自然辩证法第4章.ppt

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1、第四章 科学自然观的确立和丰富发展,一、科学自然观的基本内容 1.自然界的客观性 科学自然观认为，物质是整个世界产生、存在的本原，同时也是构成自然界各种事物的基本元素，没有物质就没有世界，也不可能有世界上的各种事物；世界是由物质构成的，是客观存在的，自然界是“自然而然”，没有什么“超自然”的力量存在。,根据我们今天的科学研究，可以把物质分为生命物质和非生命物质。非生命物质的最简单形态就是基本粒子和构成宇宙介质的各种物质场。场，包括引力场、电磁场、介子场等；基本粒子，目前发现的已经有300多种。生命物质则分为动物界、植物界和微生物界。,物质的存在形态多种多样，包括固态、液态、气态、等离子态、超密

2、态、真空态、反物质态、暗物质态等等；但是，物质多种多样的存在形态并没有否定自然界的客观性。,固态：固态的特点是内部有较强的内聚力，有体积和形态， 液态：其内部有较强的内聚力，有一定的体积，没有固定形状。 气态：没有固定的体积，更无固定的形态。,等离子态：当气态物质温度升至几千度时，气体的原子外层电子脱离原子。于是中性的原子变成为带阳电的离子。这种电离气体叫做等离子体。宇宙中有999以上的物质处于等离子态。太阳就是一个等离子体。,等离子体形成的星系,超密态：当物质在超高压(如几百万大气压)下，其分子与原子之间、原子核与电子之间的空隙全没有了物质密度极大，每立方厘米上千吨、亿吨。这种物质形态叫做“

3、超密态”或“超固态”。,真空态：过去认为所谓真空就是“空无一物”，现在科学发现，所谓真空不过是种物质形态，它就是负能态的粒子海，它是为处于负能态粒子所填满了的。我们通常所观察的粒子，不过是从粒子海中逸出的少数粒子，以及粒子逸出后在真空中留下的空穴(相应的反粒子)。,反物质态：所谓反物质，就是由反粒子构成的物质。反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。反物质正是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。 暗物质态：暗物质是人的肉眼所无法直接看到的，它既不发光，也不反射光。但天文学家通过观察暗物质重力使更遥远星系发出的光产生弯

4、曲，从而推测暗物质存在于星系团中。不过他们确实不清楚暗物质的构成，只是认为它可能是某种粒子。,【美国趣味科学网站2014.2.14】中国将开始暗物质探索的研究,中国大举进入探测神秘暗物质的竞赛，一个大型设施将在四川省开始收集数据。价值800万美元的粒子和天体物理学氙试验（熊猫X）位于2400米的地下，一座大理石山内。它将于今年初开始启动。联机之后，熊猫X将加入世界其他地下暗物质试验，包括意大利XENON项目和美国南达科他州的大型地下氙项目（LUX）。,这些试验的工作原理都是相同的。它们寻找的是弱相互作用重粒子（WIMPS)与“正常”原子核在一大箱液态氙中撞击所释放的粒子。WIMPS即假定的暗物

5、质主要成分，它被认为构成了宇宙总能量的80%。 熊猫X和其他项目需要在地下进行，目的是屏蔽大多数可产生类似现象的宇宙辐射。首个科研成果预计将于今年底出现。,欧美科学家首次绘制出宇宙暗物质三维图,2.自然界的生成性 自然界不仅仅客观存在着，而且演化发展着。没有一成不变的事物，任何事物都不是永恒的，都有其产生、发展、消亡的历史。科学自然观认为，整个自然界从最小的东西到最大的东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都处在产生和消灭中，处在不断地流动中，处在无休止的运动和变化中。,人是自然界的产物。恩格斯指出,人是从自然界中分化出来的,是从高等动物即类人猿进化而来的,而劳动就是人类借以从自然界分化独立出来

6、的根本力量。,人类也具有产生、发展、消亡的过程，如果地理环境急剧变化，超过了人类身体和理智所能承受的极限，人类就会消亡；但这并不意味着自然界自身消亡了，自然界的演化发展将永无止境。,3.自然界的普遍联系性 科学自然观认为，自然界的一切事物都不是孤立存在的，都存在着密切的联系。不仅事物内部各部分之间存在密切的联系，而且一事物与其他事物之间也存在密切的联系；不仅非生命体之间、生命体之间、人体之间着联系，而且非生命体、生命体和人体之间也存在着联系。,二、马克思主义自然观的发展系统自然观、演化自然观、人化自然观 (一)系统自然观 1、何谓“系统”? 美籍奥地利生物学家贝塔朗菲(Bertalanffy

