第四章科技进步与生态危机
现代科学技术在人与自然界的关系中逐渐占据主导地位，改变了人与自然界
的相互作用方式，形成了人与自然界存在方式的新格局。科学技术是人与自然界
的中介系统，以工具系统为实质将人与自然界联系起来，又象是一把两头是刃的
利剑，在刺向自然界的同时也刺向了人的最深处。生态危机已成为全球性问题，直
接威胁着人类的生存，解决这一难题的根本出路在于现代科学技术的走向。
人与自然界的关系的本质不仅在于人类认识、利用、改造自然界，还在于和自
然界的合作、协调。现代科学技术的迅猛发展，已使人类过渡到信息时代和核时
代，人类不仅拓宽了对自然资源的利用范围和种类，而且对自然界的作用强度在
今后80-100的时间尺度内将会超过自然界本身进化的强度，事实上，人类已
进入了一个具有特殊意义的主宰全球命运的时代。
科学技术是人类与自然界相互作用的中介系统，该中介系统是人类认识，利
用和改造自然界的工具，科学技术是促进生产力发展的有力杠杆，是人类社会进
步的动力。几千年来人类运用不断发展的科学技术知识改造自然，改造社会，从而
达到今天这样的物质文明和精神文明。
现代科学技术进步的特征是知识的飞速进步，科学在社会生活的各个领域中
越来越广泛地应用，对宇宙及其最遥远的星系的观察又有了新的发现，物质结构
和构成原子核的基本粒子的理论得到了重要澄清，在阐明生命的机理方面也取得
了决定性的进展。当代科学技术赋予人类巨大的能力，对于能量的使用则可以达
到毁灭地球的程度。但是如果能系统地利用现代技术，其潜力就会使人类面临的
全球闻题得到解决。
农学研究所取得的成就对于解决饥饿这类严重问题，具有决定性的重要意
义。发现农作物的新品种就可使农业产量显著提高；生物固氮工艺，将生物固氮过
程扩大到更多的作物，从而增加植物的生产。这样可以减少施用氮肥，通过减步化
肥生产，从而节省能源，并减少硝酸盐对水体的污染。
合理使用土地和水已取得了显著进步，水力发电提供了丰富的电力，合理的
灌溉新技术不仅大量节约用水，而且又充分满足了作物需要。同时又防止土地盐
碱化，矿泉水的人工制备则满足了家庭对合格饮用水的需求，同时改善了环境卫
生和生活条件。
在保健方面，现代科学技术的最新成果，被广泛地引进到医药领域，增加了医
疗手段，能够有效地对付新发现的许多疾病。除了化学合成药品外，利用活物质、
细菌和动物细胞制成的药品越来越多。预防医学的发展根除了许多疾病。器官移
植手术的兴起，使人体重组成为现实。
进入本世纪末，现代科学技术作为第一生产力的作用日益明显，主要表现在
以物理科学为基础形成的高新技术产业群落和以生物科学为基础形成的尖端技
术产业群落。
本世纪内，物理学发生了巨大的变化，相对论和量子力学开创了近代科学的
新纪元，这些新观念改变了人们对客观世界的认识，极大地影响了工业技术的发
展，导致了第三次技术革命的兴起，其特点是出现了一系列高新技术，如信息技
术、新材料技术、新能源技术、生物工程、空间技术、海洋技术等，并创造出一系列
新产品，新装置如半导体、计算机、彩色电视、核电站、人造卫星、移动通讯等，以物
理学为基础所产生的高新技术产业在军事、工业．农业等领域的应用对经济和社
会进步产生了巨大影响。在军事方面，激光武器和核武器的水平标志着军事力最
的强弱，航空航天技术也被广泛地用于军事目的。在工业方面，主要是提供新能
源，核电极大提高了生产效率，相当于煤的三千万倍；受控热核聚变试图和用海水
提取重水的形式提供能源。太阳能是一种无污染能源。太阳能利用技术的提高，会
根本上改变能源危机：在传统产业改造方面，形成了一系列新兴产业，如纤维激光
通讯、核辐照技术、激光排版技术、空间遥感技术的发展大大提高了资源普查和气
象预测的水平。
由于技术的进一步革新，诸如合成纺织、塑料、家用电器、视听设备，尤其是电
视和汽车之类产品的增加，使越来越多的人的生活发生了变化，由于土木工程的
进步、建筑材料的革新，住房条件得到改善。由于微电子技术和信息处理技术的进
步、改变了工业化生产、劳动条件和日常生活。卫星通讯极大地方便了人类的交
往，使世界成为一个地球村。
本世纪以来生物科学也取得了巨大进展，尤其是DNA双螺旋结构的发现，引
起了生物学的巨大革命，同时也促进了生命科学及对生命本质的认识的进步。由
于生命本质的高度一致性，分子生物学已对生物学的各个领域产生了全面的影
响，并形成了一系列新的分支学科，如分子遗传学、分子病理学等。分子生物学的
发展还对医学和农业科学产生了巨大的影响，对人类的社会和经济生活已经产生
了巨大的影响。分子生物学在工业上的应用，已产生了尖端技术群落，如基因工
程、蛋白质工程。将定向引导有关基因的方法引入育种，从根本上改变过去盲目大
量诱变然后再从中进行筛选的传统做法．已成功地对马铃薯、烟草进行了改造。人
类的遗传疾病是由于基因缺陷而引起的，用导八有关基因的方法来治疗遗传疾病
已取得很大进展。由于病毒学、细菌学和酶学取得的进步．生物工艺出现了飞跃，
可以利用培养细茵、酵母和细胞控制其新陈代谢和生物综合能力，从而合成特定
的物质，这些技术除了应用于工业。改进和完善微生物发酵这种最古老的生物工
