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复杂性科学与辩证唯物主义哲学

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来源:原载《党政干部学刊》2009年6期 作者:赵光武


IP属地:北京1楼2014-06-14 20:52回复
    (二)复杂性探索充实了辩证唯物主义发展观
      辩证唯物主义发展观,是辩证唯物主义世界观的重要组成部分,它包括作为发展观的总体特征:联系的观点与发展的观点;作为联系和发展的基本规律的:对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律;作为联系和发展的基本环节的:现象与本质、个别与一般、形式与内容、整体与部分、原因与结果、必然与偶然、可能与现实、相对与绝对等基本范畴。
      复杂性探索对辩证唯物主义发展观的基本观点、基本规律、基本范畴的充实、丰富和深化是多方面的。限于笔者对复杂性科学的理解是十分初步的,对辩证法基本观点、基本规律和基本范畴的认识又急需随着现代科学的前进加以深化,现只能谈些粗浅认识。
      1.复杂性科学对辩证法的运动、变化、发展观点的充实问题
      第一,辩证唯物主义运动观认为,新陈代谢是宇宙间普遍的永远不可抗拒的规律,世界运动的总趋势是从简单到复杂、从低级到高级的螺旋式上升进程,是前进,是进化。
      生命科学与人文社会科学所揭示的大量的科学事实无可争辩的表明,生命运动与社会运动的确是从简单到复杂、从低级到高级的进化过程。
      至于无生命的物理运动、化学运动其演化趋势是进化还是退化,则是现代科学史上曾出现的一个激烈争论和难于解决的问题。这就是19世纪著名的达尔文(生物进化)和开尔文(物理退化)的论战。具体说,德国物理学家克劳修斯1850年提出了热力学第二定律。这个定律是关于在有限空间和时间内一切和热运动有关的物理、化学过程的发展具有不可逆性这样一个事实的经验总结。其表述方式有:(1)热量总是从高温物体传到低温物体,不能作相反的传递而不带有其他的变化。(2)功可以全部转化为热,但任何热机不能全部地、连续不断地把所受的热量转变为功(即无法制造第二类永动机)。(3)在孤立系统内实际发生的过程,即使整个系统的熵数值增大,这个定律也称为熵的增加原理。自从克劳修斯提出热力学第二定律以来,物理学界普遍认为,无生命系统总是自发地从有序变为无序,从不平衡到平衡朝着均匀简单、消除差别的退化方向演变。如果把这一定律无条件地外推到整个宇宙,就会逻辑地必然地认为,随着宇宙的熵趋于极大,宇宙万物便会达到热平衡,一切宏观运动就会停止了,宇宙的末日就会来临了。克劳修斯就是由于把热力学第二定律不恰当地引用到整个宇宙范围,提出了“热寂说”,把对于有限孤立系统所获得的经验推广到全宇宙,把相对平衡绝对化,因而是形而上学的错误的。恩格斯在《自然辩证法》中批判了热寂论。他指出:“克劳修斯的第二原理等等,无论以什么形式提出来,都不外乎是说:能消失了,如果不是在量上,那也是在质上消失了。”[5]并深刻指出:“放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径(指明这一途径,将是以后自然科学的课题)转变为另一种运动形式,在这种运动形式中,它能够重新集结和活动起来。因此,阻碍已死的太阳重新转化为炽热的星云的主要困难便消失了。”[6]
      20世纪70年代,比利时物理学家普利高津从热力学第二定律出发提出了耗散结构论。这一理论认为非平衡是有序之源,一个远离平衡态的开放系统,通过不断与外界进行物质和能量交换克服混乱,维持稳定,当外界条件的变化达到一定的阈值时,系统就会通过涨落而发生突变,由原来的无序状态转变为一种在时间、空间或功能上有序的结构。普利高津把这种靠能量流和物质流来维持的,通过自组织形成的新的、稳定的、充满活力的结构称为耗散结构。并认为自组织形成有序结构是发展演化的基本形式。科学地回答了无生命的远离平衡态的开放系统如何从无序走向有序的问题,也是对恩格斯所预言的“通过某种途径”能够使能量“重新集结和活动起来”的一种科学说明。肯定了包括无生命的物理运动、化学运动在内的一切运动变化过程,其总趋势都是从简单到复杂、从低级到高级演化过程,使“生物进化与非生物退化”的论争画上了句号。这就进一步充实了辩证唯物主义运动观。