7、)将“系统”定义为“处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分的总体”。 钱学森则将“系统”表述为“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体”,科学地把握系统概念应当注意以下四个要点： 其一，任何一个系统必须有两个或两个以上的要素构成，即承认系统内部应具有可分析的结构，单个的要素不成其为系统； 其二，“系统”在于“系”，即系统内诸要素之间、系统要素与系统整体之间的相互联系、相互作用，形成了特定的结构； 其三，“系统”还在于“统”，即要素彼此之间联系成为一个统一的有机整体， 其四，系统作为一个整体对环境表现出特定的功能。,2、自然系统的基本类型 依据系统与环境之间是

8、否存在物质、能量和信息的交换，将自然系统区分为： 孤立系统，是与其环境隔绝的系统，亦即与其环境之间没有物质、能量、信息交换的系统。根据热力学第二定律，在孤立系统中，物质的微观状态可能性总是趋向最大的数，从而达到熵最大。 封闭系统，是与外界环境没有物质交换但有能量交换的系统 开放系统，是与外界环境自由地进行物质、能量和信息交换的系统。每一种生物本质上都是开放系统。,3.自然界系统的整体性 系统的整体性是指系统是由若干要素组成，同外在环境相互作用时具有特定功能的有机整体。了解系统的整体性，重要的是要了解系统与要素、整体与部分的关系，特别是系统的加和性与非加和性之间的关系。,（1）系统与要素 要素决

9、定系统，系统是由要素组成的，有什么样的要素就有什么样的系统。铁、镍、铬能组成无机物系统；碳、氢、氧元素能组成有机物系统，蜜蜂组成“蜜蜂王国”，蚂蚁组成“蚂蚁社会”。各个零件质量低劣不能组合成机器，各个成员“滥竽充数”不能组成优良的乐队。不仅如此，在一些情况下，个别要素还会影响整个系统的存在和运行，如生物机体中个别DNA分子的变异可能导致机体疾病，飞机个别零件损坏会导致整个飞机坠毁。,（2）系统加和性 所谓加和性，是指各个要素可以用简单相加的办法逐渐建立整体的特性，类似于我们通常说的1+1=2。如一个分子的分子量等于它所包含的各个原子的原子量总和，一个大电网的发电机容量等于该网下各个电厂的发电机

10、容量的总和。,（3）系统的非加和性 这是指系统各部分构成整体后，整体出现各个组成部分在孤立状态中所没有的新质，即整体大于部分之和。如生命大分子在整体上出现了它的化学元素所没有的生命活动；齿轮、发条和指针本身不具有计时的功能，它们结合在一起就有计时功能；细胞没有思维功能，但是细胞组成的大脑则能进行想象、猜测和逻辑思考。,4.系统的结构与功能 （1）系统的结构 为什么系统具有整体性？为什么要素之和并不等于整体？就在于系统中的各个要素或部分并不是机械地堆积在一起，而是以一定的结构相互结合的。所谓系统的结构，就是指系统内部各个要素相互联系和相互作用的形式，是系统内部的组织形式或秩序。要素通过结构而形成

11、整体，整体通过结构支配各个要素。,物质系统的结构按其存在方式可以分为：空间结构，即要素在空间上的恒定分布和排列并在彼此间有确定的相互关系。它在稳定条件下随时间变化，所以又称为同时态结构。如材料中的晶体结构、生物遗传基因中的DNA双螺旋结构等。时间结构，即要素在时间上的恒定分布和排列并在前后间有确定的相互关系。它要经历一段时间才能显露出来，因此称为历时态结构。从长时间看，这种时间上前后分布和排列形式上是恒定的或周期出现的，如地球的自转和公转、地球上的潮汐、心脏的脉动等。时空结构，是系统空间结构随时间流逝而有节律的变化，如树木的年轮。,（2）系统的功能 系统的功能是指具有一定结构的系统对外在环境产

12、生影响、效应的能力。系统的功能可以分为静态功能和动态功能。 静态功能即一个系统的结构能够约束、传递、引导、改变外在环境的状态和运动，而本身处在恒定不变的状态中。比如，动物的毛发和脂肪结构阻隔了热量的传导，建筑物的结构承载了重荷并把压力传递到地层。 动态功能分为两种，一种是系统的结构安排使其他系统有规则变化过程达到某种效果，如植物的叶绿素系统使二氧化碳、水和光能经过有规则的过程变成葡萄糖，一条生产线使原材料变成产品；另一种是一个系统与其他系统交换物质与能量而产生的影响与效应，如热带雨林在与其他系统物质能量交换过程中产生大量氧气而具有“地球之肺”的功能。,（3）结构与功能的关系 首先，结构是功能的

13、基础，功能是结构的表现。例如，原子核中的复杂结构使其能聚变或裂变而放出大量能量，原子中的电子分布使其表现出不同的化学功能。如果要素的数量和质量相同而结构不同，系统的功能就要发生重大变化。 其次，功能对结构具有反作用。功能的发挥会损耗结构，在一定的条件下功能的发挥又会改进结构，生命系统正是在发挥功能中维持结构，并促使结构不断进化。 最后，任何系统都是存在于一定外在环境中的系统，因而结构、环境、功能的关系更为复杂。系统的功能就是在系统与环境相互作用中所呈现出的能力和行为。如果系统所处的环境不同，可能会产生结构相同功能相同、结构相同功能不同、同种结构具有多种功能、不同结构具有共同功能等。,（二）演化

