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三生态学和新科学是生态文明建设的科学依据（第1页）

三、生态学和新科学是生态文明建设的科学依据

美国哲学家朗格（SusanneK。Langer）说：“我们最重要的财富永远是关于自然、地球、社会及关于做什么的一般定位：即作为我们世界观和人生观的象征符号。”[2]美国著名人类学家克利福德·格尔兹（Cliffeertz）深为赞同朗格的这一观点，故而在其《文化的解释》一书中加以引用[3]。不同的世界观和人生观对应着不同的社会制度、风俗习惯和生产—生活方式。

所有前现代人的世界观和人生观不是蕴含于宗教信仰之中，就是蕴含在主流意识形态（如中国古代的儒学）之中。现代工业文明的兴起伴随着现代科学技术的兴起。现代学术的一个重要特征是学科越分越细，各种研究越来越专门化。在古希腊时期，一切学问都在哲学或科学之中，哲学与科学不分。欧洲中世纪，哲学或科学成了神学的婢女。文艺复兴以后，世俗的哲学或科学日益独立，但二者仍然浑然一体。牛顿的物理学著作仍名为《自然哲学的数学原理》。19世纪以后，学科分化才日益加剧，科学与哲学分离了。人们越来越相信只有科学才提供真知。20世纪上半叶，从罗素等人开始发展到逻辑实证主义的对形而上学的拒斥，是哲学模仿现代科学的执着努力。现代工业文明的主流世界观和人生观就蕴含在现代科学中，说它是主流的，就因为它赢得了多数人的相信而渗透于政治经济制度，强有力地指导着人们的价值追求。

我们容易理解，现代世界观就蕴含在现代科学中，你若说现代主流人生观也蕴含在现代科学中，人们不是大惑不解，就是倍感荒谬。其实，人生观与世界观是内在地相关的。

现代科学就是以现代物理学为基础的物理科学（physice）。现代科学的特征有：（1）普遍运用还原论的分析方法。设定复杂事物总是由简单的部分构成的，把一个事物的构成部分搞清楚了，也就把这个事物本身搞清楚了。物理学试图揭示万物的终极构成成分（构成万物的最简单的成分），如基本粒子、场、弦等，化学、生物学、医学、心理学等都力图奠定在物理学的基础上。（2）普遍运用数学语言或数学模型，偏爱定量化表述。一个理论体系，最好只预设最少的假设，且假设具有无可置疑的明晰性，其他命题都可由假设演绎推出。

现代科学所支持的世界观就是物理主义世界观，这种世界观不仅为多数科学家所信奉，也为许多哲学家所信奉，就是现代主流世界观。根据物理主义，世界万物都是由物理实在（如质子、中子、电子、场或弦）构成的；世界上最精微的存在物是人类中枢神经系统（包括大脑），而人类中枢神经系统归根结底也是由物理实在构成的；人类所感知到的现象纷繁复杂、转瞬即逝，但支配万物变化的基本规律（可用数学表述）是永恒不变的；随着科学的不断进步，人类知识将无限逼近对所有这些永恒不变的基本规律的完全把握。根据物理主义，不存在什么超越于人类之上的力量，征服自然就是人类的本分，现代科技的不断进步能确保人类越来越有成效地征服自然。

这种世界观有力地支持了现代主流人生观——物质主义人生观。物理主义已指出，一切宗教学说所阐述的终极实在和理想境界，如上帝、天堂、西方极乐世界等，都是虚幻的，只有电子、质子、中子、场等物理实在才是真实的（客观存在的），人类精神不过只是物质的随附现象。可见，人的本质是物质的，当代人体基因组研究正日益精确地揭示人类身体的物质构成。物质主义则宣称，人生的意义、价值和幸福就在于创造物质财富、拥有物质财富、消费物质财富，文明的发展就是人类对自然的不断征服，人类越能征服自然，就越能创造物质财富。现代科技能确保人类越来越有成效地征服自然，越来越有成效地征服自然即确保人类创造、拥有和消费越来越多、越来越精的物质财富。