艺过程之外，还有以遗传再合成或遗传工程为基础以酶、细胞或固定细胞单元为
基础的新技术。利用变性微生物生产胰岛素、生长素、干扰索和多种可靠有效的新
疫苗。转移固定空气中氮索的基因，制造变废物为有用化合物以减弱染物作用和
对提取金属特别有效的菌株，固酶技术固氮技术的优点在于大大提高生物的综合
工艺成效，将给农业食品工业和化学工业带来很大的推动。
现代科学技术成就被广泛用于工程建设，尤其是巨型水电工程、核动力工程、
宇航工程。本世纪以来，由于能源短缺，水电得到了极大发展，拦河建坝形成大水
库，落差转变成强大电流以供应城市用电及工业生产，比较著名工程如埃及的阿
斯旺大坝，中国长江的葛州坝以及黄河上、中游的刘家峡、青铜峡、三门峡等大坝
工程，尤其是正在筹建中的长江三峡水电工程，可谓世界之最。随着国际限制温室
气体的签约和进一步更严格的措施，一些以矿石燃料为基础的电力将受到限制，
那么水电的经济优势和环境优势将日益明显。随着能源紧张、电力不足等问题日
趋严重，世界上已有许多国家将注意力转向原子能，目前已有11个国家的电力需
求量的三分一是由原子能提供的，法国占69.9％；比利时占65.5％；匈牙利占
48.9％；瑞典占46.9％；韩国占46.9％；台湾占4l％；瑞士占37.4％：西班牙占
36.1％；芬兰占36％；保加利亚占35.6％}美国占19.5％；日本占23·4％.迄今全
世界已建成蛇9个核反应堆。核反应装置还被用作舰船的动力设备，现今世界上
大吨位货轮和潜艇都是核动力驱动的，这大大提高了人类的远洋运输能力。本世
纪六十年代阿波罗登月工程的实施到近年来一系列宇宙星际航行探测器的发射，
说明了现代科学技术已把人类的触角伸向宇宙深处，使人类第一次比较了地球与
月球的不同，同时宇航工程的实施使人类在太空尺度上认识地球。根据地球资源
缺乏，人口过剩的现状，宇航工程则渴望开拓人类生存空间，寻求星际联系；另外
字航工程还可带动新的科学研究，提供失重的实验室，进行新材料的合成。
现代科学技术创造了现代工业、现代农业，极大地丰富了人类的物质财富，率
世纪以来的物质生产量超过了历史上物质生产量之和，养活了现今的近六十亿人
口。科学技术帮助我们战胜了威胁人类的各种疾病，使死亡率大为下降和寿命得
到延长，但同时却使世界人口激增，造成人口膨胀；科学技术帮助人类创造了现代
文明基础的大工业，但大工业对自然资源造成了空气、海洋、土地和水源等的严重
污染，造成生态环境的严重破坏和自然资源的迅速枯竭，使人类的生存条件受到
重大威胁；科学技术还被用来制造毁灭性武器，把人类和世界推到了毁灭性边缘。
生态的破坏和人类活动的迅速增加，温室气体的排放造成气候反常，海平面上升，
地面下沉。造成地球灾害的群发现象。生态危机的发生说明了人类对自然界的改
造中没有充分照顾人类的整体和长远利益，人类对核能的利用既可开辟用之不竭
的能源，又能使人类自毁，人类在技术上既可能通过许多洲际工程优化环境又可
能造成全球性生态危机。现代科学技术使人类社会和自然关系具有全球性、并决
定着人类的存亡。人类对于科学技术的利、害两重性，更为尖税地显示了出来。对
于这一点，我们从一个事故中可得到启示，1965年11月9日下午，加拿大的昂特
略州的某一个发电厂的小小继电器发生了故障，几分钟以内美国东北部的一个重
要工商业区和加拿大的一部分地区送电完全停止，使得纽约、波士顿等城市三千
多万人陷入黑暗世界。这时正值下班之际，成千上万的人被关在地铁和摩天大楼
的电梯里。人们之间的一切通讯都中断了，暖气不热了，饭也不能吃了，大家处于
极度慌乱之中，仿佛进入了世界末日，这就是现代人类与科学技术互相依赖．须臾
不能分割的事实。这次大停电，使人们懂得科学技术能给人们带来幸福，但又是那
么脆弱，灾难也会随时降1临。
笔者认为，生态危机并非是人类进入工业社会后才出现的，古已有之，只是因
为科学技术极大地促进了生产力的发展，大工业生产方式加剧了人与自然界的矛
盾，导致了生态危机的全球化。生态危机的历史可分为三个阶段，第一阶段为采猎
型生态危机，第二阶段为垦殖型生态危机，第三阶段为工业代谢型生态危机、前两
种类型的生态危机是以陆地上的表土流失和森林破坏为主要特征的，第三种类型
的生态危机除具有上述特征外还有对于水圈和大气圈污染以致于对生物圈造成
全面的影响。我们主要分析工业代谢型生态危机产生的根源。
工业代谢型生态危机采猎型生态危机和垦殖型生态危机的影响范围只是
区域性的，很长的周期才出现危机，从范围上说对整个人类的影响还是局部的，从
强度上说，也不致于影响到全人类的生存，而工业代谢型生态危机则不同，出现危
机的周期短，危机频繁，强度大，不仅对人类造成威胁，而且愈演愈烈，成了悬在人
类上空随时要爆发的超级炸弹。
工业的演变与“生物演变”具有相似性，我们现行的经济系统，关于物质商品
和劳务的生产及消费过程，物质和能量的使用，与生物机体对于物质和能量的使
用原理十分相似，不同之处是生物机体有完善的消化系统，而现代工业世界的这
一关键性的功能却欠发展，这就是造成全球生态环境污染甚至引起全球“温室效
应”的根源。
现代工业世界的经济体系依赖于从生态环境中开采的大量物质作为原材料，
