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第四章 科学技术和人与自然的协调发展,自然辩证法讲义,高亮华 清华大学科学技术与社会研究所 Tel: 13601234579 ; 82866697 Email: ,目录,1 人类的起源与进化 2 人与自然的关系 3 人工自然的特点和演化过程 4 可持续发展战略,1 人类的起源与进化,一、人在自然界中的位置,人类独一无二的特征： 竖直的体态（两足动物） 不成比例地硕大的大脑 能制造（不仅仅是）使用工具 复杂的语言,人是自然界长期进化的产物。 地质进化图 人属于动物界，现代人动物界属于哺乳动物纲、灵长类目、人科，人属、智人种，现代人亚种。,二、人类的起源,神话 制陶抟土造人 上帝造人 达尔文：物种起源（1859），人类的起源与性的选择（1871）,恩格斯：劳动在从猿到人转变过程中的作用 攀树的猿群 古猿 正在形成中的人 从猿到人的过渡 完全形成的人 能够制造工具,完全形成的人又经历了四个发展阶段： 早期猿人(能人) 晚期猿人（直立人） 早期智人（古人） 晚期智人，即现代人,三、人类的新进化与人的体外进化,人的外化：肢体的延伸与智能的放大 四肢 手工工具 人体 工作机 人力 动力机 神经 控制机 人脑 电脑 人 机器人,体外进化：人的体外器官人所制造和发展的工具系统的进化 体内：包括意识和生理。 意识：思考方式演变和文化水平提高。 生理：科技特别重要,“医疗”、再造“乃至“基因重组”。,机器人,控制机、电脑,动力机,工具机,简单工具,原始人,文明人,兰领人,白领人,科技人,体外进化,本体进化,本体进化的体外方式 人类提升自身的方式是休外的，技术性的，非天然的。 保胎，人工授精，单细胞复制（Clone），细胞融合，基因技术,Cyborg？,2 人与自然的关系,一、人与自然的对象性关系,人与自然的关系是两重性，一方面，人依赖于自然界，适应自然界先定的条件，否则人就无法生存，另一方面，人在依赖于自然界的基础上，逐渐发展对于自然界的相对独立性，否则就谈不上人所特有的存在。 实际上，人与自然的关系是依存与独立的关系。,人的受动性：依存性 人不能脱离自然界而生活，也不能摆脱自然界规律的支配。 作为自然物的人 作为社会存在物与有意识的人 自然界向人类提供各种资源和生存环境（非生物环境与生物环境） 自然界的存在是人类认识的基础 自然界制约着人类改造自然的斗争,我们面临着一个广漠无限的自然界，我们的全部血肉之躯以及由此产生的一切聪明才智和奸诈巧伪，统统都是她的产物，她的一部分。她是我们伟大的母亲，我们只能从她那里吸吮乳汗以维持我们的生存，也包括我们的精神生活,人的能动性：独立性 人并非消极地依赖自然界而生活，而能（或能动性）认识自然界的规律性，按自然规律去改造自然，并在改造自然的活动中完善自身。这也正是人类发展科学技术的目的。 改变自然物的存在状态 影响自然环境的演化过程 使自然界人化，创造人工自然,由于人的能动性，人与自然的关系实际上是一种对象性关系 实践是人与自然对象性关系的纽带。 科学：人与自然的沟通 技术与生产：人与自然的中介 通过人的社会实践，受动性和能动性达到统一。,二、人与自然的诸种关系,发生学 实践价值 心理适应 情感道德 美学欣赏 反映认识,三、人与自然关系的历史演化,人类的发展经历了从消极的被动适应自然到积极能动地改造自然的过程。在这一过程中，人类实现了由自然的 “仆人” 向自然的 “主人” 的历史性转变。科学技术在这一过程中起着决定性作用。,蒙昧时代,古代希腊,近代时期,自然是巨大而神秘的异已力量。,凭借理性能认识自然,自然界充满理性秩序,伽利略：自然真理存于数学之中 培 根：知识就是力量 笛卡儿：我思故我在,机械论的思维方式和认识方法使近代科学的发展获得了巨大动力。 借助科学的力量，近代技术，尤其是机械技术得到了惊人的发展。