14、自然观 1、自然界的演化图景 自然界的演化主要是由宇宙的起源、地球的起源、生命的起源和人类的起源构成的。合称为“四大起源”。 （1）宇宙的起源和演化 按照现代宇宙学中最有影响的大爆炸宇宙论和暴胀宇宙论，宇宙起源于大约150亿年前的一次大爆炸。宇宙大爆炸之初，是一个高温、高密度的“奇点”。,而随着宇宙温度和密度的逐步降低，宇宙又经历了以下几个演化阶段： （1）基本粒子形成阶段。 （2）辐射阶段或核合成阶段。这个阶段从宇宙时为1 秒开始持续到一万年。 （3）实物阶段。宇宙时一万年后，形成稳定的原子。大约在宇宙时70万年左右形成原子星系。当宇宙时为50 亿年时，开始形成第一代恒星。,（2）地球的起源

15、和演化 地球作为太阳系中的一员，它的起源和整个太阳系的命运是紧紧联系在一 起的。太阳系，最早银河系中一团星际气体和尘埃物质组成的星云，并围绕着银河系的中心旋转。大约46亿年前，这团星云沿银河系的一个曲臂开始收缩，于是整团星云开始坍缩，形成一个扁平圆盘，在万有引力作用下，附近的尘埃颗粒和气体原 子吸引至中心，圆盘中心质量愈来愈大，温度升高，发生核反应就形成了太阳。在引力作用下，有些尘埃颗粒和气体原子在运动中与固体微粒凝聚在一起，形成了团块，团块愈变愈大，少数几个大的团块变成九大行星，地球就是其中之一。,地球的演化 首先是地球内部圈层的形成和演化。按照“冷”起源说，形成原始地球的那部分物质的温度开

16、始时比较低，后来在各种因素作用下，重元素下沉形成地核，轻元素上浮形成地幔。 其次是地球外部圈层的形成和演化。由于地幔物质增温，被禁锢在地幔物质中的一氧化碳、甲烷、氨等气体逸出地表。形成原始大气圈。早期的大气中含有大量的水汽，由于地表温度下降，水汽便凝结成雨降到地面。经过漫长的地质年代形成了海洋，集聚在大陆上的水形成江河、湖泊以及地下水。这些水息息相通，形成连续的水圈。这样，就形成地球的内三圈（地核、地幔、地壳）和外三圈（岩石圈、水圈、大气圈）。生命形成发展后还有生物圈。,再次是地壳运动。根据板块学说，整个地壳被划分为若干个大的板块，板块驮在地幔软流圈之上，随着软流圈的热对流发生移动，由板块的水

17、平运动控制的垂直运动造就了丰富的地貌。,（3）生命的起源和进化 原始生命的起源和发展需要经过化学进化和生物进化两个阶段。 生命起源的化学进化阶段，一般认为在地球诞生之后大约十多亿年的时间。生命起源的化学进化过程大致经历了如下四个阶段： （1）从无机小分子合成有机小分子（2）从有机小分子合成生物大分子（3）从生物大分子组成多分子体系 （4）从多分子体系演变为原始生命。,地球自46亿年前生成以后，就开始了生命的化学演化过程，至38亿年前原始生命形成，生命的演化进入另一阶段细菌、兰藻时期，藻类繁盛期。,藻类和无脊椎动物时代（距今5.7-4.38亿年） 大约二十五亿年前到四亿三千八百万年前，生物界经历

18、了元古代的藻类繁荣时期、寒武纪的无脊椎动物第一次大发展期和奥陶纪的无脊椎动物全盛时期。藻类是元古代海洋中的主要生物，各门类无脊椎动物大量涌现，但以三叶虫为最多，约占当时动物界的百分之六十。奥陶纪时各门类无脊椎动物已发展齐全，海洋呈现一派生机逢勃的景象。,蕨类植物和两栖动物（距今3.65-2.45亿年） 在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年的石炭纪和二叠纪时期，陆生生物飞跃发展。石炭纪时裸蕨植物已绝灭了，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等植物。与森林有密切关系的昆虫亦发展迅速，脊椎动物亦在石炭纪时向陆上发展，但因为不能完全脱离水域生活，只能成为两栖类动物，到二叠纪末期，两栖类逐渐进化