随后便是加工过程，最后以最终产品的消费而告终；除了实际得到的矿物质，还留
下尾矿，除去矿渣，还在建筑中移开大量的表土。在使用的工业原料中，平均来说
75％属于非再生资源，25％属于可再生资源；工业产品中只有6％在消费中被保留
下来，而其余94％则在开采后一两年内便被变成废物，进入环境，不仅有固体，也
有气体和液体。在生产过程中还需低熵的能源，在其自由能被利用以后，以高熵的
低温度的热能被排放到环境中。年复一年生产的废料的总和，已超过经济活动中
各种物质的实际投入量，工业的新陈代谢难以长久维持，对全球生态环境造成，
危机。具体说来：
(1)二氧化碳和气候变化在工业生产中，投入的一半为矿物燃料(碳氢化台
物)，一经燃烧便与大气中的氧化合而形成CO2。近100年问由于森林的砍伐，减少
r对CO2。的吸收，致使大气中CO2的浓度约上升了15％，已从290ppm上升到
340ppm(二百万分之一)．CO2起着吸收，保持地球表面的长波辐射，防止热量向宇
宙散发，维持地球热平衡的作用，被称为“温室效应”。预计到2050年，CO2浓度将
增加】倍，地球表面的年平均气温将上升1．5—5℃，北极极圈的冬季气温可能上
升7 lO℃。全球气候将发生一系列变化，南、北极冰融化，海平面上升，预计到
2100年上升1.4—2.2米，从而淹没长江三角洲和东南亚各三角洲的地带中较低
洼的稻田，而在荷兰、长岛、威尼斯、孟加拉，以及尼罗河三角洲等地，洪水带来的
损失不可估量。此外，降雨的区域分布将发生变化，适合种粮食地区和易于沙漠化
的地区也将发生变化，如北美产谷带将变暖和变干燥。
(2)臭氧层空洞在平流层发现含氯氟氢(cFc)气体，使其氧层耗竭，在南极
洲上空已发现臭氧空洞，每年春季出现，这一发现引起了人们的极大恐慌，臭氧层
起着保护地球免受紫外线伤害的重要作用，因为紫外线不仅可使人的皮肤致癌，
引起皮肤癌患者剧增，在白色人种中更为严重。对于易损物种的影响难以估计，紫
外线照射的结果，将使现已存在的结果更加恶化。氧氟氢(cFc)是一种工业用气
体，用于冰箱的制冷剂，同样也用于空调机。它又可用于溶剂，气溶胶灌的喷射剂、
泡沫的制造物。
(3)酸雨 空降死神酸雨的产生，主要是与发电厂、冶炼厂和汽车燃烧石
化燃料而产生的硫氧化物和氮氧化物的排放有关。这些排放物在空中发生化学反
应，转换成硫酸盐和硝酸盐后进入雨中降落地面。它所造成的影响不仅在发生源
附近，往往可随大气远距离移动，在数百公里外降下酸雨。从国内看，江苏南部工
业区，贵州、四川等地均有酸雨降落，从世界看，酸雨在斯堪的纳维亚、美国西部、
东北部、加拿大的大部分地区特别严重。酸雨可使森林大片死亡，成为空中杀手；
可使水生生物生活环境酸化，使生物致死；使材料腐蚀、剥蚀着建筑表面和人类的
宝贵文化遗迹。在一定的区域，由于酸雨使水系和土壤的酸度提高，从而造成生态
系统和农作物的破坏。
(4)有害的化学物质在现代社会、人们对化学物质的依赖程度增加，在商业
市场上，现在约有7万种化学物质，况且还有每年约1000多种新的化学物质投入
市场，有些是有长期影响的化学物质。这些化学物在贸易额中占很大比例，以农产
品、服装、机械、汽车化妆品等各种商品的形式送往世界各地，这些物质的使用及
扩散，对环境造成深刻的影响，如六六六粉等有毒有害的化学物质本质上具有耗
散性，如防腐剂、包装材料、润滑剂、溶荆、絮凝剂、防冻剂、洗涤剂、皂、漂白剂、除
垢剂、染料、油漆和颜料，纸张、化妆品、肥料、杀虫剂、除草剂，消毒剂以及当前作
消费性使用的许多重金属，例如砷、镉、铬、铜、铝、水银、锌等，含有耗散性有毒金
属的产品五花八门，甚至塑料制品、玻璃制品和电子原件及电子线路也不例外。这
些有毒的化学物质耗散缓慢，不知不觉中进入人们体内，潜移默化地影响着人类
的生存，致癌和致基因突变的可能性很大，为不致于出现畸形的人类，应该及时警
觉这类问题。现代人有3/4的时间是在室内渡过的，室内的污染夹烟雾、建筑材
料，各种电器、家具等，氡气的浓度为室外的20多倍，各种污染物的诱发癌变的物
质高达40多种，一般室内污染的程度与大型化工厂密集地区的污染程度相当。可
以说现代辩学技术在改变人们环境的同时，严重危害了人们的健康。
(5)有害废弃物质的国际间流动由于各国人民环境意识的加强，尤其是发
达工业国家，人民反对在本社区堆放有害废弃物，再者处理、保管有害废弃物的费
用_卜分昂贵，这就使得一些国家或公司将弃物出口到第三世界国家和地区，甚至
向公海倾倒。载有废弃物的海轮无法进港的事件时有发生。尤其是核潜舰沉没，这
本身就造成了核能废料的出口，还有一些核电站的泄漏及永久性埋藏。都成了国
际社会所关注的问题。比较著名的这类事件有苏联切尔诺贝利核泄擒事件对挪威
有一定影响，美国在印度的火药厂事件；1976年在法国附近海面“奥林匹克·巴伐
凡利”号油航将25万吨石油倾入海中，墨西哥湾一油井爆炸100万吨石油流入大
海，埃克森石油公司的油船在阿拉斯加附近海面同另一艘船相撞，33.4万吨石油
污染海面达1700平方公里，至于海湾地区的原油泄漏事件，恶果无法估量。
现代科学技术的杰出成就创造了发达的医学。延长了人的平均寿命，同时降
