《自然与文明》作者：文化
觅 路 者 的 话
地上本来是有路的，人太多了，就挤得没有了路。
大漠苍茫，地老天荒，人迹横绝。千年交替之际，我到荒原上寻路。
身边的沙丘与骆驼刺向后移走，只有那遥远的恒星一直闪烁着光芒，伴我前行。想起来了，毕达哥拉斯说过，最智慧的灵魂能与星星同时停留在银河中，于是我请求最明亮的星星引路。
托尔斯泰开口不凡，说是只要在一个小时之内不想某些不相干的事，就能发现刻写着全人类幸福的秘密以及其它秘密的魔棍。
托翁，你太伟大了，太神秘了，你一个小时抵得我辈一万个小时，日尽，以夜继，至少也要417天。
帕斯卡平平静静地说，人只不过是一根苇草，是自然界最脆弱的东西，但他是一根能思想的苇草。虽然宇宙能把他摧毁，但人比摧毁他的宇宙更高贵。
我似懂非懂，点了点头。
贝多芬最为激动，他用超越时空的语言叙说：思想之国是一切国家中最可爱的，那是此世和彼世的一切王国中的第一个。
贝多芬自成绝唱。
黑格尔站立起来，面对遥远的彼岸，轻轻摇头：人的目光是过分执着于世俗的事物了，人的精神已极端贫困。应该将人类从其沉溺于感性的、庸俗的、个别的事物中解放出来，使其目光远瞻星辰。
罗曼.罗兰接过话头。一段漫长的沉思的生命是一次伟大的历险。有时它甚至是一个家族或一个种族的经历的顶点。四野死寂。他转过身来，一字一句地说，有些心灵抵得上整个的民族，他们在那里代替民族思想；他们所想的东西，将来会由整个民族去体验。
思想的力量，使我震撼。
笛卡尔娓娓道来经验之谈：我请教了前几个世纪的饱学之士，随后我又询问了我的那些同代人，然而，没有一个人的回答是令人满意的，这样，我转而依赖我自己或对一切都予以怀疑。我越思想，就越怀疑。
午夜清钟，醒人迷梦。
在静谧的瓦尔登湖畔，梭罗告诉我，有人以为人生的全部，无论在高峰之颠或低陷之谷，都已给先驱者走遍，一切都已被注意到了，其实不是这样。人做得少极了，他接着说，即使最聪明的人，活了一世，他又能懂得多少生活的绝对价值呢?实际上，老年人不会有什么极其重要的忠告给予年轻人。他们的经验支离破碎，他们的生活已经惨痛地失败了。梭罗的目光凝注着蓝色的湖面，继续说，我在这个星球上生活的日子里，还没有听到过老长辈们一个字，可谓有价值的，堪称热忱的忠告的。我还没有遇到过一个非常清醒的人。近来哲学教授满天飞，而哲学家一个没有。他郑重地忠告，要记住，无论如何古老的思想与行为，除非有确证，便不可以轻信。在今天人人附合或以为不妨默认的真理，很可能在明天变成虚无缥渺的氤氲。
梭罗截断众流。
我闭上眼睛。再睁开眼睛。
荒漠中隐隐约约一条路，……自然，……人，……文明，……
站起来，走，哪怕是幻影，或者是地狱!
绪 言
大约在1992年，我看出一个似乎很简单的事实:所谓“信息社会”“信息产业”有一个技术基础，那就是电子-电磁波技术，而电子-电磁波技术则以相对论、量子力学为其科学基础。我揣测可能存在这样一个命题:现代社会建立在现代科学的基础之上。
这个命题是否正确?是否具有更普遍的合理性?我开始探究。
我发现，同样可以认为，工业社会的产业依赖于一群新兴的技术，而这些技术仍然建立在科学研究的基础之上。不过在工业社会早期，在许多领域中，理论科学还没有分离出来，有些发明家还得自己进行一些理论研究工作。
再回溯到工业社会以前，以及更古远的人类历史时期，照一般的定义，那时候还没有现代意义上的科学，科学以它的潜在形态(或者原始形态)存在着，那就是人们用语言文字表述的对世界的观察、思考、理解，一般称为“知识”。尽管早年人类的知识十分粗糙，含有许多错误，但不能否认它是科学的萌芽。
能不能一般地表述说，生产建立在创新的基础上，而创新建立在知识的基础上呢?
这就遇到更深的问题:什么是生产，它的本质何在?什么是创新，它的根据何在?什么是知识，它对人类的意义何在?
蜜蜂采蜜是不是生产?海狸鼠筑坝是不是创新?动物的条件反射与人的知识有没有本质上的不同?
问题继续深化:人的本质是什么?人在大自然中居于什么地位?
而确立人的本质，应该满足两个要求，第一是与自然进化具有逻辑一致性，第二是能揭示出人类独有的特性。于是我们还得探讨更底层的问题:大自然演化与进化的方向是什么?在自然进化的各个阶段，哪些因素起着主要作用?