随之建立起来的近代工业体系展示了人类征服和控制自然的巨大能力。 随着科学技术被广泛运用于社会生产过程，人对自然的支配能力急剧放大，人在自然界的地位发生了根本性转变。“人是自然主人” 的观念被牢固地确立了下来。,3 人工自然的特点和演化过程,在人与自然的对象关系中，自然界不再是纯粹的自然界，而是人认识和改造的对象，是打上人类烙印的自然界；于是，便出现了“人化自然”和“人工自然”。,天然自然,人化自然,人工自然,人类未认识到的那部分自然,人类观测所及的那部分自然,人类实践手段所及从而变革了的那部分自然界,或者,或者,自然界决不会制造机器、火车、铁路、电报机、自动纺纱机，等等。它们是人的工业的产品，是转化为人的意志驾驭自然或在自然中活动的工具的天然材料。它们是人手创造的人脑的工具；是对象化了的知识力量。,人化自然和人工自然的关系： 从人化自然中所获得的信息是变革自然的依据。人工自然是人化自然拓展的物质条件。人化自然和人工自然之间的相互作用，决定了人化自然和人工自然的交错发展。 人化自然的扩大可以不改变自然界的自发过程，而人工自然的扩大则以自然过程的改变为条件，其结果是自然生态环境的平衡被打破和重建。,4 可持续发展,一、人工自然的扩大与自然界的生态平衡,生态平衡 无机环境、生物生产者（绿色植物）、消费者（肉食和植食动物）和分解者（微生物）。 调节与负反馈 捕食者增加被捕食者减少捕食者食物来源减少捕食者减少,人类生态环境的演化 人类对自然环境、生态的适应、加工、改造而建立起来的人工生态系统。 不同工具不同时代人与自然的不同关系、人类生态的不同演替阶段。 石器时代青铜器时代铁器时代蒸汽时代电气时代原子能时代,今天的电子时代、信息技术时代。,人类创造了人工自然，积累了财富，但同时干预了自然界自身调节的机制。,恩格斯：“我们决不要陶醉于我们对于自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都对我们进行了报复。我们必须时时记住:我们统治自然界,决不象征服者统治异民族一样,决不象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:我们对自然界的整个统治,是在于我们比其他一切动物强,能够认识和正确运用自然规律。” 马克思：“人是自然界的一部分。”,二、人与自然的严重问题全球性问题,由于人与自然关系的冲突以及人与人之间关系的失调，带来了所谓的“全球性问题”。大致说来，如果从人与自然的关系的角度来进行分析，可以认为正是由于现代科学技术使人类改造自然的手段和规模发生的质的变化，才引发了全球性的生态环境危机。 总结起来，大致存在9个方面的问题。,一、人口问题 由于医疗保健条件和生活水平的提高，使得人口出生率和成活率迅速提高，死亡率大幅度下降，引起全球人口急剧增长。更重要的是人口对地球上自然资源的压力。地球上的自然资源是有限的，人口的承载能力也是有限的。 （2667年。） 人口素质也是重要的问题。,二、温室效应 工业革命以来，大气中二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟氯烃等气体的含量不断增加，这些气体对地表放射出的长波辐射有强烈的吸收作用，并能透过太阳对地球的短波辐射，在空气中充当了玻璃或塑料膜的角色，导致地球表面和低层大气温度升高，全球变暖，造成“温室效应”。,三、厄尔尼诺现象 海洋水温上升，过多的热量使海水将热量转给大气，并以无法预测的方式改变大气环流，重新安排大气的正常环境流，使风暴改向，打乱本来可能预报的季节天气特征的格局，引发干旱、洪水、暴风雪等自然灾害，这种具破坏性的洋流被称为厄尔尼诺。在过去40年中，9次不同强度的厄尔尼诺已经对全球气候产生了影响。,四、臭氧层被破坏 在离地球表面17-26千米的平流层中，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。