19、为真正的陆生脊椎动物原始爬行动物。,裸子植物和爬行动物（距今2.45-0.65亿年） 到距今二亿五千万年至六千五百万年前，生物史称为中生代，包括了地质史的三叠纪，侏罗纪和白垩纪。中生代生物界最大的特点是继续向适应陆生生活演化，裸子植物进化出花粉管，能进行体内受精，完全摆脱对水的依赖，更能适应陆生生活，形成茂密的森林。动物界中爬行动物也迅速发展，演化出种类繁多的恐龙，成为动物界霸主，占据了海、陆、空三大生态领域。,被子植物和哺乳动物（距今6500-160万年） 从六千五百万年前到今天，生物发展史上称新生代。中生代末期，生物界又一次发生了剧烈的变革，极度繁荣的恐龙突然绝灭；海域里很多无脊椎动物亦未

20、能够逃脱这次巨变而遭淘汰。然而，进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等却产生了更高级的科、属，获得兴盛发展；被子植物因种子在子房内发育，并进行双受精作用，完全摆脱了水域环境的束缚，于是取代了裸子植物，成为植物界的霸主。,4、人类的起源和进化 人类是从脊椎动物灵长目中的猿分化出来的。劳动是促成这一进化的重要条件。能制造工具的人类大约出现在距今300万年前。人类的起源和进化大体上分为以下四个阶段： （1）类人猿：在1400万年前。能使用天然工具，但还不会制造工具,（2）猿人：大约生存于距今300万到30万年前，是人类的直接祖先，他们已能制造石器。,（3）早期智人（古人）：生活于距今约20万年至5万年

21、前的古人类。 ，他们学会了人工取火。主要特征是脑量较大（男女平均为1400毫升），但脑的结构却比较原始。眉嵴发达，前额倾斜，鼻部肩宽，颌部前突。虽然较猿人进步，但仍有不少原始性质。我国广东的马坝人（生活于10万年前，1958年发现）、湖北的长阳人（生活于46万年前，1956年发现）、山西的丁村人 （3颗牙齿，生活于10万年前，1954年发现）、陕西的大荔人（1978年发现）、山西的许家窑人（生活于旧石器时代中期，1976、1977年发现）都属于此类。,（4）晚期智人（新人）：大约出现在45万年前旧石器时代晚期 ，能够布置陷阱捕捉猛兽，能够摩擦取火，用兽皮等做简易房屋。其解剖结构已与现代人基本相

22、似,因此又称解剖结构上的现代人。我国广西的柳江人（1958年发现一个完整的头骨及部分体骨和肢骨，晚更新世）、内蒙的河套人（1922年发现一颗外侧门齿，1956年发现1块顶骨和1段股骨，更新世末期）、四川的资阳人（1951年发现，计有头骨1个，以及上颌骨、颚骨等，晚更新世）、北京周口店的山顶洞人（1933年发现，有3个头骨和一些破碎的骨骼，属于8个个体，生活于2万年前）等，均属新人类型。,人类演化简图,2.自然界演化的方式：渐变与突变 渐变和突变是自然界演化的两种形式，渐变是指自然界缓慢、连续性的变化；突变是指自然界激烈、间断性的变化。 在自然界演化中，渐变和突变是一对矛盾的两个方面。它们既相互

23、对立，又相互统一。所谓对立，是指渐变和突变有着不同的特征，在时间和空间上存在不同的表现形式。例如，地球上出现了生命之后，在20多亿年的时间里，只有一些极低等的生物在缓慢进化。但到距今5.3亿年的寒武纪早期，地球上的生命突然出现了从单样性到多样性的飞跃。又如，在2.25亿年前的一次超新星爆发，曾以高能量伽马射线和其他宇宙射线辐射地球，导致地球上95%的物种消失。这些都是典型的突变事件。,自然界演化的突变和渐变除了对立，还有统一。在自然界演化过程中，突变总是相对渐变而言，没有离开渐变的突变。事实上，无论在时间上，还是在空间上，渐变都比突变表现得更普遍。例如，在漫长的生命进化中，重大的突变演化也只有

24、几次；超新星爆发往往要经过几百亿年以上的演化过程才爆发一次，而原始星云的演化却无时不在进行；局部地区的地震可能很频繁，但大部分地区却很平静。突变总是相对渐变而言，离开了渐变，就无所谓突变。,3.自然界演化的方向：进化与退化 自然界演化有两个特定的方向，即进化方向与退化方向。进化，是指由无序到有序、由简单到复杂、从低级到高级不断上升的发展方向；退化，则是指由有序到无序、从复杂到简单、从高级到低级的不断退化的下降方向。这两个方向的辩证统一，构成了自然界丰富多彩的演化图景。,（2）进化与退化的统一 进化与退化是自然界中广泛存在的两种趋势、过程，进化和退化之间具有统一性。这种统一性主要表现在以下三个方

25、面： 首先，进化与退化相互包含。以进化为主的过程往往包含着退化。生物进化具有不可逆性，灭绝的物种不可能重新出现，但是，在生物进化之中也有退化，如返祖现象的出现。 其次，进化与退化同生共存。进化与退化通常同时存在，往往是一个过程的两个方面。 最后，进化与退化也是相互转化的。在一定的条件下，进化过程会退化，而退化过程也会转入进化。,4.自然界演化的机制：自组织理论 自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论，它的研究对象主要是复杂自组织系统（生命系统、社会系统）的形成和发展机制问题，即在一定条件下，系统是如何自动地由无序走向有序，由低级有序走向高级有序的。,自组织是指没有外界