现代科学支持的世界观、人生观渗透于现代制度，弥漫于现代媒体，积淀于大众意识。现代制度和现代媒体直接激励人们不遗余力地从事科技创新、制度创新、管理创新、营销创新，永不知足地发财致富，于是人们沉溺于“大量生产、大量消费、大量排放”而不能自拔。全球性生态危机的直接根源是现代人“大量生产、大量消费、大量排放”的生产—生活方式，深层根源则是现代科学所支持的世界观和人生观。

20世纪下半叶以来，一些新科学开始纠正现代科学的某些错误。现代工业文明的一个典型现象是，现代科技指导着人们在每一个工厂进行着准确的操作，高效地生产出大量产品，科技指导着每一个消费者进行科学的消费，经济学和管理科学也指导着每一个企业尽可能合理地配置各种资源，尽可能保持高效率，争取高效益，但整个社会（一个国家）乃至全球人的生产和消费却空前地污染了环境，损害了地球生物圈的健康，导致了灾难性的气候变化。这是现代科学思维所导致的悖谬：在每个专门领域，人们的知识很精专，操作很准确，企业效率高，但全社会乃至全球人的准确操作、全球企业生产和全人类消费的总体效应是全球性的环境污染、生态破坏和气候变化。生态学试图帮助人们摆脱这种悖谬。

“生态学”（ecology）一词由德国学者海克尔（E。H。Haeckel）于1866年提出，按照他的界定，生态学是研究生物有机体与其无机环境之间相互关系的科学。20世纪30—40年代是生态学基础理论发展的奠基时期，突出地表现在两个方面：一是“生态系统”概念的提出；二是营养动力学的产生和研究方法的定量化。1940年林德曼（R。L。Lindeman）指出，“生态学是物理学和生物学遗留下来的并在社会科学中开始成长的中间地带。”著名生态学家尤根·欧德姆（E。P。Odum）在其1997年出版的《生态学：科学与社会之间的桥梁》一书中说，生态学已趋于成熟而堪称关于整个环境的基本科学（thebasiceofthetotale）。生态学是一门整合的科学（aivesce），它具有沟通科学与社会的巨大潜力。[4]英国学者斯诺（ow）于1959年出版的《两种文化》一书曾产生很大影响。斯诺指出，自然科学和人文社会科学在学术界是两种文化，但这两种文化彼此隔绝，自然科学家和人文社会科学家之间无法深度交流。这对文明的发展是十分不利的。斯诺在1963年出版的《两种文化》第二版中说：希望能出现“第三种文化”，以弥合自然科学与人文社会科学之间日益加深的鸿沟。欧德姆说：“生态学可成为‘第三种文化’的候选者，它不仅沟通自然科学和社会科学，而且更加宽泛地沟通科学与社会。”[5]

美国著名环境历史学家唐纳德·沃斯特（DonaldWorster）说：“生态学突然在20世纪60年代登上了国际舞台。在此之前，各个领域的科学家都已习惯于作为社会的施舍者出现。人们期望他们能够为国家指出怎样才能增加实力，为广大公民指出怎样才能增加财富。但是现在科学家们却要在一个更为紧张、更为忧心忡忡的时代里充当一种新角色，因为他们似乎掌握着生与死的奥秘。尤其是创造出历史上最为恐怖的武器——原子弹——的物理学家们，已经被一种氛围包围着，那氛围就如同古老的萨满教僧操纵着邪恶神灵时的氛围一样。而生态学家则是以脆弱生命的保护者面目出现的。‘生态学时代’一词出自1970年第一个‘地球日’的庆祝活动，它表达了一种坚决的希望——生态学科将只是提供保证地球持续生存的行动计划。”[6]

生态学不是像物理学那样的有统一范式的科学，即生态学家们的基本观点也不一致，但这正是科学发展到高级阶段的基本特征之一——科学多元化。物理学家在实验室中研究一个特定问题时较容易达成一致，因为他们研究的问题已是高度简化的问题，已不是自然事物本身。自然事物本身总是处于复杂的关系之中的，任何一个具体事物都是不同层级的系统中的事物。生态学力倡一种新的科学思维方法：整体论的系统方法。这是真正综合与分析兼顾的思维方法。正是这种方法有助于我们克服现代科学的悖谬。

霍华德·欧德姆（HowardT。Odum，尤根·欧德姆的兄弟）也称生态学的思维方式为宏观系统观点（themacroscopicsystemspointofview）。