    IP属地:北京5楼2014-06-14 20:56
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      第二,辩证唯物主义运动观认为,在物质运动形态从低级向高级的演化过程中,有生命的物质是从无生命的物质进化而来的。这是物质运动形态演化中的一个重大的飞跃,也是历来为科学与哲学共同关注的重大问题。在当时科学技术的背景下,恩格斯在《反杜林论》中曾经作过这样的论断:“关于生命的起源,自然科学到目前为止能明确地断定的只是:生命的起源,必然是通过化学途径实现的”。[7]
        细胞是构成生物体的基本结构和功能单位,是具有一定边界的独立多分子体系。它含有蛋白质、核酸(DNA、RNA)、糖类、脂类等有机物质以及水、无机盐及微量元素。那么,在没有细胞存在时,原始地球上积聚的前生物有机分子(类蛋白、类核酸、类脂、糖类)是如何进化成生命的?
        德国生物物理学家艾根研究了生命系统的自组织问题,于1971年提出了超循环理论。他认为,在化学演化与生物演化之间存在着一个分子自我组织阶段,通过生物大分子的自我组织,建立起循环组织并过渡到原始的有细胞结构的生命。
        “何谓超循环呢?化学反应循环有不同的等级或组织水平,各个简单的、低级的、相互关联的反应循环可以组成复杂的、高级的大循环系统。生物体内普遍存在着高级的、复杂的反应循环,如各种催化循环(反应循环的中间产物可以催化另一个反应循环)。艾根认为,类似单链RNA的复制机制(正链与负链互为模板)的自催化或自我复制循环在分子演化过程中起了重要作用。艾根的超循环组织就是指由自催化或自我复制的单元组织起来的超级循环系统。这个超级循环系统由于能够(以一定的准确性)自我复制而保持和积累遗传信息,又由于复制中可能出现错误而产生变异,因此,这个超循环系统能够纳入达尔文的演化模式中,即依靠遗传、变异和选择而实现最优化。所以超循环系统可以称之为分子达尔文系统。团聚体和微球体虽然具有某种代谢的功能,但不能自我复制,从而不能保持、积累遗传信息;而超循环组织具备原始生命的最基本特征:代谢、遗传和变异,从而能借助选择达到生物演化水平。”[8]最终导致了生命的起源,表明了生命复杂性是怎样从物理简单性中产生出来的。这有助于揭示生命起源的奥秘,也是复杂性研究对唯物辩证运动观的一个充实。
        第三,系统科学和复杂性研究十分强调事物的生成演化,强调瞬态变化,强调路径依赖,强调对初始条件和环境的极端敏感性。[9]这种演化观所讲的运动变化,主要指的是有曲折、弯路、反复、振荡、间断、跳跃、分岔的非线性过程,而不是均匀展开、单向直进、一往无前的线性过程。这是复杂性研究对唯物辩证运动观的又一充实。


      IP属地:北京6楼2014-06-14 20:56
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        2.复杂性研究对唯物辩证法的核心——对立统一规律的运用实证
          耗散结构论主要研究了系统从无序到有序的条件;协同学则主要研究了系统组织化过程的动力;超循环理论研究了演化的超循环组织方式。对立统一规律讲的是事物发展的动力和源泉。因此,应主要以协同学为例来说明复杂性研究是如何运用和实证对立统一规律的。
          协同学是德国物理学家哈肯创立的,其主要思想源于哈肯对激光理论的研究。他发现诸多相互独立发光的原子及其所产生的光电场在一定的约束条件下,能产生出相位和方向都协调一致的单色光——激光。进而,他把在激光研究中得到的一般原理,运用于解释其他自组织现象。通过与其他的物理学、生态学、经济学、社会学中的典型现象的类比分析,发现了完全不同的系统之间的惊人的类似性,认识到自组织系统从无序到有序的演化,不论它们属于什么系统,都是大量子系统之间协同作用的结果,都可以用类似的理论方案和某几种数学模型进行处理,从而在1970年提出建立协同学的问题。1977年出版了《协同学导论》,标志着协同学的正式建立。协同学是关于多组分系统如何通过子系统的协同行动而导致结构有序演化的一门自组织理论。
          哈肯1983年出版的《高等协同学》,使协同学理论达到完善的程度。在该书中“哈肯把协同学的基本原理概括为三个,即不稳定性原理、序参量原理和支配原理,认为这些原理构成了协同学的硬核。不稳定性是对相对稳定性而言的。以往的许多科学,如控制论,都是侧重于对稳定性问题的研究,而协同学以探寻系统结构有序演化为出发点,从一个全新的角度来考察不稳定性问题。它认为任何一种新结构的形成都意味着原先状态不再能够维持,即变成不稳定的。这样,不稳定性在结构有序演化中具有积极的建设性作用。协同学还认为,在临界点系统内部的各个子系统或诸参量中,存在两种变量,即快变量和慢变量。所谓支配原理,就是慢变量支配快变量而决定着系统的演化过程。慢变量和快变量各自都不能独立存在,慢变量使系统脱离旧结构,趋向新结构;而快变量又使系统在新结构上稳定下来。伴随着系统结构的有序演化,两类变量相互联系、相互制约,表现出一种协同运动。这种协同运动在宏观上则表现为系统的自组织运动。序参量是处理自组织问题的一般判据,是系统相变前后所发生的质的变化的突出标志。它表示着系统有序结构的类型,是所有子系统介入协同运动程度的集中体现。序参量是一种宏观参量,是描述系统宏观有序度或宏观模式的参量。序参量是子系统之间协同合作的产物、表征和度量。同时序参量又支配子系统的行为,主宰系统整体演化过程。”[10]哈肯曾指出:“量变质变规律和对立统一规律是他的协同学的哲学基础。”[11]在协同学中哈肯是怎样运用并实证对立统一规律的呢?