26、的特定干预，在开放的背景下，外部提供一定的条件，自然界物质系统自发地形成一定结构和功能的过程、现象。 自组织一般包含着三类过程：由非组织到组织的过程演化；由组织程度低到组织程度高的过程演化；在相同组织层次上由简单到复杂的过程演化。,（三）人化自然观 1.从自在自然到人化自然 “自在自然”也称“纯自然”，是独立于人类主体之外，未被纳入人的实践范围而按照自身的规律运动发展着的原生的自然界。在人类产生之前的所有自然物都属于自在自然，在人类产生之后，在人类认识所能达到的范围之外，在人类通过劳动改造过了的自然界之外，还存在着广阔无垠的自在自然。它包括人类目前尚未观测到的总星系之外的宇观世界和基本粒子以下

27、的未知的微观世界，以及构成人类生存环境的宏观世界中尚未被人认识的自然事物。,“人化自然”是指进入人的文化或文明的自然界。人化自然强调人对自然的关系。人对自然的关系既有认识关系，也有实践关系。因此，人化自然既包括人尚未改造但已经被认识的、被理解的自然，我们称之为“第一自然”、“天然自然”；又包括已经被人改造过的、打上了人的活动烙印的自然，我们称之为“第二自然”、“人工自然”。,“人工自然”大体可以分为3个层次：人工控制的自然。用人工控制的手段，把野生动植物或天然地貌保护起来，使之维持天然状态，如野生动物保护区。人工培育的自然。通过人类的劳动，使天然自然物发生某些状态上、结构上的部分改变，如将野马

28、驯化为军马，将天然河道疏浚为行船水路。人工创造出来的自然。人类创造出来的、自然界中没有的事物，如塑料、建筑物、宇宙飞船等。,2.人工自然的特点 人工自然与天然自然密切相关，都是客观的存在；人工自然的创造要以天然自然的物质、能量、信息为基础，人工自然是天然自然转化而来的；创造人工自然要利用天然自然的客观规律，许多人工自然物还是在直接模拟天然自然的基础上创造出来的。,但是，人工自然与天然自然相比，具有以下突出的特征。 （1）就与人的关系而言，人工自然具有依赖性。天然自然是独立于人的意识之外的客观存在，在人类产生以前就存在，在人类消亡之后还将存在。人工自然依赖于人的意识，它是主体意识的物化，是人对自

29、然界赋予人的需要、能力和标准，所创造出来的客观实在。,（2）就与自然规律的关系而言，人工自然具有自发性。天然自然只服从自然规律、受自然规律自发作用的支配。人工自然则不同，它当然服从自然规律，但并不服从自然规律的自发作用。比如，按照自然规律的自发作用，地球上的水只能做下降运动；但在人工自然中，可以修筑堤坝将水位抬高，人类可以通过自己的活动来强化和利用某些自然规律，反对、抵制某些自然规律的自发作用。人工自然的非自发性增加了人类对自然规律认识的难度。,（3）就自身发展速度而言，人工自然具有快速性。天然自然特别是宏观对象的演化过程一般比较缓慢，对于恒星的形成、地层的积淀、物种的自然选择等演化过程而言，

30、以百年计算常常是微不足道的，有的甚至要成千上万年；但相对而言，人工化程度较高的人工自然，演化的速度就快得多。在20世纪不到一百年的时间里，出现了电灯、电视、电话、飞机、人造纤维、抗生素等等。人工自然进化迅速，是人们强化、定向、集约地应用自然规律的结果，是人工自然与社会相互作用引起加速效应。,（4）就与社会发展的关系而言，人工自然具有决定性。天然自然对人类早期文明有更大的影响，古代的几大文明区都与大河流域的自然地理环境有关。在近现代，天然自然尽管对一个国家和地区的发展也会产生重要的影响，但相对而言，人类文明与天然自然的关系日趋减弱，人类文明更多依赖于人工自然。在一些土地面积不大、自然资源不多的国

31、家和地区，依靠人们的创造和努力，依然会达到较高的发展水平。,3.自然界的生态平衡 在人类产生以前，自然界就存在着由多种生物和其生存环境组成的生态系统。生态系统的要素有：无机环境（空气、水、土壤、阳光等）；生物生产者（绿色植物）；生物消费者（动物）；生物分解者。太阳辐射的能量驱动着这个系统的物质和能量的流动。这个系统中的无机环境、生物生产者、生物消费者、生物分解者之间，在长期的发展过程中形成了食物网、食物链的复杂反馈机制，通过相互制约、转化、补偿、交换和适应，建立了一种相互协调的动态平衡关系，即生态平衡。,自然界的生态平衡具有相对的稳定性，即自然界具有整体调节能力和负反馈的功能，可以平息出现的某