霍华德说，自17世纪列文虎克用显微镜研究了不可见世界，和古希腊原子论在化学研究中一步一步地获得了经验证实以来，数个世纪人们都认为，自然界之结构和功能就是不同层级的部分（partswithinpartswithinparts）。人类用这种微观解剖的方法取得了很多进步。但是，到了20世纪，这种微观知识的加速进步不能解决人类环境、社会体制、经济和生存的某些种类的问题，因为缺失的信息根本不在对微观成分和部分的辨识中。人类确实很好地看到了由部分构成的世界。但他们刚开始看到联系各部分的各种系统。在这两个世纪微观分析的科学进步的同时，我们发现当代世界开始通过系统科学的宏观视角去看事物，并要求有分辨由部分构成的系统的特征和机制的方法。宏观思维方法在不同科学和学者们的哲学态度中一点一滴地进步。每日的世界气候图，获自卫星的信息，各国和世界的宏观统计资料，国际地球物理学的合作研究，海洋化学物质循环的放射研究，都在激励一种新的观点。宏观系统思维方法与惯于通过研究部分去发现机械性说明的做法相反。人类已经有了无比复杂的关于部分的清晰观点，现在必须后退几步，抽身出来，占领制高点，把各个部分组装起来，简化概念，擦亮蒙上了霜雪的眼睛，以便发现大图示。天文系统尽管是无穷大的，也只有拉开距离才能见其主要特征。我们对地球上事物的认识是缓慢的，只因为我们离得太近了。正如那句关于森林和树木的古老谚语所说的，由部分我们看不到全部[7]。

霍华德所说的“宏观系统观点”就是生态学的方法，就是我们解决当代许多重大问题必须运用的方法。

中国著名生态学家李文华院士说：“伴随着地球生态问题的日益尖锐，生态学研究的对象正从二元关系链（生物与环境）转向三元关系环（生物—环境—人）和多维关系网（环境—经济—政治—文化—社会）。其组分之间已经不是泾渭分明的因果关系，而是多因多果、连锁反馈的网状关系。生态科学的方法论正在经历一场从物态到生态、从技术到智慧、从还原论到整体论到两论融合的系统论革命：研究对象从物理实体的格‘物’走向生态关系的格‘无’，辨识方法从物理属性的数量测度走向系统属性的功序测度；调节过程从控制性优化走向适应性进化，分析方法从微分到整合，通过测度复合生态系统的属性、过程、结构与功能去辨识、模拟和调控系统的时、空、量、构、序间的生态耦合关系，化生态复杂性为社会经济的可持续性。人类从认识自然、改造自然、役使自然到保护自然、顺应自然、品味自然，从悦目到感悟，其方法论也在逐渐从单学科跨到多学科的融合。”[8]

如果说生态学还不足以代表科学范式的根本转变，而只是一个学科，那么复杂性科学（或非线性科学）的兴起足以代表科学范式的根本转变。

复杂性科学和复杂性问题的研究兴起于20世纪七八十年代。当时复杂性问题的研究基本上是与非线性科学及其混沌动力学复杂性的研究结合在一起而展开的。国际上掀起非线性科学和复杂性研究的热潮，开始不断地与各种学科和领域（包括自然科学、社会经济科学和人文科学）进行交叉和融合。在诺贝尔奖得主普利高津（I。Prigogine）建议下，1984年联合国大学在蒙彼利埃（Montpellier）举办了“复杂性科学与应用研讨会”，对复杂性问题的研究起到了先导和促进作用。此后这类会议不断举行。世界各地以非线性和复杂性命名的研究所或中心纷纷成立。1986年普利高津和他的学生尼科里斯共同以中英文出版了《探索复杂性》一书。1984年由三位诺贝尔奖得主盖尔曼（MurrayGell-Mann，物理）、安德森（PhilipAnderson，物理）和阿罗（KehArrow，经济）组建了美国圣塔菲研究所（Sae），这是一个国际性的由不同领域的科学家组成的研究复杂性问题的中心。该中心开放的、流动的研究人员来自各国不同学科，物理学家、经济学家、生物学家和计算机科学家等一起共同研究感兴趣的所有复杂性问题。简言之，复杂性科学就是研究非线性的、复杂的现象（或系统）的科学。非线性的、复杂的现象包括各种分岔、混沌、时空图样、湍流等，自然界和社会普遍存在此类现象[9]。