低了新生婴儿的死亡率，加上二次大战后世界处于冷战状态，没有发生大规模的
战争，很少的国家很晚以来才提出了计划生育政策，这诸多因素给人类造成一个
稳定生育的时代，世界人口以每年8700万的速度增加，196()年世界人口30亿，
1974年达40亿，1986年达5。亿，预计本世纪末世界人口将达到64亿。如此众多
的人口，给生态环境造成了巨大的压力，加剧环境污染，致使自然资源短缺，甚至
因为资源问题而引起战争。
(1)城市化人口激增，土地面积减小，使人口以各种渠道涌八城市，城市迅
速膨胀，尤其是第三世界城市增加，城市面积扩张，城市供水困难，各种工业烟雾
排入空中，很难扩散，形成城混浊岛效应，由于城市热辐射集中，形成热岛效应，城
郊气温差可高达8一lO℃，另外，由于城市开发、工业建设、住宅建设，改变了地面
的太阳反射率，形成城市特殊的气候，由于城市扩展，占领耕地，水泥设施的兴建，
使相当大的面积可耕地永远不可能用于农业。由于化肥和除草剂及农药的长期使
用使土壤严重恶化．据预测，在本世纪末下世纪初，全世界的农田及可耕土地的l／
3以上可能要破坏或丧失或用于居住。
(2)水资源短缺和污染严重世界人均淡水量约8300m。，但每年有三分之二
以洪水形式流失，其余三分之一成为饮用和灌溉用水。由于工业化和人类用水量
增加，目前世界用水量与1900年相比增加了近lO倍，可见未来的淡水不足是构
成经济发展和粮食生产的制约因素之一。随工业和人口的发展，排放的废污水量
也相应急剧增加，致使许多江、河、湖、库乃至地下水受污染。因此，到率世纪末全
球人均水资源将减少24％，人均淡水拥有量将从3000m。降至2280m。。提供安全
饮用水，是农业地区一个迫切需要解决的问题，发展中国家大多没有清洁的水源，
据世界卫生组织对71个国家的调查，仅77％的城市人口有管道供水，78％的农村
人口没月清洁的饮用水。由于人口增加及工业用水增加，过量采集地下水，发生地
面下沉，我国东部沿海地区已有近20座城市出现地面下沉，上海、天津两城市最
大累积沉降量为263厘米，引起不同程度的海水入侵，
(3)滥伐森林造成水源短缺的原因之一就是由于人口激增、滥伐森林。森林
是人类文明的摇篮。森林是历史盛衰的象征，森林是绿色的金库，森林是生物制氧
机，森林是太阳能的储存器，森林是土壤的保育员，森林是天然的蓄电池，森林是
地球的肺脏，森林是江河的源泉。古往今来有多步赞美森林的诗，因为森林是最直
接影响人类能否继续生存下去的生态要素，值得详述。
森林吸收二氧化碳，释放氧气，以此平衡着大气的CO2比例。据估计，世界上
的森林和植物每年产四千亿吨氧气。森林是造雨者，对生态环境的变化有绝对影
响，森林不但影响降水量，更控制了山坡上的土壤侵蚀。森林能象湖泊那样对河流
及农田产生作用。若高山上尽是郁闭状翠绿森林，可相当于深度为树冠平均高度
水库，这个森林型“湖泊”有相当大的弹性而优于真正的山地水库。例如由于亚马
逊河的上游支流两岸生长着世界上最大面积的阔叶林，这里河流则水量丰富，且
终年变化不大。森林一旦存在，立即就会出现各种生物，如飞禽走兽、昆虫细菌，以
及众多的野生生物，形成一个生态世界，存在的时间愈久，其中的物种越丰富，关
系就复杂，这种复杂性就是生态系统之谜。目前，人们估计生物圈的物种有几百万
种，我们了解的仅是其中一小部分，有大部分物种未被人们认识，有很多物种是在
人们毫无所知的情况下出现并消灭的。物种的灭绝并不反常，反常的是物种消失
的速度太快，我们每年大约毁灭掉五万个物种，正常的情况下，这些物种的灭绝需
要几千年。事实上森林，特别是热带雨林不仅保留大量的物种，成为人类最宝贵的
资源，而且在大气平衡、地球气候变化、水循环等过程中起重要的调解作用。滥砍
滥伐对蒸发过程和降雨过程有严重影响，大规模的砍伐森林就会导致大气中水平
衡失调，对气候有直接的影响，还将导致生物多样性的严重衰减。因为森林的存
在，使各种生物繁衍不辍，更有新种不时出现，否则，一切化为乌有，绿山成岩石，
平地变沙漠，一无生机。西北的大沙漠以及黄河流域的黄土高原，只不过是古代森
林毁灭后给我们留下的遗迹。
目前地球上众多的谷物和家畜的遗传资源正在减少，人类正面临着基因资源
短缺，现在有近30000种植物和1000种脊椎动物濒于灭绝，在今后的20年中，地
球上10％的物种可能会灭绝，遗传的多样性下降也降低了开发新品种的能力，且
谷物和家畜的优良品种往往来自众多基因的提供。现在人类的多种医药都有赖子
动植，中国的中药更是如此。但是什么样的品种对于人类有益呢?往往那些人们认
为不重要的，在医学和商业上却具有非常重要的价值，甚至是维持人体所必须的。
可见，遗传资源急剧减少这一问题，是关系到人类能否延续下去的伦理学问题．但
是，目前人口剧增，农业用地扩大，无计划垦殖，为取得燃料或取得造纸和建筑原
料以及种种原因，热带雨林和亚热带季雨林正在被人们以超过森林持续能力的速
度砍伐着。不要说地球的生态学价值，就连地区的生态学价值也难以顾及。更不顾
及地球的l／3的物种存在于热带雨林中这一事实。全世界的热带雨林主要分布在
赤道附近的70多个国家，总面积为19亿公顷，现在每年减少1130万公顷，每年种
