自然观与科学观

一、自然观与科学观

探讨科学观对可持续发展有何影响，其影响是有利的还是有害的，是本部分的主要任务。讨论的目的是从自然观、科学认识论、科学方法论、科学技术的应用造成全球性问题的角度，正确理解近现代科学造成人类发展不可持续的原因，树立正确的科学观和技术观，提出有利于可持续发展的新科学所应遵循的自然观和科学方法论原则。

(一)近代科学以机械论自然观为基础^[41]

机械论自然观是近代科学诞生和发展的自然观基础，是对自然的机械化解读，由此带来了自然“非自然”的结果。纵观人类历史上各个时期的自然观可以发现，从古希腊到中世纪再到文艺复兴时期，人类在很大程度上相信自然的神秘性，认为自然充满了智慧与魔力，这种精神崇拜与客观世界交织在一起，产生了形形色色的宗教理论和神学思想。这种把自然界神秘化的观念带有浓厚的天命论色彩，不利于人类正确认识自然以揭示自然的奥秘。要改变这种状况，就要进行自然观的变革。17世纪前半叶欧洲科学界开始了一场指向机械论的自然概念、反对文艺复兴时期自然主义的运动。在这场运动中，法国哲学家和数学家笛卡儿对机械论自然观的产生与发展做出了突出的贡献。他采取自然—人类二分法，认为自然不具有精神而是一部机器，自然中的具体事物仅由惰性的物质微粒构成，这些微粒的运动引起了所有的自然现象，这种现象均可由因果性的机制来解释，自然界中的事物按物理必然性运动变化，一切运动变化都可归结为物质的机械运动，与各种思维存在物无关。笛卡儿创立了一种用机械论描述和理解自然的方式，为17世纪乃至以后的科学家提供了一个解释世界的新方法，那就是机械论方法。

受笛卡儿的影响，牛顿紧随其后创立了牛顿力学及其方法论。牛顿希望用同样的推理方法从力学原理中推导出自然界的其余现象。尔后18、19世纪的许多杰出科学家都努力实践牛顿的机械自然观，试图构建出某个隐藏在现象背后的实体，并赋予这种实体机械性，以求对复杂的自然现象做出统一的机械论解释。这一时期的科学发现，例如光的微粒性、燃素说、电磁效应等都充分体现了这一思想。可以说，这些重大科学发现都是对牛顿自然哲学及其科学纲领的支持，都在不断证实机械自然观的正确性。19世纪以后不仅那些从事第一线科学研究的大部分科学家持机械论自然观，而且社会中的普通人群也对它深信不疑。由此导致对科学技术无限信赖和崇敬的唯科学主义占据了那一时期社会思潮的主流，绝大多数人相信在征服和改造自然方面，原则上没有科学技术解决不了的难题。

20世纪初期的科学发展进一步延续了这种传统。尽管相对论、量子力学的出现在一定程度上冲击了机械论自然观，但是依然包含它的影子。机械论自然观对近代自然科学与技术的发展具有重要意义，产生了重要作用，也在更深的层次上影响了人类的方法论原则。

(二)机械论自然观的主要内容

机械论自然观的主要内容包括自然具有简单性、规律性、构成性、还原性和可分离性。第一，自然在本体论意义上是简单且清晰确定的。第二，自然是有规律的，其按照固有的和确定的秩序运转，因果之间具有必然性。第三，宇宙及其万物的运动、变化、发展都不是真正意义上“生成”的，而是宇宙中基本要素经过分、合等外在作用构成的。第四，自然是可还原的。一方面自然系统的性质等于各组成要素之和，整体的性质可分解还原为部分的性质;另一方面物质是无限可分的，其基本构成可以从分子分解为原子，再分解为原子核和核外电子，原子核还可分为质子和中子等直到现在已知的夸克。第五，自然是可分离的。从自然系统内部看，其组成要素可以简单叠加，某一要素与其他要素之间仅有外在联系而无内在关联，任一要素的分离都不会对整体产生影响;从自然系统外部来看，自然与人类是可以分离并相互独立的两部分，同样只有外在联系而无内在关联。简言之，在机械论自然观看来，自然或世界就是机械的，不具有随机性、创造性和时间性。

(三)机械论自然观的方法论原则

不同的自然观会产生不同的科学方法论原则和具体的科学方法，会产生不同的对自然的作用方式，也就会产生不同的影响。正是对自然简单性的认识，机械论自然观在解释自然时往往关注的是简单性现象，较少关注复杂性现象甚至忽视复杂性现象。在构建和选择科学理论对某一经验现象进行解释时，也通常遵循简单性原则、还原性原则、因果决定论原则等。由于坚持自然的构成性，它就不会研究自然的生成性，探讨自组织系统。由于相信自然具有确定性的规律，它把探求自然的目光放在决定性规律上，较少关注那些非决定性规律和非规律的现象。由于它相信自然是可分离的，只有外在联系而不具备内在联系，所以在看待人与自然关系时，通常将人置身于自然之外，看不到人与自然系统之间的内在关联。还由于相信自然是可以被还原的，因此就会采用从简单到复杂，从底层到高层，从部分到整体的路径。

这就是机械论自然观导致的一般方法论原则，如果自然真的是如此简单、如此构成、如此有规律、如此与外在分离、如此可被还原，那么上述方法论原则的应用就是合理的;否则就是不合理的。^[42]