但由于工业生产排放的氟氯烃物质和日常生活中冰箱、空调、喷雾剂等氟氯烃制冷剂进入大气并上升到平流层后，通过复杂的物理化学过程，会与臭氧反应，使臭氧层变薄。人们已经发现，1995年，南极的臭氧层出现2.5*107千米2面积的空洞。,五、土地荒漠化 土地荒漠化指气候变异和人类活动影响等因素造成的干旱、半干旱以及亚湿润干旱地区的土地退化，包括沙漠化和石漠化，被称为“地球之癌”。据联合国1995年统计，全球荒漠化面积为4560万平方公里，几乎等于俄罗斯、中国、加拿大、美国土地面积的总和，每年给全球造成直接损失达423亿美元，间接经济损失是直接经济损失的2-3倍。目前，全世界受荒漠化影响的国家有100多个。,六、酸雨现象 酸雨，指pH值小于5.6的酸性降水。酸雨的形成主要是由于现代工业的发展，像燃烧矿物燃料、金属冶炼等向大气排放硫氧化物和氮氧化物。酸雨危及河流、湖泊中的水生生物、危及水质、土壤、森林和各种建筑物。,七，森林破坏 公元前700年时，地球上三分之二的陆地覆盖着森林。目前，森林覆盖率不到三分之一，已不足4000万平方公里，且锐减的趋势仍在继续，热带雨林的减少尤为严重。从1990年到1995年，地球上每年有11.7万平方公里的森林消失，现在则达到每年16万平方公里的消失速度。 森林的减少直接影响地球的气候变化，导致降水量下降，气温上升，又减少了土壤的蓄水能力，加重了洪水、干旱等自然灾害。,八、生物多样性的减少 20世纪以来，科学技术的发展和应用扩大了人类对自然的影响范围和能力，人类的活动加快了地球上物种的灭绝速度。1600-1900年间，有75个物种灭绝，平均每4年一种；20世纪以来，平均每天有一种物种灭绝；20世纪90年代以来，平均每天灭绝的物种达140个，有人曾预言，到20世纪末，将有100万种动植物灭绝。,九、淡水资源问题 水资源：由于过度开采，地球上的淡水资源正在枯竭。据专家估计，从21世纪初开始，世界上将有四分之一的地方长期缺水。未来可能会因对水资源争夺而带来战争。 水污染：在发展中国家，80-90的疾病和三分之一以上死亡者的死因都与受细菌感染或受化学污染的水有关。,这些全球性问题说明，人类所直接面对的生态环境系统正在向不利于人类生存和发展的方向演化。,三、人与自然的协调发展与可持续发展战略,对待人与自然的关系，存在： 悲观主义态度：认为最终自然界要惩罚人类，而人类的一切改造自然的活动都是无济于事的； 乐观主义态度：认为人对自然界的改造是有积极意义的，可以让自然界按照人类的目的和需要向它的有利于它自身演化的方向发展。,零增长和没有极限的增长之争 罗马俱乐部： 增长的极限 技术至上者： 人类正进入一个黄金时代，未来世界将是歌曲、音乐的世界，万能的科学技术将在地球上，以至天空创造出伊甸乐园,罗马俱乐部,创始人： 奥雷利奥佩西（1908-）：意大利都灵人，实业家，社会革新家，提出世界经济发展需要独立于国家利益之外的企业。 亚历山大金 ：英国科学家 邀请30多位欧洲科学家，社会科学家，经济学家于1968年4月67日在罗马开会，其中以六人为核心，正式成立俱乐部。提出要详细地了解，深入思考世界未来的命题。,第一次报告：增长的极限（1972）,根据人口经济资源粮食和环境污染5个基本要素变化趋势，建立世界系统动力学模型。 按当时（1972）人口生产增长速度下，21世纪前十年，矿产资源几近耗尽，污染无法消除，需制止世界系统无节制地增长倾向。 唯一的办法是在1975年停止人口的增长，到1990年停止工业投资的增长，达到产业总体“零的增长”。,第二次报告：人类处于转折点（1974）,由梅萨罗维奇（美国教授）和佩斯特多（德国教授）组织100多位科学家参加撰写，也被第31届联大列为正式文件。 要采取适当的全球行动，即通过“有机增长”来实现，改变原来“指数增长模式”。 任何拖延的代价都是昂贵的，而且是致命的。,指数增长，一个量按恒定百分比增长。 