这些问题，已经天远地远，绝大部分我无力解决。俄国动物学家柳比歇夫感叹说，蠕虫何其长而人生何其短!他已经把人的弱点揭穿，吾辈不能幸免。非常幸运的是，总有一些睿智勤奋的人们一代接一代地探索未知，驱散黑暗，照亮前程。问题简化了，我只需要尽力弄清那些智慧探险者已经走过的道路和到达的位置，并且尽可能将它们联结成一幅整体图象。当然，在追溯前贤的历程中，我也曾目睹前人走过的弯路，亲历诸神未到的荒野，电光石火中，也算有缘。
追因玄远，首先是个人癖好。陶渊明称，好读书，但不求甚解，每有会意，便欣然忘食。这类赏心悦目事属于诗人。接受问题，提出问题，解决问题，证明它，或者推翻它，这类游戏属于数学家，譬如费马、欧拉、高斯等人所为。苏格拉底醉心于找人玄辩，庄周独自神游四极八荒，佛家则要求于苦空寂寞之滨禅参知识，教彻道源。哪怕世间尽不关吾事，天下无亲于我身，思维本身已够“自私自利的享乐”，足令我辈乐此不疲。倘若能独登独下，笔证兴亡，更是快人无涯。
其次也还有些尘世意义。德国哲学家伊曼努尔.康德曾提出警告，一种错误的原则或者一些不加思索的推论会使人从真理的道路走上不受人注意的歧途，而终于陷入深渊。细心一点就可以发现，由于一些似乎微小的初始偏离，现存思想理论体系中充满了荒唐的断言。譬如，由于人类对自己在自然界中地位的误解，生出了“征服自然”的狂妄信念，造成了生态方面的灾难;由于传统的人性理论只承认人的动物本性，鼓励“自私的基因”的生存策略，已经把人类带进盲人瞎马夜半深池的险境;由于经济哲学坚持“征服自然”和“物质生产”的狭隘观念，不能建立人与自然和谐的行为准则，也不能为新兴的知识产业提供理论根据;由于采用力量、行为和形体方面的标准确立人的本质，不但与整个自然演进过程不协调，而且导致了对人类文明史的错误描述。谬误的理论正被当作照亮航程的灯塔。“日暮未知投宿处，逢人更问向前程”，探览真玄、洞明未悟并不全是象牙塔中事，千年交替之际，应该有一个哲学清算。
发现苯环的德国化学家弗里德里克.奥古斯特.凯库勒告诫人们:“谁想把自己培养成为一个研究者，他就必须研究科学家们的原始工作，并且要研究得如此透彻，以致于使他能从字里行间体会到作者没有表达出的思想。”要查清现存理论的错误，更需要从原始的起点开始。对此，当代美国哲学家马尔蒂莫.J.阿德勒有一个精辟的说法，那个起初似乎无罪的错误前提往往是罪魁祸首，是“披着羊皮的狼”。
两年多时间中，我躲到契可夫短篇《打赌》的屋子里，每天花十几个小时读书思考，作历史漫游，洪荒远古，寻找那些几乎被金钱时代所遗忘的思想者和科学家，与他们切搓，其收益不可限量。把进项稍稍归类，我整理出一份颇能增进食欲的清单，大致如下:
宇宙从最初的大爆炸开始，已经存在约150亿年了，大爆炸之后它就不断膨胀。从能量的角度来看，它取“熵”增大的趋势，宇宙的背景温度不断下降。这是宇宙演化的第一个基本方向:熵增大的方向。
另一方面，在大爆炸后的膨胀和降温过程中，由于强力、弱力、电磁力和引力这些宇宙基本力的作用，开始形成化学元素;由于初始状态物质不均匀分布，以物质相对密集的空间为基础，出现了引力和宇宙物质的局部集聚，开始形成天体。
这些基本相互作用的机制并没有完全揭开，但是它们作用的效果是形成了一个与能量的“熵”不同的演化趋势，即物质与质量向着结合、集聚的方向演化。这是宇宙演化的第二个基本方向:“序”的方向。
熵的结果是混沌，而序的产物和特征却是“结构”，出现了一个有结构的宇宙，它包括地球上的有机系统、生命系统、人和人类社会。
“结构”是20世纪确立的一个新的基本哲学概念。18世纪法国启蒙学者霍尔巴赫曾经说过：“宇宙，这个一切存在物的总汇，到处提供给我们的只是物质和运动。”他的观点不但为后来的唯物主义者所继承，而且被他们固守不移。这是唯物主义的一大不幸，尤其在今天，如果还坚持这种观点无疑是退回到了两、三百年前。现在可以肯定，仅仅谈论物质与运动，物质与能量，我们还不能理解生于其中的物理世界，必须理解结构，才能理解这个世界。结构和物质、能量一样，是物理世界的一个基本要素。
就现在已知的数据，地球的年龄大约为46亿年。地球形成的初期温度很高，随着温度下降，出现了一个活跃的化学合成阶段，然后由无机物逐渐合成了有机物。在35-38亿年前，原始海洋中已经充满了有机物营养物质，再后面就有了原始细胞，出现了自养细菌，出现了光合细菌，大气层中开始有了氧气。这是地球上生命的开始，大体上已经得到化石考察和实验的证明。
在向生命世界演进的阶段中，氢键扮演了重要的甚至主要的角色: 氢键把简单的碱基连接成DNA长链，而DNA是形成氨基酸长链、形成蛋白质的源头。由此有了生命。
但是氢键是否足以解释生命演进过程的全部问题呢?不能。在生命世界中，最重要的特征已经不是有机物的集聚和结构，而是这种越来越复杂的集聚物能够保持自身的结构，能够不断复制自身的结构，这是生命的特征。
很明显，生命的性质不能仅仅用氢键的作用来描述，或者说不能仅仅用物质、能量与结构这些要素来完整描述了，生命的进程中加入了新的要素，这就是信息。信息是客观世界的第四要素。
生命体内的信息首先由DNA控制和表达出来。DNA不进入代谢过程，也不参与生命发育过程的物质或者能量交换，DNA仅仅提供一幅蓝图，一幅生命的蓝图，DNA的全部意义就在于这幅蓝图包含的信息。人们正确地称DNA为生命的总设计师。生命体内蛋白质的合成，生命自身的保存，都出自这位总设计师之手，如果DNA的信息发生了关键性的改变，生命本身就改变了。生命的标志是DNA信息系统，生命结构的本质就在于信息。
对于更高级生命体──动物来说，它们不仅拥有DNA信息系统，而且还拥有器官组织级的信息系统──神经系统。神经系统负责控制和协调各个器官的运动。在针灸治病中，一根银针扎在适当的位置──输入特定的信息，就可以调节机体功能，甚至能治好许多疾病。
神经系统的作用不止于此，它还要完成生命体内外信息的转换。动物要适应环境，必须有效地获取外部信息，并且依据环境信息调节反应行为。这方面的成功者可能生存下来，反之则会衰亡而被淘汰。实际上，神经系统从一出现开始，其首要任务就在于保证生物适应变化的环境。一切体内调节活动都要服从环境适应这个目标。
在动物进化过程中，神经系统变得越来越精细复杂，功能不断增强，动物处理体内外信息的能力也同步增长。从这个意义上讲，神经系统的发展水平是衡量动物进化水平的可靠标尺。
三胚层扁形动物出现了“脑”的萌芽，通过节肢动物的发展，在昆虫中出现了最高水平的腹式神经系统，而脊椎动物则发展出背式神经系统，在两栖动物的大脑中出现了两个半球。
爬行动物的大脑继续进化，大脑新皮质急剧增加。在哺乳动物的大脑中，新皮质逐渐超过间脑皮质、古皮质和旧皮质。猩猩大脑新皮质成分为93.8%，在人的大脑中，新皮质占了95.9%。
仅仅数量差别还不够，关键还在于结构。最值得关注的焦点在于，人的大脑和其它动物的大脑之间是否存在重要的结构差异?也就是说，能不能肯定这些结构差异决定了人与其它动物在行为表现方面的本质不同?