植的面积约100万公顷，还不足森林消失面积的l/10。地处拉丁美洲的亚马孙河
流域的丛林是地球上最大的热带雨林，被认为是地球的肺部。为世界提供氧气，已
存在一亿年之久，已知物种的一半聚集在这里，林区的河流中生活着1500种鱼
类，树林的品种多达1万种，占据了世界森林资源的40％。在滥伐热带雨林的种种
原因中，…是由于科学技术水平低，生产力水平低，原始的高能耗农业方式，烧林
夺地，其二是由于缺乏燃料，80％的木材用作燃料，人口的膨胀和生活贫固化使人
们涌向森林，当毁坏的森林成为不毛之地时，又涌向他处。
人口膨胀所引发了上述一系问题向现代科学技术提出了新的挑战。
协调入与自然界的关系
人类对地球资源的滥用和任意开发，工业化对环境的污染所造成的一连串恶
果，令人触目惊心。从上节的内容我们可以看出，人与自然界之间的矛盾表现为生
态危机。从时间意义上，这种危机要继续下去，从空间意义上，这种危机遍及全球，
甚至有太空污染趋势，这种长期的、全球性的危机将关系到全人类的命运，已引起
国际社会的关注。要解决全球生态环境危机这一人与自然的最大矛盾，仅靠单一学科的力量是不够的，不仅要动用现代科学技术的全部内容和力量，而且还要集
中人文科学和人类的所有智慧以及人类有史以来全部知识的总和，为此已开展了
一系列全球性活动。
～、现代科学技术对解决人与自然界的矛盾所作的努力
生态环境是人类赖以生存的基础，自从人类出现以来，无时不在为了自身的
生存而改造着生态环境，由于生产力的提高，人类逐渐从生态环境的襁褓中“解
脱”出来，并以超然的态度对生态环境给予人类的约束愤愤不平，站在自然界对立
面，摆出一付“与天斗与地斗”的架势，并以相应的工具系统与自然界抗衡，先后发
生采猎型生态危机，垦殖型生态危机，但是这并未引起人类的警觉，进入工业社会
以后，大工业生产大刀阔斧地给生态环境“旧貌换新颜”，却得到了自然界的无情
报复，产生了工业代谢型生态危机，生态环境的急剧恶化严重影响着人类的生存。
这就引起了人类的反思：在生态环境的变化中，哪些是属于自然界本身的变化?哪
些是由于人类活动所强加于自然界的变化?这种反恩使人类产生了对自然界中支
持生命的独特环境进行深八理解的欲望，人们进一步认识到自然的人化，和久的
自然化只不过是全球生态文明的两个侧面，人作为主体是改造自然界的力量，但
同时人又是自然界的组成部分具有客体性，作为客体的自然界在受到人的作用后
成为人工自然，具有主体客体的一致性．因此主体、客体的两分法在认识生态危机
本质时陷入困境。生态环境危机具有系统性．仅开展局域性生态环境的研究是不
够的，因为局域性生态环境的变化与全球变化关系密切，它是在全球生态环境的
大背景下变化的，若缺乏列于全球生态环境的广泛深入认识，局域生态环境的研
究是很难深入的，因此在生态环境的研究中，应当打破两种界限，一是科学技术分
科的界限以及社会科学和自然科学的界限；二是国家和地区的界限一因此应该建
立科学技术的广泛联系，和国家及地区的广泛联系，这已得到了科学家和各国政
府的大力支持。目前已开展了一系列由国际科学联合会发起的科学技术“大兵目”
作战和由联合国教科文组织及国际社会所组织各国政府“大兵团”作战。
(j)两个里程碑 1972年，当发展中国家尚未认识到环境污染严重性时，工
业发达国家已被环境危机所困扰，工业代谢型生态危机已对工业发达国家的人类
生存环境造成威胁，联合国在斯德哥尔摩举行了人类环境会议，发达国家高喊环
境问题严重性，而发展中国家面临的是发展部题。只是暴露了环境问题，没有找出
问题的根源，没有能与经济、社会和科学技术相联系，找不到解决问题的出路，因
而不能更有效的解决环境问题，人类环境会议的最大功绩，在于唤起人的环境觉
醒，并开始了西方国家本位性的环境治理。虽然取得了若干成果，但不足以制止生
态环境的破坏，如因工业事故、核事故以及海上事故而引起了一系列灾难。又出现
了更大的环境危机如臭氧空洞、温室效应、热带雨林面积迅速缩小、人口膨胀、城
市化、水资源及粮食资源短缺。环境变迁既然属于全球性问题，则必须采取全球规
模的对策，这样的共识正在普遍形成。20年后的1992年联合国组织各国政府在巴
西里约热内卢召开了环境与发展大会，正是发达国家和发展中国家都认识到r环
境问题对人类生存与发展的严重威胁；基于这种认识的一致性。解决的紧迫性，共
同利害性和责任感，第一次使j83个国家的首脑们坐到一起。里约环境与发展大
会不仅扩展了对环境问题的认识范围和认识深度，而且把环境问题与经济社会发
展结合起来研究，探讨其相互关系，这是人类认识自然界的一大飞跃。各国普遍接
受了可持续发展战略。
如果把1972年的斯德哥尔摩人类环境大会当成一廑里程碑，那么J992年的
里约热内卢环境与发展大会就是第二座里程碑。
(2)两个国际性计划1987年和1988年，国际社会继人与生物圈计划
(MAB)以后又相继提出了两个国际性研究计划，目的在于明确科学技术的使命就
是尽可能确切地阐明有关的因果关系，预见全球性自然变化将会带来的后果，尤
其重要的是需要明确自然过程与人类行为对全球变化的不同作用。目前，两个重
