界的奧秘，展示自然界的圖景，除了把自然界作為一種存在來把握，還必除了把自然界作為一種存在來把握，還必須把自然界當作一種過程來理解。須把自然界當作一種過程來理解。 一、自然界的演化過程一、自然界的演化過程 根據目前已確認的科學事實和比較公根據目前已確認

34、的科學事實和比較公認的科學假說，我們可對自然界的演認的科學假說，我們可對自然界的演化過程作出一個大致的描述。化過程作出一個大致的描述。 ( (一一) )宇宙和天體的起源與演化宇宙和天體的起源與演化 1 1、宇宙起源與大爆炸假說、宇宙起源與大爆炸假說 關于宇宙起源的認識主要來自于伽莫夫關于宇宙起源的認識主要來自于伽莫夫“大爆炸假說大爆炸假說”及其修正。及其修正。 而形成后的宇宙的演化先后經歷了基本粒子形成階段、輻射階段或而形成后的宇宙的演化先后經歷了基本粒子形成階段、輻射階段或核合成階段、實物階段。核合成階段、實物階段。關于宇宙的生成參見相關資料關于宇宙的生成參見相關資料。 2 2、恒星演化與彌

35、漫說、恒星演化與彌漫說 恒星的演化，按目前廣為接受的彌漫說，一般要經歷以下幾個階段：恒星的演化，按目前廣為接受的彌漫說，一般要經歷以下幾個階段： 引力收縮階段引力收縮階段( (包括快收縮階段和慢收縮階段包括快收縮階段和慢收縮階段) )：主序星階段；紅巨：主序星階段；紅巨星階段；脈動階段；爆發階段和高密階段等。星階段；脈動階段；爆發階段和高密階段等。 在恒星演化的特殊階段和特定條件下，在宇宙之一隅出現了太陽系在恒星演化的特殊階段和特定條件下，在宇宙之一隅出現了太陽系以及作為太陽系一個成員的地球。以及作為太陽系一個成員的地球。 ( (二二) )地球的演化地球的演化 地球是在太陽系形成的過程中誕生的

36、，迄今的歷地球是在太陽系形成的過程中誕生的，迄今的歷史約史約4646億年。在這期間，地球發生了一系列的變億年。在這期間，地球發生了一系列的變化。化。 1 1、地球內部圈層的演化、地球內部圈層的演化 2 2、地球外部圈層的演化、地球外部圈層的演化 (1)(1)大氣圈大氣圈 (2)(2)水圈水圈 （3 3）巖石土壤圈）巖石土壤圈 ( (三三) )生物圈生物圈: :生命起源和生物進化生命起源和生物進化 生命是蛋白質和核酸多分子體系存在的一種方式，它是由非生命物質生命是蛋白質和核酸多分子體系存在的一種方式，它是由非生命物質在原始地球環境中經過長期的演化而形成的。在原始地球環境中經過長期的演化而形成的。

37、 1 1、原始生命的誕生、原始生命的誕生 在原始地球條件下，當具有催化功能的原始蛋白質和能起模板作用的在原始地球條件下，當具有催化功能的原始蛋白質和能起模板作用的原始核酸一旦產生并結合為多分子體系時，真正的原始生命就隨之誕原始核酸一旦產生并結合為多分子體系時，真正的原始生命就隨之誕生了。生了。 2 2、生物進化與人類起源、生物進化與人類起源 原始生命出現以后，又經歷了從非細胞到細胞、從原核細胞到真核細原始生命出現以后，又經歷了從非細胞到細胞、從原核細胞到真核細胞，再到單細胞生物進化成多細胞生物，進而分化成動物和植物。胞，再到單細胞生物進化成多細胞生物，進而分化成動物和植物。 在適宜的環境中，植

38、物沿著菌藻植物在適宜的環境中，植物沿著菌藻植物苔蘚和蕨類植物苔蘚和蕨類植物裸子植物裸子植物被子植物的方向進化；動物則沿著無脊椎動物被子植物的方向進化；動物則沿著無脊椎動物脊椎動物的方向發展，脊椎動物的方向發展，直到人類的出現。直到人類的出現。宇宙演化鏈宇宙演化鏈( (如下表如下表) ) 宇宇 宙宙 時時 物物 質質 形形 態態 宇宇 宙宙 時時 物物 質質 形形 態態 0 秒秒原始火球大爆炸原始火球大爆炸15.2 109年年原始星際云形成原始星際云形成10-43 秒秒時空量子化時空量子化15.4 109年年行星行星(地球地球)形成形成10-3510-30秒秒 宇宙暴脹產生夸克宇宙暴脹產生夸克,