(四)机械论自然观的局限性

真实的自然是一个复杂的有机整体，其本质很难归结为简单机械性或是复杂有机性。随着现代科学技术在20世纪50年代蓬勃兴起(如系统科学、生命科学、信息科学、控制科学等的产生和发展)，其发现的世界与人类之前认识到的大不相同。它让人类了解到自然的确是复杂的，其复杂性远远大于简单性。或者说自然的某些部分在某些情况下体现为机械性，在更多的部分和更多的时候则体现为复杂性与整体性。不仅其组成成分多元，结构多样，联系复杂，而且这些还随时发生变化。自然世界的本质是复杂的和不确定的。

借助近代科学所依托的机械论自然观，把自然看成简单的、可任意控制、拆卸、组装的机器，运用还原性、因果性、外部可分离性等原则采取简化方式加以处理，对有机整体对象进行理解时就会产生很大的局限。当持这种机械论自然观认识具有复杂性、有机整体性以及非决定性特征的自然时，所获得的是对自然的简单性方面、可还原性方面和规律性方面的认识，或是对这些方面的某种简化了的、还原了的认识，将此认识应用于改造自然时，会与具有复杂性、有机整体性以及非决定性特性的自然形成冲突，即与自然本身因整体性与复杂性而本质上不可简化的特性相矛盾。人类生存系统正是一个复杂的有机整体，虽然可能在认知初始阶段获取一部分正确知识，但是从长远看，这种思维方式歪曲了它的根本特性，难以认识到自然的全部面貌。如果将不全面或不完全正确的认识结果应用于改造自然，就极有可能违背真实的自然规律。在资源开发利用和环境保护方面造成错误的结果，甚至导致环境破坏。更进一步，机械论自然观实验的“现象制造”和理论的“主观建构”，使得科学认识就是有关被干涉建构出来的认识对象的一种建构出来的知识，是对被建构出来的认识对象的外在关系的认识，获得的是分门别类的关于被建构出来的人工认识对象的知识体系，掌握的是人工自然规律。^[43]这种规律与自然界系统的、全面的、立体的自然规律相违背，按其生产出来的人工物被使用或被处理，就会与自然界中已有的物质发生各种复杂作用，其结果往往显得难以预料。例如，DDT的使用过程就说明了这一点。DDT，也叫二氯二苯基三氯乙烷，1874年被德国化学家蔡德勒(O.Zeidler)首先合成。1939年，瑞士科学家米勒(P.H.Miller)发现DDT具有杀虫的特性。随后以DDT为主要原料的杀虫剂研制成功并广泛投向农业生产领域，成为杀灭农作物害虫的有效工具。但是，20世纪50年代以后，科学实践逐渐证明DDT的大量使用对环境生态系统非常有害，在卡逊等人的大声疾呼下，人类开始正视DDT的危害而不再使用它。之后，DDT成为禁用品在世界范围内被严禁使用。DDT由出现到停止使用的事实说明，它的合成是符合化学规律的，其毒害性和持久性也确实可以被当做杀虫剂使用，但是这种使用是在分离、简化、还原的方法论原则指导下开展的，这一过程只考虑到DDT本身某一方面的性质和功能，而没有考虑到其应用之后可能产生与整体生态环境系统不相容的问题。所以，只有等到危害产生后，人类才能认清这种危害，可是危害已经产生，后果难以弥补。

可见机械论自然观及其方法论难以满足可持续发展的根本要求。不仅如此，机械论自然观还带有强烈的人类中心主义色彩，它对人类个体权利的过分强调在伦理上很难为代际平等的可持续发展伦理提供支撑，并直接导致了享乐主义和过度消费主义的盛行。在这种情况下，整体论自然观和整体性思维成为人类更为正确的选择。

(五)可持续发展的科学技术要求

众所周知，科学认识应该更全面、更准确地揭示自然对象与自然规律。进行科学研究之前需要加以判断和甄别。如果对象系统是简单的、机械的，那么就可以采用机械论的几大方法论原则对其进行研究;如果对象系统是复杂的、有机的，那么就应该采用整体性思维和系统论原则，以获得对自然界的完整准确认识。采用整体思维的具体要求是“从机械论走向有机论，从还原论走向整体论，从决定论走向非决定论，从构成论走向生成论等。着眼于自然的复杂性研究，着眼于自然的内在关联，着眼于自然的不可分离性，着眼于自然的非经验性，着眼于自然的非决定性”。^[44]从科学技术发展的学科层面看，需要改变学科门类的条块分割，大力提倡学科交叉融合，以应对复杂系统乃至巨复杂系统。从近代机械论自然观对简单性的认识到现代科学观对复杂性的认知，反映了人类思维变化的内在要求，也体现了人类对自然界认识的升华，为人类更准确地改造自然奠定了基础。

系统科学方法论作为方法论原则得以确立之后，需要解决的问题就是具体方法的应用。传统的数学方法和科学实验方法对于现在的复杂性对象显然是不够用的。一种可行的方案是，在不过多损害对象的有机整体性特征的前提下，综合运用观察法、隐喻法、解释法、模拟法、计算方法等，并在此过程中注重保持有机整体性^[45]。一旦找到整体论思维和系统科学方法论基础上的新思维和新方法以及相应的具体应用手段，人类对所有自然对象的认识就必定更加深入，从而进入一个科学认识的新高度。

总之，自然观会影响人类认识自然的思维方式和方法论原则，进而影响具体的方法。运用这些方法改造自然时，会产生大相径庭的结果。可持续的科学技术观念要求我们对传统科学认识观及方法进行反思，以确立新的科学认识论、方法论原则和具体方法，使人类对自然的认识更加全面、深入和系统。整体性思维的特征及其在相应学科上的体现如表3.2所示。

表3.2　　　整体性思维的特征及其在相应学科上的体现