32、些涨落的扰动，使系统大致保持原来的状态。比如，捕食者大量增加，就会出现“捕食者大量增加可捕食的对象逐渐减少捕食者最终减少”的动态循环，使得系统稳定在原有的比例上。 自然界的生态平衡又是相对的，在环境因素发生巨变，超出系统稳态控制的极限时，则由于非线性的正反馈机制把某些涨落逐渐放大，就会打破原有的生态平衡，建立一种新的生态平衡。,人类出现时自然界的生态系统也处于相对平衡的状态，人是这个系统的组成部分，人的活动又可能是系统中不可忽视的引起涨落和放大涨落的力量，尤其是在人工自然高速扩张的今天。,4.生态危机及其根源 人类认识自然、改造自然，既是自然的人化过程，同时又是自然对人的异化过程。一方面，在实

33、践活动中，人的本质力量对象化，自然界成为属人的自然，为人所需要和利用的自然；另一方面，在一定的条件下，人的活动结果却使自然摆脱人的控制，反过来成为祸害人、对抗人、奴役人的异己力量，这种异己力量的失控，就是生态危机。 （1）生态危机 所谓生态危机，是指由于人类的干扰行为超出了生态系统自我调节的阈值，导致生态严重失衡，从而威胁人类生存和发展的现象。,（2）生态危机的主要表现形式 当代生态危机主要表现在人口问题、自然资源问题、环境污染问题上。 人口问题 主要体现在3个方面：第一，绝对数量猛涨。300万年前，人类出现在地球上，起初人口发展非常缓慢。1830年，世界总人口才达到第一个10亿；到1930年

34、，世界人口也只有20亿。真正的人口高速增长，出现在第二次世界大战之后，1960年为30亿，1974年为40亿，1987年为50亿，1999年达到60亿。第二、三、四、五、六个10亿分别用了100年、30年、14年、13年、12年。根据人口指数增长理论，有的学者提出这样的警告：现在世界人口每年净增7800万，如果保持这样的速度，大约每过35年就要增加一倍。,第二，人口分布不均。相对落后的中国、印度、巴西等国的人口占世界人口的60%。第三，城市人口超常发展。预计现在有50%的人住在城市，有400个城市人口突破百万，有近30个城市突破千万。,人口问题对环境的压力表现在如下方面：首先是土地资源的压力。

35、1975年，世界人均耕地是4.65亩，2000年下降到2.25亩，即减少一半。在20世纪70年代初，每公顷耕地只需养活2.6人，到2000年则需要养活4人。其次是粮食供应的压力。再次是能源供应的压力。有学者做了这样的推测：如果世界人口保持不变，并以现在的强度消耗能源，那么海水中的重氢可供人类使用100万年；但如果世界人口以1%的速度继续增长，即使每个人所消耗的能源和以前一样多，那么上述100万年燃料的储存将在920年内被用完：如果人类技术进步，提高能源的使用效率，使得每个人所消耗的能源是以前的一半，而人口仍然以不变的速度增长，那么海水中的重氢也只能使用990年。,最后是人口对城市环境造成的巨大

36、压力。由于大量人口在城市聚集，造成了住房、用水的紧张，城市空气污染的程度日益严重。除此之外，人口问题还深刻影响人类的教育、法律、政治系统，成为影响经济发展的重大社会问题。,（2）自然资源消耗过快 自然资源，是自然界中能为人类所利用的物质和能量的总称。按自然资源的物质属性，通常将其分为可再生资源和不可再生资源两类。前者是指人类开发利用后，在现阶段可更新、可循环、可再生的自然资源，如水资源、生物资源等，后者是指在现阶段不可更新、不可再生的资源，如煤、石油、天然气等。,据统计，全球平均每年有大约600万公顷的土地沦为沙漠。世界森林面积正以每年1800万公顷的速度从地球上消失。世界现有热带雨林19.3

37、5亿公顷，每年丧失近1100万公顷。这种趋势如果不改变，50年后热带雨林将从地球上消失。生物物种急剧减少。现在每6个小时就有一个物种灭绝。全世界有2500种植物和1000多种脊椎动物濒于灭绝的危险。,除生物资源衰退，矿物资源也处在危急之中。人类在很短的时间内就可能耗竭这些矿物储备，而地球的自然地质过程不可能在相对短暂的社会历史时期内再次生成第二批矿物。,（3）环境污染严重 所谓环境污染，是指由于人类的活动引入环境的物质和能量，造成危害人类及其它生物生存及生态系统稳定的现象。污染分为大气污染、水体污染和土壤污染。,大气污染 近百年来世界上发生的大小数百起由环境污染导致的公害事件，绝大多数都与空气