要的全球性变化的研究项目正在实拖，～个是属于自然科学和生命科学领域的，
即国际地圈一一生物圈计划(IGBP)，另一个属于社会科学领域的，即“全球变化中
人类因素：一项关于人类和地球相互作用的国际计划(HDGCP)”。
IGBP’计划是一个以整个地球系统及其支持生命独特环境为对象，研究地球
系统的各分量(生物、陆地、海洋和大气)之间的关系，最初强调加强对于陆地、海
洋和大气系统基本循环的理解，其主要焦点在于大气固和生物圈的相互作用，以
后将更多地研究几十年到几百年中可能发生的全球性自然过程，尤其注重受人类
活动影响的物理、化学、生物的相互作用过程对于全球生态环境的影响，旨在改进
人类对地球生态环境和生命过程重大变化的预测能力。
HDGCP计划力求更好地了解导致全球生态环境变化的人类因素，并为创立
一个可持续发展的未来制订恰当的对策，在这种变化带来的严重危险之中，也蕴
藏着许多机会，利用这些机会可以探求一条通向可以继续维持人类生活的未来的
道路，HDGCP的宗旨就是认识这种机会，并抓住这种机会。在社会科学领域，紧密
联系科学技术。规模如此之大，目标如此宏伟的多学科国际研究计划还是首次。
(3)已经实施的技术路线环境保护产业已日趋进入技术操作期，环保产业
是经济结构中以防治污染，改善环境、保护自然资源为目的进行的技术开发、产品
生产，主要包括环保机械设备制造、自然保护开发经营，无公害技术的推扩，环境
工程建设，它是人类保护和改善环境，防治污染和其它公害的物质和技术基础。美
国有环保设备工厂600多家，日本有200多家，德国有800多家。瑞典有100多家。
废弃物的重复利用是产业化所努力的方向，随着技术水平的提高，一些从来
无人同津的副产品也逐渐变成了正产品，煤焦油在1 9世纪还被认为是副产品，现
在已为正品；天然气～。度是石油开发时的副产品。可以说化工工业中的许多行业
是以天然气工业的副产品而发展起来的。已展现了开采过的工业废矿废渣利用的
美妙前景。到1989年在美国生产的铜中，30％以上是用一种以普遍存在的，名为
氧化铁硫杆菌的微生物进行催化作用的生物化学方法获得的，在若干工业化应用
中也已利用一些细菌、藻类和真菌捕集金属的能力，从工业废水中回收金属，1983
年起美国霍姆斯塔克采矿公司就开始用一一种生物系统来分解其废料中的氧化物。
在能源方面似乎核能已为人类提供了充足的能源。但有两大问题难以克服，
一是铀的自然贮量有限，二是反应堆以铀为燃料具有很大危险，使用过程的危险
及核废料的排放问题。科学技术也正在开拓能源使用的新路子。首推受控热核聚
变的研究，1991年n月9日，人类为争取无污染干净清洁的能源，第一次在欧洲
共同体磁约柬聚变实验装置(JET)上以人工控制方式获取了聚变能，但这仅仅是
个开端，如何大规模开发，还有一个产业化过程。但这毕竟是黎明前的曙光。在常
规能源的使用上，现代科学技术也作了不懈的努力，中国的科技人员已成功地开
发了水解氢助燃新工艺，这种新的水解氢燃料可节省1O-20％的醇类。美国开始
实施将太阳光转化为电力的阻挡层的光流电池等项开发计划；日本利用海浪发
电，意大利、冰岛、新西兰已使用地热发电，荷兰使用风力发电，俄罗斯也试图用风
力气球从对流层通过电缆引电力至地面而获得电力；超导材料的临界温度不断提
高，一旦这种无阻抗材料进入产业化，则可无损耗输电，这不仅节省电力输运中电
阻损耗，而且还可远离城市输电，从而保护生态环境。
在控制人口和粮食危机问题上，现代科学技术也作了不懈的努力，现代医学
提供无副作用的避孕工具和药物，可控制那些本不想让出生的人口。相应地也减
少了粮食的需求。绿色技术革命和基因工程，为粮食和副食类增产提供了途径。植
物基因工程和动物基因工程是第二次绿色革命的序曲，利用基因工程可以提高光
合效率，扩展生物固氮的能力，创造农作物新品种，也可提高动物的广食性．降低
食物链中的地位，充分利用最初级生产力，创造动物的新品种。
现代生态学的发展为生态农业的发展提供了理论的指导，生态农业的实践证
明，人们可以创造良性循环的生态系统。我国的农耕有悠久的历史，有丰富的经
验，在人类生存环境危机的今天，又创造了生态农业的奇迹。这里有两个例子，第
一个是广东顺德县的桑基鱼塘生态系统，将低洼地深挖为塘，将泥复于塘四周为
基，基上檀桑塘中养鱼，残叶入池喂鱼，塘泥上基作肥；经济效益远高于单纯的植
桑或养鱼，并以此为经验，发展了蔗基、草基、果基、菜基、花基等多种形式的种植
一一养殖——加工的农业生态系统。第二个是调控稻田人工生物圈为高效低耗低
污染农业涌现出新路子，在稻田中加入红萍和鱼、红萍可以固定空气中的氮索，富
集水中难以利用的钾，充分吸收阳光二氧化碳以制造大量的有机物质，以此调节
稻田中氮和钾等各种物循环和积累，大大减少外界物质的投入。在水稻产值小变
的情况下，每亩可增收鱼250公斤，这对于改善膳食结构，弥补粮食短缺具有重要
意义。日本人发明的水耕法，则使人们认识到植物拥有一种非凡的潜力，198；年的
筑波国际科技博览会上一颗普通的西红柿种子，在水槽中进行培育，水也是普通
的水，只是把普通的肥料以适当的浓度溶化在水里，然后进行水温和水流、氧气及