39、輕子輕子 16.1 109年年最老地球巖石形成最老地球巖石形成 10-6秒秒質子質子-反質子對湮滅反質子對湮滅18 109年年富氧大氣圈形成富氧大氣圈形成 1秒秒電子電子-正電子對湮滅正電子對湮滅19 109年年生命起源生命起源 13分分氦合成氦合成19.55 109年年初期的魚類初期的魚類12109年年星系形成星系形成19.6 109年年初期的陸地植物初期的陸地植物4.1 109年年第一代恒星形成第一代恒星形成19.95 109年年哺乳動物哺乳動物5 109年年類星體誕生類星體誕生,星族星族恒星恒星 20 109年年人類起源人類起源10 109年年星族星族恒星形成恒星形成 二、自然界的演化方

40、向二、自然界的演化方向 自然界的任何物質系統都要經歷產生、成長、自然界的任何物質系統都要經歷產生、成長、衰落、毀滅的歷史過程。衰落、毀滅的歷史過程。 所有這些演化均可以歸為兩大類：進化與退所有這些演化均可以歸為兩大類：進化與退化。化。 一般認為，進化對物質世界更具有積極意義。一般認為，進化對物質世界更具有積極意義。 但是，人類最早精確認識并深入研究的演化但是，人類最早精確認識并深入研究的演化現象卻是退化。現象卻是退化。 ( (一一) )退化及其根據退化及其根據 所謂退化，是指物質系統由有序向無序、由高序所謂退化，是指物質系統由有序向無序、由高序向低序的演化過程和趨勢。向低序的演化過程和趨勢。

41、退化的理論根據就是熱力學第二定律。退化的理論根據就是熱力學第二定律。 這一定律指出，在一個孤立系統中，任何物理過這一定律指出，在一個孤立系統中，任何物理過程或化學過程總是導致熵的增加，系統最終達到程或化學過程總是導致熵的增加，系統最終達到一個具有極大熵值的平衡態，而且這種熵增過程一個具有極大熵值的平衡態，而且這種熵增過程是一個不可逆的自發過程。是一個不可逆的自發過程。 可見，退化過程就是熵增過程。可見，退化過程就是熵增過程。 ( (二二) )進化的根據和條件進化的根據和條件 進化是指物質系統由無序到有序、由低序到高序的演化過程和趨勢。進化是指物質系統由無序到有序、由低序到高序的演化過程和趨勢。

42、 進化的根據則是生物進化論與自組織理論。進化的根據則是生物進化論與自組織理論。 根據自組織理論，一個系統具備以下條件就會進入有序狀態。根據自組織理論，一個系統具備以下條件就會進入有序狀態。 (1)(1)系統從無序走向有序，必須處于遠離平衡的狀態。系統從無序走向有序，必須處于遠離平衡的狀態。 (2)(2)產生有序結構的系統，必須是一個開放系統。產生有序結構的系統，必須是一個開放系統。 (3)(3)形成有序結構的各要素之間存在著非線性的相互作用，這種相互形成有序結構的各要素之間存在著非線性的相互作用，這種相互作用使各要素之間產生相干效應與協調動作，從而可以使系統從雜亂作用使各要素之間產生相干效應與

43、協調動作，從而可以使系統從雜亂無章變為井然有序。無章變為井然有序。 (4)(4)系統中的正反饋可以促使系統的變化被放大和加劇，從而推動系系統中的正反饋可以促使系統的變化被放大和加劇，從而推動系統的質變，加速系統自復制自組織的過程。統的質變，加速系統自復制自組織的過程。 (5)(5)漲落和突變是產生有序狀態的條件。漲落和突變是產生有序狀態的條件。 ( (三三) )進化與退化的關系進化與退化的關系 進化和退化是自然界中廣為存在的兩種趨勢進化和退化是自然界中廣為存在的兩種趨勢和過程。和過程。 當代科學對進化的深入研究表明，進化與退當代科學對進化的深入研究表明，進化與退化是不可分割、辯證統一的。化是不