现代神经科学的回答是肯定的。
大脑神经科学的起源可以追溯到法国科学家保尔.布洛卡。布洛卡发现大脑中一个特定的小区(布洛卡区)控制和支配着人的语言功能，并且提出了一条重要的基本原则：特异的大脑功能定位于大脑中的特定部位。
20世纪初，巴甫洛夫在进行高级神经活动的生理学研究时，确认了一个事实:一般动物只能接受和处理声、光、味等具体的信号，不能接受和处理抽象的语言文字信号。巴甫洛夫把语言文字信号称为第二信号，以区别于声、光、味等具体的现实信号(第一信号)。他还肯定人的大脑皮层中存在一个人类所独有的对语言信号发生反应的皮质机能系统，并称之为第二信号系统，以区别于人类与动物共有的处理第一信号的机能系统(第一信号系统)。
可以认为，巴甫洛夫的研究确立了人的本质:人就是具有第二信号系统的高级动物。
20世纪的神经科学支持巴甫洛夫的断言，科学家们已经在高级神经系统中发现了人类独有的一些功能区，更细致的研究也正在积极进行。
用高级信息系统(大脑神经系统)方面特有的结构与功能确认人的本质，具有很坚强的理由。首先，它统一于生命系统的本质特征──信息，保证我们能够用同一个坐标系来考察从生命史到文明史的发展过程。其次，从这个角度分析人类文明史也觉得豁然开朗。
以信息作为描述生命世界的坐标系，眼前立即展现出一部完美的生命画卷。我感受到天风海雨般的心灵震惊:从生物进化到人类社会发展的理念达成了前所未有的统一，显示出动人心魄的和谐。用信息发展作为主线，生命进化过程就清清楚楚地连接起来了:保证生命自我复制的DNA信息系统，是生命体第Ⅰ级信息系统;实现生命机体的内部控制的低级神经信息系统以及生命适应环境需要的高级信息系统──大脑神经系统，是生命体第Ⅱ级信息系统;人类大脑中的第二信号系统以及人类文化，是生命体第Ⅲ级信息系统，也是属于人类独有的信息系统。整个人类文明体系就建立在第Ⅲ级信息系统的基础上。
以第二信号系统为基础的人类文化，是人类发展史中出现的新要素，是继物质、能量、结构、信息之后，客观世界的第五要素。当文化外化为物质存在时，就出现了一个人工世界。可以断言说，人类社会结构的特征，或者说它的本质，在于它的文化。
就人类文化发展的阶段看，第一代文化是语音文化，第二代文化是文字文化，第三代是电子-电磁波文化。以信息作为坐标系，语言、文字、思想、知识、科学、技术、艺术、教育、创新、知识向物质的转变，人类文明发展的线索清清楚楚地连接起来，与整个自然世界的演进衔接良好。
用信息作为生命系统进化发展的核心和主线，以文化发展作为人类文明发展的主线，是本书的第一个逻辑支点，可以称为信息原理（或文化原理）。
本书的第二个逻辑支点是一个生存哲学命题:一切物种的首要大事是在自然环境中的生存适应。这个原理也适用于人类。笔者把它称为自然原理。
自然原理把人与自然的关系放在人与人的关系之前，一切研究的基本出发点是：同一个地球上居住着同一个人类。
从自然原理出发，我们可以说，有损于人类在自然界长期生存适应的做法是不恰当的，征服自然和改造自然的观念与行动，必须更加谨慎地使用。自文艺复兴以来几百年中，我们对“人能干些什么？”作出了颇有信心的回答，但在今天，我们还面临另一个重大问题：“人不能干些什么？”可以说，20世纪后半叶兴起的环境保护运动的合理性就在于，它符合人类生存的长远目标。人与自然的和谐，应该成为未来人类活动的根本方针。
把信息原理和自然原理结合起来，可以得到一种新的文明史观，它肯定整个人类文明都是通过人类对世界的认知进步、创新、知识的传播和知识的应用而发展起来的，在现代，历史尤其是由科学和技术进步推动的。创造了新知识新文化的科学家、发明家、思想家，是人类财富的主要创造者，是人类文明进步的主要推动者。
马克思主义理论以经济活动作为研究人类历史的坐标系，认定经济基础是社会大厦的基石，把生产作为人类社会的基元结构，至于生产本身，则如同伊壁鸠鲁的原子，是不可分解的最小单元。其实，这种理论既不能合理解释人类文明发展史，也不能揭示出生产进步的内在原因。必须突破传统理论的壁垒，完成对“生产”这个原子的解构。注意到基本生产活动是文化对自然的作用，那么生产就可以分解为两大要素，第一是自然，第二是文化。历史地看，正是文化、知识和技术，决定了人工生产活动的起源与发展。因此，与其说生产是知识的基础，勿宁说知识是生产的基础。
为此，本书不惜用大量的篇幅，回顾了奠定近代社会基础的科学与技术创新，讨论它们已经带来的和即将带来的深刻影响。它们是一切社会变革的源头。
我们这一代人是在历史唯物主义的盐水坛子里泡出来的，我当然明白这些新观点与从小就灌进我们头脑中的那些教条并不相容。再细细地寻根溯源，发现已经与传统的唯物主义相冲突。这就促使我彻底清查自己的坛坛罐罐，促使我重新思考认识论方面的问题。感觉，意识，知识，这类东西究竟是何正身？需得再次提交人类理智法庭重审。美国学者普赖斯(Price)警告说：“我们必须学会不使用被许多教科书认为是理所当然的模式和规范去思考”，可实行起来谈何容易！孙中山先生历尽磨难，在《建国方略》说了一句话，“非行之艰，而知之惟艰”，令我感触良深。虽然不过订绳谬误，开涤耳目，认知的花朵却需用心血和生命来培育。它常令我想起杜甫的诗句：已经百日窜荆棘，身上未有完肌肤！