国外有学者称复杂性科学是科学史上继相对论和量子力学之后的又一次革命，国内成思危教授认为它是系统科学发展的一个新阶段，戴汝为院士称其为“21世纪的科学”[10]。

复杂性科学描绘了一幅与经典物理学所描绘的完全不同的世界图景。

我们不妨称从牛顿物理学开始到量子物理学问世之前的物理学为经典物理学。经典物理学包括牛顿力学、麦克斯韦电磁理论和爱因斯坦相对论。它的突出特征有二：一是采用还原论（也称简化论）方法，即设定整体等于各部分之总和，认为把一个事物的各个部分认识清楚了，也就把这个事物的整体认识清楚了；二是预设很强的决定论，即万物皆处于必然的因果联系之中，过去、现在、未来的一切皆为固定不变的规律所决定。拉普拉斯认为，过去、现在和未来的一切都是必然发生的，一种足够聪明的智能若把握了世界的初始条件，则世间万事万物都可被准确推算；用爱因斯坦的话说即“上帝不掷骰子”。经典物理学的这两个特征有力地支持了独断理性主义的完全可知论，而独断理性主义又支持了物质主义。

复杂性科学既包含对还原论的反思和对整体论、系统论的自觉，又包含对决定论的反思和批判。

复杂性科学不再认为一个复杂系统就等于其各个构成单元之总和，而认为不同层级的复杂关系或复杂系统不可以归结为构成系统的基本单元，复杂系统的整体功能大于各部分功能之总和，例如，不能说一个人就等于构成其身体的所有细胞或DNA，人的行为决不是可由DNA所能完全说明的；一个生态系统不等于动植物、微生物和物理环境的简单相加，各种生物之间及生物与物理环境的相互作用正是人类必须了解的动态现象；一个社会更不可归结为构成社会的个人之总和，文化和各种亚文化都不可能仅用描述个人的方式去加以描述。

如诺贝尔物理学奖得主安德森（PhilipAnderson）所言：水分子就是由一个氧原子和两个氢原子构成的。但单个水分子不会形成液态，只有大量水分子在一起才会出现液态。水为什么可呈现液态的答案在原子物理方程式里是找不到的。水的液态是“突现”（emergence[11]）的。突现的事物是普遍存在的，生命是一个突现的特征，是DNA分子、蛋白质分子和无数其他分子遵循化学法则而产生的结果。心智也是一个突现的特征，是几十亿神经元遵循活细胞的生物法则产生的结果。宇宙是由不同层级的事物组成的，每个事物都有多个不同的层面，在每个复杂的层面都会出现全新的特征。每个阶段都需要全新的法则、概念和普遍化，需要与上一阶段同样多的灵感和创造性。心理学并不是应用生物学，生物学也不是应用化学。[12]

复杂性科学倾向于把万物都看成是由潜在性（thepotential）涌现为现实性的事物，或说万物都是由潜在性涌现为现实性的过程。例如，亚原子粒子并非一成不变地存在于某处，似乎只要你有足够精微的探测器就准能找到它，实际上，它是潜在的，物理学家设计了特定的装置，才能把它的潜在性显示为某种现象（现实性）[13]。由潜在性到现实性的转变方式不是唯一的，有多种转变的可能。所以，普利高津说：“大自然确实涉及对不可预测的新奇性的创造，在大自然中，可能性比实在性更加丰富。”[14]又说，“我一直深信，理解耗散结构或更一般地理解复杂性的动力学起源是当代科学最引人入胜的主题之一。”因为这种理解会改变我们对自然的描述。在新的表述中，“物理学的基本对象不再是轨道或波函数；它们是概率。”[15]于是，“现在动力学规律有了新的意义。通过结合不可逆性，它们表达的不是确定性，而是可能性。”[16]

我们可把生态学看作复杂性科学的一部分。复杂性科学既可为生态文明建设提供科学知识，又可支持一种不同于现代性哲学的崭新的哲学。