38、污染有关。据统计，已经发生危害或引起人们注意的大气污染物就有100种左右，其中对人类环境威胁较大的主要是煤粉尘、一氧化碳、二氧化碳等。特别是这些污染物进入大气圈，会产生“温室效应”。,所谓“温室效应”，就是太阳短波辐射能够透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而使大气变暖的效应。据计算，目前全世界每年向大气中排放60多亿吨二氧化碳，递增速度比以往任何时候都快，估计到本世纪中叶，全球平均气温将上升0.83.5，将使海平面上升2040厘米。那时，沿海地区将直接受到海水入侵的威胁，引起全球性灾难。,厄尔尼诺现象 由于海洋水温上升，过多的热量使海水将热量转给大

39、气，并以无法预测的方式改变大气环流，重新排不大气环流，致使风暴改向，打乱本来可能预报的季节气候特征，引发干旱、洪水、暴风雪等自然灾害，这种具有破坏性的洋流被称为厄尔尼诺现象。在过去的40多年，9次不同强度的厄尔尼诺现象对全球气候产生了影响。,概况：是一种发生在赤道附近东太平洋上的海水增暖现象，每隔27年发生一次。每交持续12年。 危害：海水升温，海洋浮游生物增多，导致鱼类和海鸟大量死亡。,正常现象,厄尔尼诺现象,厄尔尼诺现象示意图 厄尔尼诺是指太平洋洋流间或出现的逆转现象。在厄尔尼诺期间，温暖的洋流朝东方流动，造成美洲洪涝灾害频繁，东南来地区干旱少雨。,臭氧层空洞 在离地面17-26km的平流

40、层中，有一个臭氧层，它可以阻挡对生物有害的由太阳发出的紫外线辐射，但是由于工业产生排放的氟氯烃物质和日常生活中的冰箱、空调、喷雾剂等氟氯烃制冷剂进入大气平流层后，通过复杂的物理化学过程，会与臭氧反映，使臭氧变薄。人们已经发现，自1995年以来，南极上空出现了2800万平方公里面积的空洞,资料图片：这幅由美国航空航天局提供的影像中，南极上空的臭氧层空洞就像一个巨大的蓝色水滴。美国航空航天局的科学家2000年9月8日宣布，南极上空2000年9月3日的臭氧层空洞面积达到2830万平方公里。,2006年10月20日，一幅由美国宇航局提供的卫星图片显示，代表臭氧空洞的蓝色区域正日益扩大。,水体污染。水体

41、污染是指一定量的污水、废水、其他废弃物等污染物质进入水域，超出了水体的自净和纳污能力，从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群落组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统和水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。据统计，在发展中国家，80%90%的疾病和1/3以上死亡者的死因与受细菌污染或化学感染的水有关。,土壤污染。土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2 m左右。凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的现象，都叫做土壤污染。土壤污染物主要有化学污染物（如化学农药、石油及其裂解产物对土壤的破坏）、物理污染物（来自工矿的固

42、体废弃物，如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等）、生物污染物（带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施排出的废水、废物等）、放射性污染物（主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主）。,(3)生态危机的根源 地球上生命进化过程的出现和维持需要有一定的自然环境，包括来自太阳的持续的能量流、大气圈、水圈、土圈和岩石圈。在自然环境的基础上进化出了生物生态系统，它有植物、动物和微生物三元结构。作为生产者的植物、消费者的动物、分解者的微生物，它们相互耦合，形成生产、消费和分解三个环节构成的无废弃物的物质循环。 可是，在自然环境和生物生态系统基础上进化出来的人类生态系统，至今

43、却只有二元结构；亦即人类是超级生产者、超级消费者，却不是超级分解者；,人类所进行的生产活动主要有人的生产、农业生产、工业生产和信息生产。人的生产，已经造成全球人口膨胀。为了养活急剧膨胀的人口，人类就不得不成为超级农业生产者。于是，过度放牧造成草原退化，过度捕捞造成渔业资源枯竭，过度狩猎造成物种灭绝，过度砍伐造成森林面积锐减，过多施用化肥和农药提高农作物产量造成了土地的贫瘠和农产品的化学污染。人类也不得不成为超级工业生产者。当代工业生产系统的物质转换方式，仍然保持着线性的和非循环方式：即 “原料一产品一废料”，它以排放大量废弃物为特征。这种“废物”排放量非常巨大。据统计，社会工业生产从自然界取得

44、的物质被利用的仅占34，其余则以有害和有毒物质的废物形式被重新抛回自然界。,人类还是超级的消费者。我们这颗小行星上所有对人有用的东西，都成为人类消费的对象。他们消费自己制造出来的产品、包括提炼出来的化工产品，然后把大量的垃圾堆在地面、埋到地下或抛进海洋，把整个地球变成了一个巨大的垃圾场。,而且，人类至今还没进化成一个超级的分解者。只能指望植物来吸收和分解这些有害气体、液体和固体，但人类又把吸收和分解能力最强的森林，特别是热带雨林，砍伐得所剩无几；人类只能指望微生物（细菌和毒菌）来分解那些有害物质，但它们应接不暇，既分解不了那么多，也分解不了那么快，单靠生态的自我调节机制已难以恢复正常状态了。最