在认识论方面，我获得了如下结论:知识不是客观世界在人们头脑中的反映，而是人们对客观世界的理解和描述。
关于物质与意识的关系，我得强调存在一个人工物质世界。这是一个独特的范畴，传统的哲学理论体系(无论是什么主义!)没有认识到这个范畴。应该肯定，自然物质世界先于人类存在，自然世界在前，人的存在和人的意识在后，在这个范畴中，唯物主义是正确的。而对于人工物质世界来说，情况就完全相反，无论是人们制造的布匹衣服，还是人们建造的工厂、桥梁、道路、机器，肯定是人在前，人工世界在后，人们制造产品的意识在前，而产品的物质存在在后，蓝图在前而物质产品在后。进一步说，整个人工物质世界，是由人类知识物化而来。在人工世界这个范畴中，唯物主义认识论是不正确的。
据此，需要重新建立财富概念。人类财富包括两个基本类，第一类是自然财富，即大自然演化过程的产物，还可以加上限制，即其中对人类无害的那一部分;第二类是文化财富，即人类利用自然财富的技术手段。一般常说的物质财富，是一个混合概念，其中既有自然物质财富，也含有人们生产的“物质产品”，后者包含着文化财富。自然财富、文化财富投入市场交换，形成为一种特殊形态的财富──商业财富。
由是也需要重新建立“生产”概念。生产的本质在于获取人类生存和发展所必需的负熵。负熵有两个基本来源:第一是大自然，包括自然物质、能源以及整个生态环境;第二是人的大脑，是大脑中创造的文化、科学和技术。生产也就分为两大基本类型，第一类是自然生产，其中没有人类文化的作用，第二类是人工生产(一般简称为生产)，而与商业财富相对应的则是商业生产。人工生产的对象在于自然物质，其手段却是积累的人类知识。于是不难明白一个道理:生产不仅仅是在机器旁边的操作性活动(劳动)，人工生产活动是从人类认识世界开始的。知识的创新与传播，通过创造发明形成技术，面向市场决策，组织物理生产活动，完成市场销售，这才是生产的全过程。狭义的生产活动从生产决策开始，到实现效用而完成。广义的生产活动包括教育、科学研究、技术创新、市场分析、综合决策、管理活动和物理生产活动。尤其值得注意的是，由于自动化机器进入生产过程，产业重心已经明显向前移动，从直接的物质产品生产过程前移到决策过程、产品设计过程、产品开发过程，甚至前移到科学研究过程。对于一个现代国家来说，生产过程甚至已经前移到教育过程。
认为只有在机器上的具体劳动才是创造价值的生产活动，这种马克思主义观点是众多错误的理论源头。对此，一般人绕着弯子走， “敬鬼神而远之”。可是我看见皇帝的确没有穿衣服啊！总得要弄清这个问题，才有希望走上正确的道路。否则，到下一个千年我们还在黑暗中摸索，误了民族，误了历史。先知说，如果我们现在还不明白，我们要等到何时？
重新确立财富和生产概念，必然触犯我们熟知的政治经济学中的价值理论。本书回顾了从威廉.配第、亚当.斯密到卡尔. 马克思追求建立绝对价值体系的努力。这种努力在理论和实践两方面均告失败，追究其深层原因，是因为他们的创立者不能跳出牛顿时代思想体系的局限。在20世纪中，科学思想有了长足的进步，于是我们现在能够理解并克服前人的理论缺陷了。
在本书的讨论中我们否定了等价交换概念，否定了劳动价值理论和剩余价值理论，并追溯了关于交换价值的另外一条思路，它起源于萨伊，后来被边际效用学派发展起来，成为西方价格理论体系的主流。通过对交换起源和交换意义的重新认识，我们可以肯定交换过程能够增进人类财富;本书还采用科斯的交易成本概念，结合信息技术进步导致交易成本大幅度降低的趋势，解释了市场边界相对扩张和企业边界相对收缩，专业化企业代替“全能企业”等现象;书中还预测了即将出现的既有别于传统市场经济，也有别于计划经济的“合约经济”方式。
每个严肃的思想者，在思考人类未来前景的时候，最头痛的问题莫过于人的本性了。人的本性假设是一切社会科学理论的基础，经济学、社会学、管理学、教育理论、法律理论和政治理论等等，都必须建立在某种人性假设的基础上，否则理论家们根本不能分析人会如何行动，作出何种选择，于是有关人的一切理论也就失去了根据。既然人的本性假设如此重要，那么理论界应该是研究得很透彻了吧?非也!而且恰好相反，到现在为止，这还是人文科学理论中最薄弱的环节之一。传统的人性假设，大多肯定人的本性与动物本性相同，70年代有学者甚至用基因层面上的分析认定人的本性是自私的，真是无明长夜！笼罩在这种人性假设下，我们根本不用讨论人类的未来了。