有机增长 橡树式增长，植物在初期为指数增长，在临界点以后，减为线性增长，如橡树150年后，每年还会长高3英寸。 人类式增长，在青年期以前增长，以后停止增长。这种增长在任何一段时间都不是指数增长。,新报告将“有机增长论”代替原报告“零增长”论，悲观论基调未变，目标使人难于接受。 “世界政府”式的协调机制可行性，及容易形成发达国家“控制” “指挥”发展中国家，使其公正性被质疑。,没有极限的增长,乐观派的卡恩西蒙认为：过去三个世纪，人类成功已为历史证明，现代人类至少可以有利用技术与不利用技术的选择，而中世纪却没有。长期趋势是美好的。 悲观派的罗马俱乐部认为：正如陷入流沙一样， 人类将陷入他自己非凡能力的陷阱，人类对自然干预手段愈高明，带来的灾难性后果愈大。,没有极限的增长未来的资源 资源总量难搞清，技术进步预测也难搞清。“已知储量”与“最终可采资源”之间，涉及技术进步。 资源来源可以是深海，可以是外层空间，只要价格可以被接受，（如深海锰矿团，甲烷水合物等）即可开发利用。,没有极限的增长未来的粮食 耕地有限吗？土地耕种后才肥沃，地球陆地只有1/10为已耕。土地只有开发才能增值。 技术进步的作用，如： （1）海水淡化用于灌溉， （2）转基因可提高单产， （3）无土栽培和纤维素的利用等都很有前途。,没有极限的增长未来的能源 能源成本在下降，化石能源不可重复利用，利用效率可提高。 能源形式可转化，可以代替，如化学能、 热能、电能。 核能可以清洁利用，裂变能源增殖，聚变能源容量巨大。,没有极限的增长未来的环境污染 国民生产均值 在2000$US以上，污染治理高； 7002000$US，污染治理进度逐步起动； 700$US以下，污染加速。 政府以及国际机构的调控作用。,没有极限的增长经济发展 只有经济不断增长，才有技术发明，其是创新动力。 经济增长才能有实力去改善生活，治理污染，加大就业，提高教育 经济增长才能缩小地区差距。 信息化社会是与提高资源能源利用率相联系的，经济发展的同时减少物质化率,悲观派的“是”与“非”,缺陷 否认科学技术的作用； 模型建立在数学理论基础上，基本经济关系不清； 提出“零增长率理论” “有机增长理论”等，但缺乏现实性和科学性。 贡献 提示人们注意和解决现代世界的基本矛盾。 对各种复杂生态经济关系提出定量分析要求。 关于世界末日的预言，起到警世的作用。,乐观派的“是”与“非”,缺陷 盲目的科技万能论，忽视其两面性。 把生态经济问题看成单纯的市场机制作用过程。 掩盖当代人类面临问题，对长期效应的不确定性过于乐观。 贡献 对科技发展趋势进行讨论，启发鼓舞人们。 提出了“后工业社会”（即信息社会）“大过渡理论”（即从工业社会超工业社会后工业社会），这些均可供借鉴。,如何做实现人与自然的协调发展? 宿命论：以消极适应自然为特征，只强调人的受动性； 征服论：以无节制地开发自然为特征，只强调人的能动性； 和谐论：以人与自然协调发展为特征，强调人的受动性与能动性的统一。 现实主义态度：以事实为依据，采取适当的政策措施，实现人与自然可持续的发展。,可持续发展,可持续发展理论的产生 1962年，寂静的春天及其争论；标志着人类关心环境的开始。 全球行动：1972年联合国斯德哥尔摩“人类环境会议”。 罗马俱乐部：增长的极限引起强烈反响。 戈德斯密特：生存的蓝图提出“稳定的社会”概念。 世界自然保护战略：为了持续发展的生存资源保护 1987年正式提出：联合国环境与发展世界委员会：我们共同的未来。 1992年巴西里约热内卢联合国：“环境与发展”大会。2世纪议程。 至此，可持续发展便成为各国世界的一项发展战略。,可持续发展的定义 着重于从社会属性的定义： “在生存于不超出维持生态系统函容能力的情况下，提高人类的生活质量” 着重于从经济属性的定义： “在保持自然资源的质量和其所提供服务的前提下，使经济发展的净利益增加到最大限度”。 “今天的资源使用不应减少未来的实际收入”。 “不降低环境质量和不破坏世界自然资源基础的经济发展” 着重于从科技属性的定义： “可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术，尽可能接近零排放或密闭式工艺方法，尽可能减少能源和其它自然资源的消耗”,可持续发展是指既满足当代人的需要，又不损害后代人的满足需要的能力的发展。 我们共同的未来 “所谓可持续发展，就是既要考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不要以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的利益。” 江泽民,可持续发展的主要内容 经济的可持续：持续的资源利用和能源供给，使资源的开发不大于资源的再生速度，达到资源的循环再生利用。 社会的可持续：和谐的人际关系、人与自然的关系，以及稳定的社会环境。 生态的可持续：恰当的人口增长、资源开发和污染物排放不超过环境的承载能力。,可持续发展的基本原则 公平性（Fairness）原则：本代人的公平、代际间的公平及资源分配与利用的公平。各民族之间的公平，各国家发展之间的公平。 持续性（Sustainability）原则：人类的经济和社会发展不能超越资源与环境的承载能力。 共同性（Common）原则：地球的整体性和相互依赖性，全球要联合行动。,可持续发展的意义 “可持续发展”突出了人类社会与生态环境的整体性和经济活动对生态环境的依赖性。它要求人类改变对自然的态度，改变传统的生产方式和消费方式，合理地开发利用自然资源，实现自然资源的永续利用，最终达到人与自然的协同发展。,人类社会持续发展历程 采集与狩猎过度发展，出现首次人类生存危机与生态安全问题 畜牧和种植业发展，促进社会经济获得快速进步，生态问题缓解 工业社会使生产出现飞跃，终导致发展与生态安全问题再度激化 转向循环经济是人类社会可持续发展的必需,循环经济的价值观 不以无节制地耗用资源能源为代价。 不以环境污染，自然生态破坏为代价。 追求社会经济与人文协调发展“效益”和“效率”的最大化。,四、中国的21世纪议程,我国必须走可持续发展的道路： 历史性转折,既是机遇也是挑战。 竞争空前激烈,发展是硬道理，现代化压力。 不能走发达国家走过的“先污染，后治理”的老路，我们需要在经济发展的同时，搞好环境保护和社会发展,生态环境现状 1.中国是世界上受荒漠化危害最严重的国家之一，荒漠化土地面积为262万平方公里，占国土面积四分之一以上，而且目前仍以每年2460平方公里速度扩大。据专家估计，我国每年由于荒漠化危害造成的直接和间接经济损失达1700多亿元人民币，相当于西北五个省区1996年财政收入的3倍。 2.大气污染严重，城市污染尤其严重。氮氧化物广州和北京已成重要的污染物，这表明我国一些特大城市的大气污染已开始转型。,3.1992年全国大气符合一级环境质量标准的城市不足1，参加全球环境监测网大气环境质量考核的北京、上海、广州、西安、沈阳等个城市在全球考核的个城市中，总悬浮微粒值均列入后几名，城市大气总悬浮微粒值大体上比国外清洁城市高出一个数量级。总悬浮颗粒物浓度超标率大于30的城市占85以上。1998年全球空气污染最严重的10大城市中，中国占8个，全球空气污染严重的前50个大城市中，中国占31个。 4.近年来，我国酸雨区面积已占国土面积的40，二氧化硫和酸雨造成的经济损失约占GDP的2 （2002高技术发展报告）p.296 ，我国每年约267万公顷农田受污染。,5.中国人均淡水占有量仅是世界人均占有量的四分之一，在世界所有国家中排名第121位。属于水资源十分匮乏的国家。全国600多个城市中，有400多个缺水，100多个严重缺水，包括首都北京。 6.全国约三分之一以上工业废水和十分之九以上的生活污水未经处理就排入河湖，致使水环境污染严重。