44、可分割、辯證統一的。 1 1、進化與退化相互包含、進化與退化相互包含 2 2、進化與退化互為條件、進化與退化互為條件 3 3、進化與退化依據一定條件以互相轉化、進化與退化依據一定條件以互相轉化 三、自然界演化的規律性三、自然界演化的規律性 自然界的演化不是雜亂無章，而是遵自然界的演化不是雜亂無章，而是遵循著一定的規律。這些規律主要是演循著一定的規律。這些規律主要是演化的不可逆性和周期性。化的不可逆性和周期性。 ( (一一) )自然界演化的不可逆性自然界演化的不可逆性 自然界的演化是以物質系統的要素、結構、功能自然界的演化是以物質系統的要素、結構、功能等方面的新舊交替為標志的，這種新舊交替有不等

45、方面的新舊交替為標志的，這種新舊交替有不可完全逆轉的性質，且具有普遍性。可完全逆轉的性質，且具有普遍性。 一個物質系統從某一狀態出發，經過某一過程達到一個物質系統從某一狀態出發，經過某一過程達到另一狀態，如果存在一個反過程，它能夠使該物質另一狀態，如果存在一個反過程，它能夠使該物質系統和外界環境完全恢復，即物質系統回到原來狀系統和外界環境完全恢復，即物質系統回到原來狀態，同時消除了原來過程對外界環境引起的影響，態，同時消除了原來過程對外界環境引起的影響，則原來的過程為可逆過程。則原來的過程為可逆過程。 反之，用任何方法都不可能使物質系統和外界環境反之，用任何方法都不可能使物質系統和外界環境完全

46、復原，則原來的過程為不可逆過程。完全復原，則原來的過程為不可逆過程。 ( (二二) )自然界演化的周期性自然界演化的周期性 自然界演化發展中有序與無序的不斷轉化，進化與自然界演化發展中有序與無序的不斷轉化，進化與退化的不斷交替，便使其呈現出周期性規律。退化的不斷交替，便使其呈現出周期性規律。 周期性是事物隨時間的變化，表現出形態的相似、周期性是事物隨時間的變化，表現出形態的相似、性質的相同、結構的重復、過程的重演等向其原來性質的相同、結構的重復、過程的重演等向其原來出發點的回歸現象。出發點的回歸現象。 自然界演化的不可逆性，決定了這種回歸不是簡單自然界演化的不可逆性，決定了這種回歸不是簡單的重

47、復，而是辯證的否定之否定過程。的重復，而是辯證的否定之否定過程。 1 1、周期性的表現、周期性的表現 物質系統演化的周期性，在自然界中是普遍存在物質系統演化的周期性，在自然界中是普遍存在的。的。 恒星經歷的恒星經歷的“星云星云恒星恒星星際彌漫物質星際彌漫物質新一代新一代恒星恒星”的演化，海底地殼經歷的的演化，海底地殼經歷的“地殼地殼地幔地幔新新的地殼的地殼”的演化，全球氣候經歷的的演化，全球氣候經歷的“溫暖期溫暖期寒寒冷期冷期溫暖期溫暖期”的演化，都體現出這種周期性。的演化，都體現出這種周期性。 至于像天文學中太陽黑子爆發的周期，生物學中至于像天文學中太陽黑子爆發的周期，生物學中生物世代繁衍的

48、周期等，則在自然界中隨處可見。生物世代繁衍的周期等，則在自然界中隨處可見。 2 2、周期性的證據、周期性的證據 這些具體物質系統演化周期的形成機制，已由相應的各這些具體物質系統演化周期的形成機制，已由相應的各門自然科學加以闡明。門自然科學加以闡明。 而系統科學尤其是自組織理論的發展，又為解釋一般周而系統科學尤其是自組織理論的發展，又為解釋一般周期的形成機制提供了新的富有啟發意義的思考途徑。期的形成機制提供了新的富有啟發意義的思考途徑。 耗散結構、協同學、超循環等非平衡自組織理論認為，耗散結構、協同學、超循環等非平衡自組織理論認為，一個遠離平衡的開放系統，通過與外界環境交換物質和一個遠離平衡的開

49、放系統，通過與外界環境交換物質和能量，從環境中獲得負熵流來抵消系統內部的熵產生，能量，從環境中獲得負熵流來抵消系統內部的熵產生，就可能從一種混亂無序的狀態演化成為一種穩定有序的就可能從一種混亂無序的狀態演化成為一種穩定有序的結構。結構。 同樣，非平衡自組織理論也揭示了通向混沌的道路，說同樣，非平衡自組織理論也揭示了通向混沌的道路，說明了系統從有序向無序的轉化過程。明了系統從有序向無序的轉化過程。 3 3、結語、結語 有關研究終將揭示彌散的物質和能量重新聚集起來有關研究終將揭示彌散的物質和能量重新聚集起來的途徑，從而從根本上揭示自然界的演化不但存在的途徑，從而從根本上揭示自然界的演化不但存在周期