重新认识人的本质以后，我发现传统人性假设存在严重的理论疏漏──它忽略了人类文化的地位，忽略了人的行为还要受文化影响甚至受文化支配。我肯定，人类还具有另外一种本性──文化本性，它建立在第二信号和第二信号系统基础上。总的来看，人具有双重本性──自然本性与文化本性，具有双重能力──自然能力与文化能力，也还具有双重需求和双重权力。自然本性和自然能力可以通过基因复制而传递，文化能力却不能通过基因传递，它必须通过共同文化符号，向文化共同体传播，其结果也就增强了文化共同体的生存能力。因此文化本性在本质上是利他的：有利于增加群体甚至物种整体的生存机会(对比一下:基因的生存策略只是有利于基因单元，而不是有利于群体或者物种)。
借助于文化本性和文化能力，人类不断加强对环境和自己的认识，可以计算在迅速变化的环境中，采用不同生存策略可能获得的生存概率，从而调整自己的生存行为。这就产生了一个新的命题:人类可能在文化本性的帮助下，走出受自然本性(动物本性)驱动造成的困境。实际上，只有文化本性与文化能力的结合，才可能减少和消除自然本性与文化能力结合形成的巨大危险。我不敢说这是一个乐观的命题，但它至少提供了一线希望:人类可能通过增进知识、调整行为的努力而影响自己的未来。生存或者死亡，不全由天定，可能是自己选择的结果。如果我们能用文化本性制约基因本性，减少自然本性表现的贪婪、征服和物质占有欲，把阶级对立、民族对立和文化对立转变为交流、理解和共同发展，人类这个物种可能还有更不错的远景。
就大的文化阶段看，人类已经创造了三代文化体系，第一代是语音文化，第二代是文字文化，第三代是电子-电磁波支持的高速综合文化。第一代文化支持了人类的渔猎和农耕社会，在农业时代人类创造了第二代文化;第二代文化支持了大工业社会，而在大工业社会中开始出现了第三代文化;第三代文化现在正处于迅速上升时期，它以相对论和量子力学为科学基础，支持电子-电磁波产业体系，支持正在到来的知识社会。
在知识社会中，从事知识创新与传播的群体成为最主要的产业阶级，即知识阶级。知识阶级存在的根据不在于物质资料，而在于人类共享的文化体系;知识阶级的产品是思想、文化、艺术和技术创新，创新者拥有创新的所有权，可以不再当无产者;知识阶级能在市场上出售知识产品，不依赖出卖劳动力生存;知识阶级还是一个不主张暴力的阶级。他们无需用暴力夺取生产资料，他们的生产资料──文化资源，只能通过学习、研究和文化交流获致;知识阶级还是一个世界性的整体，因为人类文化已经成为一个整体;知识阶级没有阶级敌对者，唯一的对立面是愚昧、无知、偏见和文化隔离。实际上，知识阶级与传统的阶级概念完全不同了，它是一个接近理想的产业阶级，表现着人的文化本性。
人类文化起源于人的创新。有些创新可以明确追溯到张三李四头上，有些却因为年代荒远，缺乏准确的文字记载，不能明确到个人，通俗地说，无法肯定第一个“站起来”或者第一个“吃螃蟹”的人是谁了。但是这不妨碍后代使用他们“站起来”、“吃螃蟹”、“尝百草”获得的生存智慧，这种生存智慧极其宝贵，它们提高了群体乃至全人类的生存适应能力。
人类文化是在体外积累起来的生存智慧，文化信息不可能用遗传方式传递到下一代。为克服这个困难，人类创造了一种特殊的信息传递体系，即体外文化系统。通过体外文化系统，珍贵的个体创新能力和创新成果能为群体(甚至人类)共享，由此形成了体外文化系统胜过基因信息系统的一些独特优势。
重要的创新异常宝贵，而创新能力需要从小就开始培养；为了最大限度地利用稀缺的创新能力，还应该努力提高文化的传播效率。在这些方面，教育居于万事之首。教育把个别创新扩展为人类共同的生存智慧，教育还担负着培养创新者的任务。没有受到文化教育的人，基本上等同于自然动物，这种人不具备文化本性和文化能力，很难为文明社会接受，更难以成为现代社会财富的创造者。
通过文化传播，一个文明单元可以通过汲纳外部的创新而加快发展步伐，可以跨越“不可跨越的历史发展阶段”。拒绝接受外部创新则丢掉了人类的本质优势，必然导致停滞和落后。
人类是一个整体，人类文化也是一个整体。每一地域或者民族的文化都有优点，也都有不足，中国传统文化有弱点，西方传统文化也有缺陷，用任何一种文化取代其它文化的企图毫无根据。每一个创新，每一个局部文化都是人类文化的宝贵基因，都可以凭借独有的特色，为人类文明做出贡献。
一个新时代已经开始，越来越多的民族、国家正在进入一个完全陌生的环境，开始一种从未体验过的生活。不管他们是主动投入未来的潮流，还是被裹挟着卷入潮流，都不例外。增强我们的文化能力，让科学和思想永远保持领先的地位，这个要求比历史上任何时候都更为迫切。然而，我最为震惊的感受正好在于，无论是西方世界还是东方世界，对正在发生的事情都缺乏理解。大脑到哪里去了呢？最需要思想的时候，却没有思想──现实就是如此。爱因斯坦曾经充满忧虑地劝诫说:“如果我们大多数人因为衣服敝旧和家具质量不高而感到耻辱，那么让我们更要为思想陈旧和哲学水平太低而感到耻辱吧。”历史进步的大潮呼啸而来，如果不能驾舟其上，就将被吞没，这对谁都一样。
本来已经昏睡得太久了，而现在，我们的精神又被权力和偏见、被酒精和烟雾、被铜钱和麻将扭曲。快到21世纪了，该醒醒吧!据说，人死后进入天堂前，会被问到，你是否努力自救?是否探讨智慧的哲理?是否深入探求事物的本质?