全国7大水系及内陆河的110个重点河段统计表明，符合地面水环境质量标准I类和II类的河段仅占32，属III 类的占29，IV类和V类的占39。75的城市河段已不适于作饮用水源，50的城市地下水受到污染。全国近1.7亿人的饮用水受到不同程度的污染。,7.中国人均煤炭矿山可采储量不足100吨，相当于世界平均值的二分之一。人均石油可采资源量仅为11吨，仅为世界平均值的18.3。 8.目前我国全国平均森林覆盖率13.92，为世界平均水平的44；森林面积仅1.3亿公顷，人均0.1公顷，为世界平均水平的11。森林的生态功能和防灾功能较低。 9.人均耕地面积少，目前仅为0.078公顷，不到汉代的七分之一，仅为唐代、明代的九分之一，相当于澳大利亚的1/34，加拿大的1/20，美国的1/9。,10.我国人均草地面积仅0.31公顷，为世界平均水平的二分之一，由于气候变化和长期超载放牧，导致日益严重的草地退化、沙化、沙漠化。目前全国90的草地发生不同程度的退化，其中中度退化程度以上的草地面积达1.3亿公顷，而且面积在不断增加。由于草地退化，草地畜牧业单位面积生产效益不断降低，低于发展中国家平均水平。 ,我国只能走可持续发展的道路 沙漠化。土地资源锐减。我国65%以上国土面积是山地丘陵 水资源不足、分布不平衡。 1/3国土面积是干旱地区或荒漠地区； 生态系统破坏。发展的生态成本高于世界平均成本。世界大陆平均海拔830米，中国大陆平均海拔1475米； 矿藏短缺、石油进口。 环境污染。,历史性战略决策：中国21世纪议程 在联合国“环发大会”制订了21世纪议程 1994年，我国政府采取了积极的行动，制订并批准了世界上第一个国家级的“21世纪议程”即中国21世纪议程。 可持续发展战略是我国长期的基本国策,科学发展观 以人为本、全面、协调、可持续的科学发展观，是指导我们在新世纪的建设和发展中实现人、科学技术、自然、社会协调发展的基本方针，是中华民族实现伟大历史复兴的行动指南。 坚持以人为本，就是要以实现人的全面发展为目标，从人民群众的根本利益出发谋发展、促发展，不断满足人民群众日益增长的物质文化需要，切实保障人民群众的经济、政治和文化权益，让发展的成果惠及全体人民。 全面发展，就是要以经济建设为中心，全面推进经济、政治、文化建设，实现经济发展和社会全面进步。 协调发展，就是要统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放，推进生产力和生产关系、经济基础和上层建筑相协调，推进经济、政治、文化建设的各个环节、各个方面相协调。 可持续发展，就是要促进人与自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，保证一代接一代地永续发展。,创新型国家 资源型国家 依附型国家 创新型国家,“创新型国家” 的共同特征： 创新能力综合指数明显高于其他国家，科技进步贡献率在70%以上。 一些具体指标，如对外技术依存度指标都在30%以下；研发投入占GDP比重大都在2%以上； 这些国家获得的三方专利，即美国、欧洲和日本授权的专利数占世界总量的97%。,创新型国家目前有20个左右，如美国、日本、芬兰、韩国等。 中国科技竞争力目前在28名左右，处在中等偏下的水平，和创新型国家还有一定的差距。 但战略研究表明，我国不能采取资源型和依附型的发展模式，建设创新型国家才是我国未来的必然选择。,我国走创新型国家道路的必然性 全面建设小康社会的目标，决定了我国必须走创新型国家的发展道路。 人口众多和资源、环境的瓶颈制约，决定了我国必须走创新型国家的发展道路。 保障国防安全和经济安全，决定了我国必须走创新型国家的发展道路。 我国已经具备建设创新型国家的一定基础和能力。,“自主创新”：战略基点 新时期的科技发展方针：自主创新；重点跨越；支撑发展；引领未来 突出自主创新，以此为主线统领全局,思考： 人与自然的关系的理解 对可持续发展的理解 对中国可持续发展战略的理解,