50、性，而且存在無限循環的可能。周期性，而且存在無限循環的可能。 正如恩格斯指出，當自然科學的發展水平難以解決正如恩格斯指出，當自然科學的發展水平難以解決這個問題的時候，必須借助哲學思維的幫助才能使這個問題的時候，必須借助哲學思維的幫助才能使自己的自然觀成為一個和諧的整體。自己的自然觀成為一個和諧的整體。 如果我們從質的不滅性方面來理解物質不滅原理和如果我們從質的不滅性方面來理解物質不滅原理和運動不滅原理，自然界的演化圖景就只能是周期性運動不滅原理，自然界的演化圖景就只能是周期性的無限循環發展。的無限循環發展。 第第3 3節節 人和自然界人和自然界 人是自然界演化發展到特定階段的產物，人是自然界演

51、化發展到特定階段的產物，是自然界的一個組成部分。是自然界的一個組成部分。 在人出現的同時，也就出現了人和自然在人出現的同時，也就出現了人和自然的關系。的關系。 這種關系，既影響著由人所構成的社會這種關系，既影響著由人所構成的社會的發展，也影響著除人類社會之外的自的發展，也影響著除人類社會之外的自然界的演化，成為自然界演化發展中的然界的演化，成為自然界演化發展中的新因素。新因素。 一、人與自然的對象性關系一、人與自然的對象性關系 人不僅是人不僅是自然界的人，是一種自然存在物，自然界的人，是一種自然存在物，是自然界長期演化的產物；是自然界長期演化的產物； 而且是有意識、有意志、能動的自然存在而且是

52、有意識、有意志、能動的自然存在物，而是按照自己的主觀愿望主動地、積物，而是按照自己的主觀愿望主動地、積極地適應和改造周圍的自然界，使其順應極地適應和改造周圍的自然界，使其順應自己日益增長的需要。自己日益增長的需要。 （一）人的受動性及其表現（一）人的受動性及其表現 人首先是自然界的人，是一種自然存在物，即人首先是自然界的人，是一種自然存在物，即自然界是人產生、存在、發展的自然基礎。自然界是人產生、存在、發展的自然基礎。人的人的受動性的表現：受動性的表現： 第一，人是自然界的產物。第一，人是自然界的產物。 正是自然界在其發展過正是自然界在其發展過程中，經由一般物質程中，經由一般物質有機物有機物原

53、始生命體原始生命體高等高等動物動物 人，最終把人（通過勞動）人，最終把人（通過勞動）“創造創造”出來。出來。因此，沒有自然界的長期發展，就沒有人的產生。因此，沒有自然界的長期發展，就沒有人的產生。 第二，人的生存離不開自然界。即自然界為人類生第二，人的生存離不開自然界。即自然界為人類生存和發展提供充足的自然資源。存和發展提供充足的自然資源。 第三，人的社會關系形成和發展離不開人與自然的第三，人的社會關系形成和發展離不開人與自然的關系。即其為人類提供寬廣的活動空間。關系。即其為人類提供寬廣的活動空間。 （二）人的能動性及其表現（二）人的能動性及其表現 然而，人不僅是一種自然存在物，而且是然而，人

54、不僅是一種自然存在物，而且是有意識、有意志、能動的自然存在物。有意識、有意志、能動的自然存在物。 第一，人在改造自然的同時，也改造自身第一，人在改造自然的同時，也改造自身的自然，促進自身自然的進化與發展。的自然，促進自身自然的進化與發展。 第二，人作用于自然界，不斷改變自然界第二，人作用于自然界，不斷改變自然界的面貌，推動自身需要的發展。的面貌，推動自身需要的發展。 二、人工自然的擴大二、人工自然的擴大與人工自然相對應的還有自在或天然自然及人化自然。天然自與人工自然相對應的還有自在或天然自然及人化自然。天然自然指未受到人類影響的那部分自然界，即人類認識和作用手段然指未受到人類影響的那部分自然界