为了更好地生存，为了能回答天堂的提问，一场思想革命已经不可避免。让我们的精神复苏， 让我们寻求能够说明过去、照耀现在和指导未来的东西。这至少是漂泊于历史潮流的需要，也许还是长久保存人类文明的迫切需要。
1662年，英国成立“促进自然知识的伦敦皇家学会”。同年7月， 皇家学会首任秘书长亨利.奥尔登伯格给著名哲学家斯宾诺莎致信说:“杰出的先生，来吧，打消惊扰我们时代庸人的一切疑惧;为无知和愚昧而作出牺牲的时候已经够长了;让我们扬起真知之帆，比所有的前人都更深入地去探索大自然的真谛。”
三百多年过去了，它仍然送我们扬帆远航。
第一章: 大自然的演进
1.1 宇宙演化:物质、能量与结构
美国天文学家乔治.伽莫夫(George
Gamow, 1904-1968)1948年提出关于宇宙起源的大爆炸假说，认为宇宙起源于150亿年以前的一次高热爆炸，早期温度高达100亿度甚至150亿度以上，物质密度极高(相当于原子核密度)，只有中子、质子、电子、光子、中微子、π介子、μ介子等基本粒子存在。大爆炸之后宇宙体系不断膨胀，同时逐渐冷却。1948年，伽莫夫的学生拉尔夫.阿尔弗和罗伯持.赫尔曼进一步预言，宇宙大爆炸留下的残余辐射温度约为5K。1965年，美国新泽西州贝尔实验室的阿尔诺.彭齐亚斯和罗伯特.威尔逊意外发现了3K微波背景辐射，人们立即将它解释为宇宙大爆炸的残余辐射。
现在一般认为，宇宙温度极高时，夸克、质子、中子的组成成分和包括电子、中微子在内的轻子，以及它们的反粒子，都处于完全相同的状态。温度为1032K时，自然界只有单一的超力。当宇宙温度低于临界点(大约10亿度)以下，宇宙物质出现了对称破缺，开始产生了区别。尔后，中子和质子结合成重氢、氦等元素。温度下降到100万度的时候，化学元素形成过程结束。这时候宇宙中的主要物质形态是质子、电子以及轻原子核的等离子体。
在微观层面的这个演化阶段，自组织过程的内在力量是基本粒子之间的相互作用，包括强力、弱力和电磁力。
如果用热力学第二定律描述，宇宙从初始爆炸到现在，经历着一个不可逆的熵增大过程。宇宙的平均能量越来越低，越来越冷。熵增大是宇宙能量演化的方向。
对于宇宙物质的另外一个性质──质量来说，情况就要复杂得多。宇宙物质之间存在着万有引力，由于在宇宙初始状态出现的自发对称性破缺，宇宙中的物质分布并不均匀，在物质相对密集的空间，引力更大一些。较大的引力又吸引更多的物质，导致宇宙物质出现局部集聚，形成分散在宇宙空间中的若干引力核心，从而构成了质量非均匀分布的宇宙体系，有了行星、恒星、星系、星云等等。宇宙中宏观的自组织过程──形成天体的过程主要是在万有引力的作用下进行的。
当宇宙温度降低到4000K左右，宇宙间的等离子体向通常气体转化。温度降到170K左右，气态物质在万有引力的作用下逐渐凝聚为气云，进而形成星系。
大爆炸宇宙假说能够解释人们观测到的以下现象:(1)天体的年龄在200亿年以下;(2)宇宙红移现象，它被认作是宇宙膨胀的证据。根据观测到的光谱红移计算，在宇宙边缘地方的类星体现在正以相当于光速90%的速度离我们而去;(3)氦丰度30%可以得到解释;(4)可以认为3K微波背景辐射支持这种假说。
根据大爆炸理论现在的计算，宇宙中的物质平均密度为10-31克/厘米3，小于临界密度，因此宇宙是开放的，或者说将会一直膨胀下去。不过这个结论还没有获得普遍认可，到底宇宙将永远膨胀下去或者是膨胀到一定限度以后再收缩，仍然只能说尚无定论。
万有引力、强力、弱力、电磁力在微观宏观两方面把宇宙物质组织起来。现代实验已经揭示出，即使到达绝对零度，现存的无机物世界也不致崩溃。物质的某些性能会改变，但是原子结构仍将稳定地存在。
物质间的相互作用(力)造成了与“熵"相反的演化方向，这就是“序”。“序“的进程创造了原子，创造了化学元素和许多化合物，产生了地球上的空气、海洋、高山和平原，产生了一个有机世界和生命世界。
研究非线性的科学家使用了一个术语叫“奇异吸引子”（或“混沌吸引子”），在序的演进方向，处于支配地位的就是这个吸引子，吸引子是有序化进程的核心，是从混沌状态进入有序状态的根据。在天体演进和化学元素形成过程中， 吸引子是由基本作用力合成的，在稳定的原子结构中，在形成分子的过程中，都可以看到吸引子的作用。
宇宙中物质与能量具有不可分割的联系。在标准大气压下，当温度低于0℃时，水结晶为固态，许多生化反应将不能进行，生命过程也会停止(除非在局部维持更高的温度)；而当温度高于100℃时，水又变为气态，正常的生命活动也无法继续进行。温度(能量)更高时，一些较弱的连接键被打断，甚至化学键都不足以保持物质的形态稳定，进入核反应的能量级别时，许多原子核已经不保持自己的结构了。这些都表示物质的聚集状态与能量水平有密切的关系。人们甚至认为能量与物质具有内在的同一性，可以相互转换。物质、能量与各种力(相互作用)之间的深刻关系，仍然还将是科学研究的对象。
仅仅认识到物质和能量，还不足以理解整个物理世界。物质不仅存在着，运动着，而且任何物质都只能在具体的结构中存在和运动着。我们定义结构是指构成对象的各元素间的特定联系，按皮亚杰的定义，结构和物质、能量一样，是我们描述客观世界的一个基本要素。