45、终的结果是人类文明迅速上升的进化反过来破坏了它自己赖以生存的自然环境和生态系统。,恩格斯在自然辩证法写道：“美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其它各地的居民，为了想得到耕地，把森林都砍完了，但是他们梦想不到，这些地方今天竟因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和贮存水分的中心。阿尔卑斯山的意大利人，在山南坡砍光了在北坡被十分细心地保护的松林，他们没有预料到，这样一来，他们把他们区域里的高山畜牧业的基础给摧毁了；他们更没有预料到，他们这样做，竟使山泉在一年中的大部分时间内枯竭了，而在雨季又使更加凶猛的洪水倾泻到平原上。”“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这

46、样的胜利，自然界都报复了我们。我们必须时时记住：我们统治自然界，决不像征服者统治异民族一样，决不像站在自然界以外的人一样，相反地，我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界，存在于自然界的。”,闻名世界的日本环境污染事件： 集体发疯事件 1939年11月至1940年1月初，日本某村中连续发现了16名“疯子”。他们共同的病症是严重的慢性脑神经症状。这些人一会儿哭，一会儿笑。其中先后有3人死亡。有一个46岁的男性病人，从11月14日左右面部开始浮始。第三天，浮肿迅速蔓延到双脚，便秘严重。从第八天开始，他的视力变得极差，并不断哭泣，诉说头痛。从此以后，就昼夜不停地自言自语，并逐渐变得言语不清，渐渐食欲

47、不振。12月9日，他被送进脑科医院，神志时清时昏，并不断自言自语。12月16日，病人全身肌肉明显感到疼痛，特别是腿肚部位更甚，最后因心力衰竭于12月17日死亡。事件发生以后，神奈川县卫生研究所立即派人去现场进行研究。恰巧有2名重病人死觯?名跳河自杀。医务人员解剖了3具死尸。根据病理组织学的检查结果，确认患者不是患有病毒性脑炎，而可能是由重金属类物质引起的中毒症。,通过流行病学调查，发现患者均分布在某自行车商店的周围，并与饮用该地区3口井的井水有关（该地区共5口井）。凡饮用1号井水的8个人全都发病。饮用2号井水的12个人中，有4人发病；饮用3号井水的5人中，有4人发病。相反，饮用其他2口 井的，

48、均未发现任何人患病。但是，井水与重金属又有什么联系呢？ 一天傍晚，调查组偶然发现，自行车商店里有不少骑自行车的顾客买干电池。那么，用完的废干电池丢到哪儿去了呢？这个问题引起了调查组成员的注意。经向店员打听才知道，埋在后院里了。第二天，在离1号井仅1-5米的地方挖出380节废干电池。干电池是由碳极、二氧化锰粉-石墨粉湖剂，以及锌壳构成。废干电池中含有锰和锌两种重金属。埋入地下以后，废干电池中的二价锰和锌在缺氧和二氧化碳存在的情况下，分别变化成可溶性的碳酸氢锰和碳酸氢锌，并溶解在井水中，人喝了这种污染的井水，就会出现奇特的发疯症状。临床症状和水样化验都表明。废电池中的锰是造成集体发疯“事件”的祸根

49、。,水俣病事件 日本九州熊本县南端有个水俣湾，居住着10000多渔民。1949年，湾内的许多海藻变白，浮在水面，许多死鱼也肚朝上地漂了起来，平时那些爱吃鱼的猫，互相疯狂地乱咬，有的跳海自杀。终于，1956年4月，一个5岁的小孩吐字不清，手脚麻木，时而傻笑。几乎是同时，还发现30多名患者，有的手脚发麻，有的双目开始失明，有的吞咽困难。早在1953年就有类似症状的人死亡，至1956年，共发现患者96名，其中18人死亡。人们对这种病取名为“水俣病”。原来，水俣湾内有一家生产氮肥、乙醛、氯乙烯的化工厂，排出的废水中含有大量的“甲基汞”。会出现神经性疾病的症状，病情严重时，“狂猫”就会跳海，人也会死亡。,米糠油事件 1968年，日本北九州市爱知县等地发生一起怪病。患者有痤疮样皮疹（状似米糠），眼睑浮肿，黄疸，四肢麻木，色素沉着，胃肠功能紊乱，受害者达13000多人，这就是米糠油事件。到1978年底，全日本28个县（包括东京都、京都府、大阪府）就正式确认1648名患者。仅在1977年前死亡者就有30多人；同时还有几十万只鸡死亡。经检测，是氯联苯进入人体造成的。这种人工合成的有机物，在使用它的工厂中仅被消耗掉2030，而7080%却被排入周围环境，经由皮肤、呼吸道进入人