阳光的管理，这棵西红柿树几个月里却创造了结果上千个西红柿的奇迹。
在森林、土壤、水资源的综合管理中，现代科学技术已取得了许多成就。农业
生产中由于化肥，农药的长期使用以及无休闲轮作，致使土壤状况严重恶化，有些
土壤已无法继续耕种，现代生物科学技术为减少化肥的施用已研制出细菌生物高
效肥，用以改善土壤．提高土壤肥力。生物固氮工程也有所进展，已证实非豆科植
物能结瘤，但仍未证明这种瘤内的细菌可以固氮，而真正的技术在于使植物能结
瘤，且也能固氮，随着基因工程的进步，这个难题会得到解决的。水资源的污染是
一大公害，在西方发达国家已有成熟的污水处理设备，在工业集中地区采用集中
排污、集中处理的办法使之达到非饮用水但可洗涤及生活用水或灌溉用水的程
度，通常用的措施有生物性措麓、工程性措施、化学措施，对于污水中氮、磷营养物
质处理采用铁盐凝聚沉降法、铝离子变换法、石灰凝聚与氨汽提方法。富营养化是
水体衰老的一种现象，天然富营养化本来是一种十分缓慢的自然形成过程，但是
随着工农业生产迅速发展和居住城市化，含有较高浓度氮、磷营养物质的生活水
工业废水和农田地表径流汇入江河、湖泊等水域．并在水体中积累，刺激水体中藻
类大量繁殖，在表层形成巨大的生物量。为了解决这一问题，化学工业及洗涤涤剂
工业已研制出无磷无铝洗涤剂。
从全球范围来说，热带雨林是生态平衡的主体，从地区来说森林对气候，水土
流失，及洪水的控制，稳定各季节水流是调节器，同时森林是防风防沙的绿色屏
障，总之人们已充分认识到森林同人类命运，文明的兴衰是如此的重要，已用现代
科学技术手段植树造林、保护、恢复、扩大森林资源。飞机播种，用生物技术防治虫
害，用卫星遥感监视火情，用生态学的方法指导树种搭配；我国利生态学指导为成
功地用机械和生物相结合的方法战胜沙漠化找到一条途径，中国科学院在宁夏沙
坡头的治沙站在这方面的研究水平达到国际先进水平，吸引了世界上许多国家的
科技人员来学习取经。我国在西北，华北北部、东北人工植树，建成了防风、固沙、
农田牧场防护和水土保持林相结合的“三北”万里防护林带巨型工程，是一项可与
长城相比的工程，是伟大的创举。
从现代科学技术对解决全球生态环境危机所作的努力以及国际社会所作的
努力中，我不仅看到了人类的美好愿望，而且还看到了这种努力的技术实施，仅管
如此，但要说人类必定会战胜全球生态危机，一定会走出全球生态危机的困境，还
为时过早，我们在没有完全了解全球生态环境与人类共同进化的机制的前提下，
仅仅靠科学技术的力量是不够的，在协调入与自然界的问题上，我们要给现代科
学技术注入“灵魂”，赋予价值的、伦理的“理念”。
自本世纪上半叶以前，我们人类在自己心目中的形象是神权的化身，对人自
身的崇拜占据主导地位，从19世纪的理想主义看来，人类已成为一切的绝对标准
的尺度。其他生物均为上帝的失败之作，现代衡量一切的科学技术的一系列非凡
成就把人类提高到普罗米修斯的地位。本世纪后半叶以来，人类面对着象一层令
人窒息的油膜一般分布于地球表面的近六十亿人口所造成的物种灭绝、土地沙
化、森林破坏、水源短缺、核污染、化学污染等现象所构成的全球生态危机，开始怀
疑人类自身，要重新回答我们是谁?我们为什么存在?我们来自何方?又要到何方
去?要回答技术是什么?要回答这类关于人的本质、科学技术的本质及其在生命进
化过程中的作用的问题，我们必须研究生命进化和意识进化的过程，从中得到启
迪。
人类是从地球表屡中演化而来，地球表层是人类活动的舞台，地球表层的变
化直接影响着人类文明。全球变化过程是在内部调节和外部约束下展开的t在变
化的每一步上都体现出对“历史”和“约束”的依赖。而有些突发性事件使全球系统
发生急剧变化，且完全处于被动状态，正是这种突发性外部约束使全球系统发生
变化。
除了地质作甩外，生物作用对于人类生存环境变化具有重要意义，由异养生
物向自养生物的转变使生物大规模地参与全球系统的建造，这不仅改变了地表固
定太阳能的效率，而且也改变了大气的成份和结构，形成了矿物燃料层，土壤和生
物圈，该过程中出现了大量的动物、人类，植物则是最初级的生产力，物种的丰富
程度大为提高，为争取基因保留，各种生物也包括人类都争取扩大种群数量，全球
生物变得复杂多样，物种分布格局不断变化，在人类最初的进化过程中，从自然的
角度看，人只是一种哺乳动物，象其他种类的动物一样，仅仅是进化的产物，有两
种力量在推动着这一活跃的过程．其一是一个繁殖群体中的遗传变异性是机会突
变的结果，这种突变时常发生，并掺入到基因库中。其二是个体与其生存环境之闻
斗争不断，任何生物都必须从外界获得能量以维持其结构和功能。在个体与环境
之间的这种互相作用的过程中，适者生存、劣者淘汰。适应性就是指一个生物个体
如何经济而彻底地利用其环境中的资源，并产生尽可能多的后代，这就是说，适应
性较好的物种具有繁殖上的优势。持续产生最多后代的物种将获得成功，存活后
代的数目与一个群体的适应度成正比。繁殖成功准则像其他任何自然界法则一样
地公平。
今天这一准则在确定进化过程中的重要性逐渐被智能进化所代替，信息增殖
成了智能进化程度的标志。从社会的角度看，进化本身也在发展，脑才是进化的基