皮亚杰(Jean Piaget，1896-1980)在《结构主义》一书中定义，结构是一个由种种转换规律组成的体系，这个体系具有整体性、转换性和自身调整性。这种定义层面更高一些。
1.2 太阳
对于地球上的生命来说，宇宙中最重要的恒星天体就数太阳了。太阳位于距银河系中心3万光年处，绕银河系中心旋转的速度约为250公里/秒，旋转一周需要2.5亿年。太阳质量为2×1033克，相当于地球质量的33万倍或九大行星质量总和的700多倍;直径140万公里，是地球直径的109倍，体积为地球的130万倍，太阳与地球的平均距离为1.49597870×1011米，一般简约称为1.5亿公里。太阳内部进行着核聚变反应，其中心温度约为1.5×107K，表面温度6000K，每分钟释放2.3×1028焦耳能量，其中有二十二亿分之一到达地球;一年到达地球的太阳能，10倍于储存在地球上所有矿物燃料和铀储量中的能源──相当于全球每年对初级能源需求的15000倍。到达地面的太阳辐射中，有0.1%被植物的光合作用所同化。光合作用体现了生物圈作为非平衡系统与宇宙环境的联系，通过光合作用同化太阳能的植物为吸氧耗能的生物搭起了生命舞台，植物获得的太阳能供养了地球生态系统。
更严格地，按照英国科学家罗杰.彭罗斯（Roger Penrose）的讲法，我们利用的并不是太阳光的能量，而是利用它带来的低熵。我们获得的所有的太阳能终将全部返回太空，地球并不积累能量。两者的差别仅仅在于，地球接受低熵形式的能量，放出高熵形式的能量。我们真正利用的是熵的差值，并把它转换成结构、组织，形成有序化进程。
记得小时候读科普图书时，书中告诉我们，即使太阳熄灭以后，海水中还有无穷无尽的能源可以供人类使用。现在我才知道这些论断多么粗糙!靠地球上的能量资源长期生存，这种宇宙范围的“自力更生”幻想，使我联想起一句有名的疑问:“是否大多数人在大多数时间中都是正确的?”
1.3 地球
地球是人类和人类文明的摇篮。地球年龄约46亿年，体积1.083×1012立方公里，质量5.976×1021吨，平均密度5.52克/cm3。如果按化学成分重量百分比计算，铁、氧、镁、硅、硫和镍位于前6位，共占整个地球的98%，如果用原子数计算，氧原子最多，占地球原子总数的47.2%。地球赤道半径6378.1公里，极半径6356.5公里。地球体由地核、地幔和地壳构成，外部有大气圈、水圈、生物圈层。地球表面积5.10×108平方公里，其中海洋占70.9%，陆地占29.1%，主要有六块大陆，总面积13910万平方公里，占陆地总面积的93%。
大陆地壳平均厚度为33公里，最厚的青藏高原地区达到70公里，大洋地壳平均厚度7公里，最薄处仅5公里。
现在一般认为地球体内也在不断运动，几大版块会漂移、碰撞、挤压，形成各种不同的地质构造。高岸为谷，深壑为陵，沧海桑田，地球处处表现出自己的生命运动。
大气层。地球表面包围着大气层，由地面到9-18公里为对流层，对流层顶到80公里左右为平流层，80至800-1000公里为电离层，1000-1200公里为逸散层。对流层包含了大气质量的四分之三，大气现象主要发生在这一层。电离层在可以反射短波频段的电磁波，在短波无线电通讯中利用了这个性质。干洁大气中氮气占78.09%，氧气占20.95%，氩气占0.93%，二氧化碳0.27%，另外还有少量的臭氧和氢气。
水。水是生命的基础，生命过程的基本化学反应几乎都要在水中进行。自1969年杰克.韦尔奇首先发现银河系内其它天体环境中也存在水分子迹象之后，科学家发现月亮、火星、木星、和水星也同样具有存在水源的可能性，1994年6月2日，美国天文学家詹姆斯.布拉兹宣布，通过射电望远镜发现距地球2亿光年的双鱼星座“马卡良1号”星系内发现了含水云层。
不过，在太阳系的九大行星中，唯有地球上才存在着一个真正的水圈。地球表面3/4的地方被水覆盖，整个地球水总量为13.86亿立方公里，其中大洋13.4亿立方公里，占96.5%，陆地中的水0.48亿立方公里，占3.5%，其中0.35亿立方公里为淡水，占总水量的2.53%，这中间可能为人类利用的淡水资源只有30.4%，约0.1065亿立方公里。河流总储水量2120立方公里，平均每16天全部更新一次，因此可利用的水量每年约48000立方公里。
地球上的水通过蒸发和降水过程进行循环，水循环量为:(百万立方米/年)
海洋降水: 3.24×108 海洋蒸发:
3.60×108
陆地降水: 0.98×108 陆地蒸发:
0.62×108
太阳能提供了水循环和大气循环所需要的能量，水圈和大气圈又孕育了地球上的生命。水是生物细胞内的主要成分，细菌体内含水81%;人体组织含水量为70%，血液含水量79%;水是生命的溶剂，单糖、氨基酸、维生素、无机盐等生物活性物质必须溶解在水中才能被肌体细胞吸收利用;水又是原生质胶体的分散介质;代谢活动和其它许多生化反应也必须在水介质中才能完成。1949年，美国科学家吉奥寇(William Francis Giauque，1895-1982, 1949年诺贝尔化学奖得主)用氧-18示踪原子发现光合作用放出的氧来自水而不是来自二氧化碳，确认了水对于自然界的氧气循环也具有根本性的意义。