        IP属地:北京7楼2014-06-14 20:57
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          三、辩证唯物主义哲学对复杂性研究、复杂性科学的指导作用
            辩证唯物主义哲学对复杂性研究、复杂性科学的指导作用的实现形式与途径是多样的。这里着重讲直接的与间接的两种方式、自发的和自觉的两条道路。
            辩证唯物主义哲学对具体科学的指导作用一般有两种方式:直接的与间接的。从间接的说起。所谓间接的,是指哲学往往要通过一定的科学研究方法来实现对科学的指导作用。科学研究方法往往是联结哲学和科学的纽带(中介)。由于科学研究方法有哲学基础,其中蕴含着哲学思想,共性存在于个性之中并通过个性来存在,所以在运用科学方法进行科学研究时,就同时实现着蕴含在方法之中的哲学思想对科学研究、科学发展的指导作用。这种以科学研究方法为中介的间接指导作用,在科学研究中是大量存在的普遍的。
            辩证唯物主义对复杂性研究、复杂性科学的间接指导作用就是如此,我们知道复杂性研究是以还原论与整体论的辩证统一的系统论为方法论的。这一方法论是以辩证唯物主义的整体与局部、形式与内容这两对范畴以及世界的物质统一性原理,为直接理论依据的。它蕴含着“整体与局部”和“内容与形式”的相互贯通与内在统一,也蕴含着物质统一性的层次性以及不同层次的逻辑相容性。由于共性存在于个性之中并通过个性来存在,所以,在用还原论与整体论统一的方法,既系统的方法探索复杂性时,就同时实现着蕴含在系统方法中的辩证唯物主义哲学思想对复杂性研究、复杂性科学的间接指导作用。
            再说,直接指导作用。这种作用是指科学工作者、科学家在从事具体科学研究时,直接以哲学的概念范畴、原理原则为指导,分析问题解决问题。由于辩证唯物主义的原理原则正确地反映了自然社会思维的普遍规律;又由于这些规律的作用具有普遍性客观性,反映这些规律的概念范畴具有极大的普遍性概括性,而范畴概念的普遍性概括性越大,就越能频繁地进入人们的思维之中规范人们思维活动。所以,人们在实践的基础上,在同外界事物打交道的过程中,随着经验知识的积累能够形成朴素的唯物论和辩证法思想,但不能不经自觉的学习锻炼,就会成为天生的辩证唯物主义者。所以,实现这种指导作用的形式也往往有两条道路:自发的道路与自觉的道路。
            自发的道路就是科学家在科学研究中,通过科学方法的选择与运用,自发地体现了辩证法的指导作用。比如,俄国的著名化学家门捷列夫用比较的方法研究化学元素,发现元素的性质随着原子量的递增而发生周期性的变化,从而提出了化学元素周期律,在这里,他自发地运用了量转化为质的辩证法。正如恩格斯所说:“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业”。[15]自发的道路由于缺乏明确的指导思想,往往在走过很多弯路之后,才在辩证法的指导下,找到正确的方向。
            自觉的道路,就是科学家在科学研究中,不仅注意系统的学习辩证唯物主义,而且有意识的把辩证唯物主义普遍原理与具体的科学实践活动结合起来,在科研中加以运用。比如,我国杰出的生物学家、实验胚胎学家童弟周教授,在细胞遗传学研究中,自觉地以辩证法的矛盾学说为指导进行核质杂交试验,取得了辉煌的成果。
            上边举的是化学、地质学、生物学的例子。现在着重说,辩证唯物主义对复杂性研究、复杂性科学的直接指导作用问题。实现这种指导作用的形式,也有两条道路:自发的道路和自觉的道路。


          IP属地:北京9楼2014-06-14 21:21
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            哲学高于其他学科吗 我怎么觉得大家平等 都是解释世界的方法嘛


            IP属地:陕西来自Android客户端14楼2014-12-31 00:53
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              学习了。


              来自Android客户端16楼2018-12-20 11:08
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