55、，即人類認識和作用手段還未觸及的那部分自然界，還未觸及的那部分自然界，“是一個絕對非人的存在物是一個絕對非人的存在物”( (列寧列寧選集選集vol.2,1964:81)vol.2,1964:81)。其實質只是一種抽象或思維上的把握，。其實質只是一種抽象或思維上的把握，并無現實基礎，也不給人以知識或信息。而其一旦成為認識對并無現實基礎，也不給人以知識或信息。而其一旦成為認識對象，便不再是純自在。象，便不再是純自在。人化自然指人類觀測所及從而能夠感知其信息的那部分自然界，人化自然指人類觀測所及從而能夠感知其信息的那部分自然界，包括從總星系到基本粒子范圍內包括從總星系到基本粒子范圍內(10(1028

56、28cm-10cm-10-16-16cm)cm)所有人類已經所有人類已經認識或已開始認識到的自然物、自然現象和過程。它是自然界認識或已開始認識到的自然物、自然現象和過程。它是自然界人化的結果，是已被納入了人類人化的結果，是已被納入了人類( (社會社會) )活動范圍的自然界。它活動范圍的自然界。它以天然自然為基礎，是人和自然構成的通信系統。以天然自然為基礎，是人和自然構成的通信系統。 1 1、人工自然的本質、人工自然的本質人工自然是人類實踐活動所變革了的那部分自然界，人工自然是人類實踐活動所變革了的那部分自然界，它主要指：它主要指：(1)(1)受人類實踐活動直接影響的那部分自受人類實踐活動直接影

57、響的那部分自然界然界( (主要指生態環境主要指生態環境) )；(2)(2)人利用自然界的材料創人利用自然界的材料創造出自然界中本來沒有的人工自然物造出自然界中本來沒有的人工自然物( (如各種新材料、如各種新材料、新工具、人工建筑、人工智能機、新生物物種等新工具、人工建筑、人工智能機、新生物物種等) )。人工自然是人們按照自己的價值標準，通過實踐創造的人工自然是人們按照自己的價值標準，通過實踐創造的對象化的世界，其實質就是人的本質力量的外化展現。對象化的世界，其實質就是人的本質力量的外化展現。 隨著人類生產水平的不斷提高和科學技術的不斷進步，隨著人類生產水平的不斷提高和科學技術的不斷進步，人類改

58、造自然的能力不斷增強，人工自然的范圍不斷地人類改造自然的能力不斷增強，人工自然的范圍不斷地擴大。擴大。 2 2、人工自然與生態平衡、人工自然與生態平衡 人工自然的每一步擴大，都意味著人的活動介入了人工自然的每一步擴大，都意味著人的活動介入了自然界的一個新領域，也意味著這個領域中原有的自然界的一個新領域，也意味著這個領域中原有的穩定狀態受到干擾甚至被改變。穩定狀態受到干擾甚至被改變。 可以說，隨著從農業社會、工業社會向現代社會的可以說，隨著從農業社會、工業社會向現代社會的過渡，自然界原有的平衡在越來越多的領域內被改過渡，自然界原有的平衡在越來越多的領域內被改變了。變了。 這里所謂的自然界的平衡不

59、是熱力學意義上的平衡這里所謂的自然界的平衡不是熱力學意義上的平衡態，而是自然本身形成的遠離熱平衡的穩定狀態。態，而是自然本身形成的遠離熱平衡的穩定狀態。 3 3、生態系統、生態系統 所謂生態系統，是指由生物群落及其地理環境相互作用所構成的功能系統。所謂生態系統，是指由生物群落及其地理環境相互作用所構成的功能系統。 這種系統按作用又可分解成無機環境、生物的生產者、生物的消費者、生這種系統按作用又可分解成無機環境、生物的生產者、生物的消費者、生物的分解者四個基本要素，它們共同發揮作用并形成一個整體。物的分解者四個基本要素，它們共同發揮作用并形成一個整體。 生態系統是開放的非平衡態系統，它吸收太陽能

60、并經由光合作用而轉化為生態系統是開放的非平衡態系統，它吸收太陽能并經由光合作用而轉化為有機物，同時又通過蒸發、呼吸、微生物分解等多種渠道向外界輸出物質有機物，同時又通過蒸發、呼吸、微生物分解等多種渠道向外界輸出物質和能量，其中的生物與生物之間、生物及其無機環境之間有著源源不斷的和能量，其中的生物與生物之間、生物及其無機環境之間有著源源不斷的物質、能量、信息流。物質、能量、信息流。 生態系統中存在著復雜的反饋機制，這種機制可以使系統穩定在一定的狀生態系統中存在著復雜的反饋機制，這種機制可以使系統穩定在一定的狀態下，這被稱為自然平衡。態下，這被稱為自然平衡。 但是，如果系統中出現了某種漲落，當漲落