地球上的水中还蕴藏着极大的机械能量，称为水能资源。全球陆地河流中的蕴藏的水能资源约为50.5亿千瓦，其中可供开发的约为22.7亿千瓦。中国水能蕴藏量约为6.76亿千瓦，其中可开发的水力资源约3.78亿千瓦。
地球表面覆盖着的薄薄的气体、土壤和水，构成了地球的生物层。生物层的重量约占整个地球重量的十亿分之一，不过如同在人面上画了一个脸谱，非常微薄，可它却是人类生存之所系。
1.4 生命起源
所谓世界的进化其实就是指世界的有序化、结构化、组织化过程。地球诞生几十亿年以来，由一个无机世界演化出一个有机世界，又从低级的有机世界进化而出现丰富多彩的生命世界。生命起源大体上分为以下几个阶段:
(1).原始大气和原始海洋中的甲烷、氰化氢、一氧化碳、二氧化碳以及水、氮、氢、氨、硫化氢、氯化氢等无机物，在紫外线、电离辐射、闪电、高温、局部高压等条件下，形成氨基酸、核苷酸、单糖等有机物;
(2).简单的有机聚合成生物大分子，如蛋白质、核酸等;
(3).众多的生物大分子聚集而成为多分子体系，构成前细胞型原始生命体;
(4).前细胞型生命体演变为具有完备生物特征的细胞;
(5).由单细胞生物发展成各级多细胞生物。
前三个阶段属于化学进化阶段，后两阶段已经属于生命和生物进化阶段了。
1907年，德国科学家费歇尔(Emil
Fisher，1852-1919)证明蛋白质由简单的氨基酸联结而成，并且首次人工合成含有18个氨基酸的多肽，在实验室条件下对生命进化的第二阶段进行了初步的研究;
1953年，还是一名学生的美国人斯坦利.米勒(S.L.Miller)做了一个闻名世界的实验。他模仿原始海洋条件，用水、甲烷、氮、微量的氨和少量的氢组成模拟的“原始汤”，对“原始汤”进行蒸发，在蒸汽中放电，通过这种模拟原始条件的实验成功地合成了糖、氨基酸等简单的有机物，在实验室重复了生命进化的第一阶段;
1960年，奥罗把氢氰酸和氨水溶液加热到摄氏90度，24小时后意外地发现混合物中出现了腺嘌呤，得到了遗传密码中的一个符号。现在，组成蛋白质的20种氨基酸及组成核酸的各种成分，几乎全部能在实验室中用无机物合成。1965年，中国科学院的科学家首先人工合成有生物活力的蛋白质──含有51个氨基酸的牛胰岛素。生命进化的前三个阶段都已经可以人工重现。
生命诞生之前地球上，原始海洋中充满了有机营养物质，大气圈中还没有氧气。大约在37亿年前，有机物在酶的催化作用下产生了原始的单细胞生物——原核生物，它们靠吸取水中的有机物为生。大约在33-35亿年前，原始海洋中的养料被异养细菌耗尽，整个生命进程发生大转折，诞生了自养细菌，出现了具有细菌叶绿素的光合细菌，接着出现了具有叶绿素和藻绿素的蓝藻。蓝藻能够进行正常的光合作用，吸收二氧化碳，分解水分子，放出游离氧。大气层中开始有了氧气，再后面，地球上出现了有核细胞，产生了真核生物。埃尔索.巴洪和安德鲁.诺尔1977年识别出了34亿年前的一组约200个细胞的化石，它们是生活在温暖的浅水中的兰绿藻化石，是直径为0.0025微米的原核生物。
实验室还没能重现原核生物产生的过程，原核生物怎样进化到真核生物也还是一团迷雾，要弄清生命起源的这些关键环节，恐怕还有漫漫长途。
已经在流星、慧星中发现了有机物的踪迹，因此并不排除某些有机物，甚至生命进化中较高阶段的某些产物(如孢子)来自外层空间的假设，也不排除地球之外存在着生命乃至智能生物的可能性。即使如此，同样存在生命起源和发展的问题。
生命起源所依据的基本相互作用是什么呢，生命本身具有什么新的特点呢?我们接着分析。
1.5 有机世界的吸引子:氢键
物质的演进过程不但表现为物质的集聚和质量的集中，更重要的是表现为物质的组织，即物质有规则、有特定结构的结合和集聚。由中子、质子和电子结合成原子，是物质的组织过程;由原子形成分子，形成单质，形成化合物，是物质的组织过程;由无机物进而形成有机物，有机物产生生命，同样是物质的组织过程。物质组织化演进过程表现的特点为复杂度不断提高，并且形成各种特定的结构。
物质演进过程中，宏观层面结构的形成主要依赖于万有引力作用，而微观层面组织化过程主要依赖强、弱相互作用和电磁相互作用，以及由它们共同形成的其它相互作用，在形成原子、分子、无机化合物和有机化合物的过程中不难发现这些相互作用。
在从无生命世界向生命世界过渡的物质演进阶段中，化学键、氢键以及其它分子间结合力扮演着极其重要的角色。尤其是氢键，它是生命化学的基础，在原始火山环境中，氢键把氨基酸联结起来，形成长链(多肽);氢键把这些长链联结成蛋白质;氢键还把遗传字母联结成为遗传巨著──DNA。
氢键并不是一种独立的基本自然作用，它是由自然界几种基本相互作用合成的力，表现为氢原子同时与两个分开的电负性原子以共价键相结合。在一切有机世界里，在无比复杂的生命活动的底层，我们都能发现它。氢键是构成生命活动基础的相互作用，是生命物质底层的“吸引子”。