础，从酵母细胞的指数繁殖来看，繁殖规模大并不意味着成功，因为遗传变异性和
地理分割产生了大量物种的特化，遣传变异和生物个体与其环境的斗争，导致持
续的发展。因为每一个进化了的物种都留有它在其中生活过的环境的痕迹。环境
适应性越好的物种，越能正确地反映这个环境。能对环境变化作用迅速而创造性
反应的生物，就能在其他生物陷入灭顶之灾时，仍然能存活下来。要达到这一要
求，就要看脑的成功程度。通过滤选感觉器官输入的信号，脑产生着不同的世界图
景，从各个感觉系统得来的信息，首先在神经元而不是在接受器官中产生世界的
综合图像，脑中不仅有关于客观世界的观念，也包含运动模式，动物可借此与世界
相互影响，哪种生物的神经中的这个世界图像越准确和全面，那么行为反应就将
越富有灵活性，因此，在与其他生物物种的竞争中。该物种的成功性就越大．越能
更多地保留该物种的基因。脑作为生物体和环境之间的桥梁承受着最大程度的进
化压力。在哺乳动物中，特别是在灵长类动物中，脑经历了一个突破性的发展，脑
的认知部分位于大脑，在这里综合了来自不同感觉系统的输入信息，设计出控制
运动行为的程序，大脑由此而比原来增大了许多倍，变成了整个神经系统的中枢。
随着越来越多的各种联系产生的灵活性，生物体的天生行为日益减少，面从学习
获得的行为比重日趋增加，大脑体积的增加导致了个性的增长和动物特有行为的
减少，人类在进化过程中，大脑的进化程度超过任何动物，脑容量和体重之比是最
大的。正因为如此，人类在与生存环境的关系逐渐改变了性质，即不是自我改变去
适应生存环境，而是改变环境来适应人身的生存。
人类是以在智能性基础上所发展起来的科学技术这一序参量起支配作用为
特征的。人类在智能对全球系统的作用具有二律背反性：人类既是进化的客体又
是进化的主体。作为普通的生物体与全球系统共同存亡，所以人类征服自然过程
同时也是自然征服人类的过程，从而标志了人类的诞生。标志了智能行为的开始。
这时创造性思维将客观世界转化成个人意象，这是一种崭新和独特的感知客观世
界的方法。这种对复杂现象的理解力使人类开始同化他们的世界，由于文化的发
展，人类感知世界变得更具分析性，我们开始了解在我们周围发生的一切，并把这
些知识概括为科学技术，借助于灵巧的双手，利用这些知识造出了工具和机器以
满足我们的需要。通过语言和著作，不断积累人类的新发现，从而使科学革命的发
展在近两个世纪内几乎达到了顶峰，科学和技术是必然要出现的事物，是进化过
程的必然目标，因为避免环境危机而禁止使用科学技术是不可能的，因为人类从
对自然的了解中逐渐从自然得到自由；人类的智慧指导了进化过程，人类不像以
前那样去适应环境，而是按照自己的愿望去改变环境，地球被人类的改造是不可
避免的进化结果。智能性自组织过程试图将进化过程导向自己的目标，人类如何
设计这一目标呢?如何判断这一目标的合理性呢?
判断这一目标合理性的标准在于生命的进化和意识进化的统一。生命的创生
与进化依赖丰富的基因，而丰富的基因是进化的宝贵结果，在进化到有智能的人
这一阶段，花了几十亿年的时间，智能性自组织过程的时间到目前为止仅有几百
万年的时间，仅仅在二十代人以前自然界对于人类还是一种威胁，只是最近几百
年以来，人类与自然界的关系才发生了根本的变化，科学技术这一必然的进化结
果才把人从自然的枷锁中解放出来，人类成了地球的主人，成r对地球进化负责
者，担子是沉重的，但是这是19世纪至20世纪科学革命的必然结果，是知识和技
术进步的必然结果。人类能担当起这一重任吗?面对全球性生态环境危机的现状，
人类的这种能力受到怀疑。人类的前途末卜，陷入深深的痛苦和自责之中。咎其原
因，在于生命的进化和意识进化的不同步，在于意识的进化落后于生命的进化。作
为生命进化的最高成果．是经过漫长历史进化来的，“历史”与“约束”的漫长的相
互作用在人类的生命特征上有所映射，人类生命进化充分体现了人类对环境的适
应。但是意识的进化是从人类诞生以后才开始的，其进化的历史与生命进化的历
史相比要短得多，近200年来，工业发展迅速，以致于人类生态意识还没有来得及
作出适应性调整，就已经酿成区域性生态灾难。意识中关于人与生存环境斗争的
部分首先发展起来成为“工具性”的科学技术，但是意识中关于人类自身向何处进
化的分支则相对落后，这是因为作为生物的人已充分发展，作为文化的人还很幼
稚，科学技术不能确定道德法则和“人的价值”，更不能确定“自然的价值”和“生态
的价值”。造成全球生态危机的原因是因为我们很少注意到人类对地球的伦理观，
而过多地追求个人的舒适，自我保存以及成功繁殖的本能。面对全球性生态环境
危机观，我们应该充分促进意识的进化中关人类自身进化的分枝发展，确立生态
意识、确立生态文明观，只有使科学技术与生态意识、生态文明观综合为一体，对
科学技术的发展施予生态价值评价，才能从基因保留的意义上使生物进化和意识
进化相统一。否则，将加剧人与自然界矛看，加剧全球生态危机，人类将面临毁灭
的命运。
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生态文明专著>>刘宗超博士论文-作者刘宗超