地球人文社會科學(xué)研究的基本方法

余謀昌

(中國社會科學(xué)院哲學(xué)所,北京100732)

地球科學(xué)被定義為自然科學(xué),對它的研究屬自然科學(xué)研究。但現(xiàn)在的地球并不是純粹自然的地球,而是被人類活動(dòng)改變了的地球,是人類學(xué)的地球。地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為,地球已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的地質(zhì)時(shí)代——“人類世”地質(zhì)時(shí)代。新的地質(zhì)時(shí)代的地球研究不僅需要自然科學(xué),而且需要人文社會科學(xué),需要把自然科學(xué)與人文社會科學(xué)結(jié)合起來對其進(jìn)行研究。進(jìn)行地球的人文社會科學(xué)研究需要新的科學(xué)方法,比如地球“活物質(zhì)”方法、“蓋婭假說”生命方法、生態(tài)系統(tǒng)整體性方法等。

地球是太陽系已知八大行星之一,是一個(gè)龐然大物,總質(zhì)量5.974×1024kg,赤道半徑6 378.14 km,分地殼、地幔和地核,總體積1.083 2×1012km3;它已經(jīng)有46億年的歷史,是現(xiàn)在人類已知唯一有生命的星球,是人類和近億種生物共同的家園。但是,在茫茫宇宙中地球只是一顆小小的普通的行星,我們生活在地球上,看不到它的真面目,在浩瀚宇宙中它只是一個(gè)小斑點(diǎn)。我們認(rèn)識地球,依照還原論分析思維,用分析方法、比較方法、實(shí)驗(yàn)方法等傳統(tǒng)方法是無能為力的,需要用整體性方法。地球是有生命活動(dòng)的機(jī)體,不僅有物理物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì),而且有生物活物質(zhì)、有人類;其運(yùn)動(dòng)形式不僅有機(jī)械運(yùn)動(dòng)、物理運(yùn)動(dòng)和化學(xué)運(yùn)動(dòng),而且有地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、生命運(yùn)動(dòng)和社會運(yùn)動(dòng)。對這樣復(fù)雜的地球的認(rèn)識,需要生態(tài)系統(tǒng)整體性方法。

從認(rèn)識論的角度看,人類認(rèn)識地球是從石頭開始的。一方面,人類從對石器的制造和使用中產(chǎn)生了最早的礦物知識,從陶器、銅器、青銅器、鐵器的制造和使用中產(chǎn)生了最早的礦物學(xué)知識,工業(yè)革命以后又出于對各種金屬和燃料的需要而從礦物學(xué)發(fā)展出地質(zhì)學(xué);另一方面,在日常生活中,為了躲避或?qū)垢鞣N各樣的自然災(zāi)害,為了尋找棲身之所,為了獲得食物和安全,人類不斷積累并形成了地理、氣象、災(zāi)害等有關(guān)地球的知識?？茖W(xué)技術(shù)革命形成了現(xiàn)代地球科學(xué)和技術(shù)體系,主要應(yīng)用還原論分析思維來研究地球的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式、物理運(yùn)動(dòng)形式和化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式;但是對現(xiàn)代地球特別是“人類世”地球的一些非常重要的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式,如地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式、生物運(yùn)動(dòng)形式和作為地質(zhì)作用力的人類的運(yùn)動(dòng)形式,尚缺乏深入研究,它需要新的研究方法。

一、地球“活物質(zhì)”方法:研究地球科學(xué)的新方法

地球“活物質(zhì)”理論是俄國科學(xué)家維爾納茨基提出的。他是地球化學(xué)和生物地球化學(xué)的創(chuàng)始人。1981年,蘇聯(lián)自然科學(xué)哲學(xué)問題第三次會議專門討論維爾納茨基的科學(xué)遺產(chǎn)在現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展中的意義,會議通過提案將1983年定為“維爾納茨基年”,以紀(jì)念他對世界科學(xué)發(fā)展的杰出貢獻(xiàn)——他第一個(gè)研究了生物有機(jī)體對地球的作用以及人的地質(zhì)作用,創(chuàng)立了生物圈和智慧圈學(xué)說;他的地球“活物質(zhì)”理論正確地解釋了地球進(jìn)化的生物學(xué)階段的形成和意義,對認(rèn)識地球具有重要的方法論價(jià)值。

1.地球“活物質(zhì)”概念的提出

1989年,筆者翻譯出版了維爾納茨基《活物質(zhì)》一書。這是維爾納茨基1920年代初的著作,1978年由莫斯科出版社出版,內(nèi)容包括前言“宇宙的兩種綜合”,第一章“活物質(zhì)的意義”,第二章“從地球化學(xué)觀點(diǎn)論活物質(zhì)”,第三章“生命起源和永恒性”,第四章“活物質(zhì)和死物質(zhì)”,第五章“地球化學(xué)中的活物質(zhì)和活物質(zhì)研究的特點(diǎn)”。

維爾納茨基在本書的前言中開頭便說:“很遺憾,生物學(xué)家們通常很少注意與活物質(zhì)有關(guān)的現(xiàn)象,而對于由外界環(huán)境變化表現(xiàn)出來的有機(jī)體的種的特征的研究工作,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離使現(xiàn)代研究者感興趣的一般任務(wù)。生物學(xué)家們忘記了他們所研究的有機(jī)體是地殼不可分割的一部分,是地殼不斷變化的機(jī)制,而只是在我們的抽象中才可以把有機(jī)體同地殼分開。我們只有在對它評定時(shí),把有機(jī)體的地質(zhì)的、特別是地球化學(xué)的性質(zhì)(即生物圈中化學(xué)現(xiàn)象總和所引起的變化)與有機(jī)體的形態(tài)的生理特性結(jié)合起來,才能得到關(guān)于有機(jī)體的完整概念?！盵1](P12)與傳統(tǒng)生物學(xué)家的研究不同,他一開始就視生命為整體,認(rèn)為生物與環(huán)境是統(tǒng)一的、生命現(xiàn)象與無生命的自然現(xiàn)象是統(tǒng)一的,他用生命整體性觀點(diǎn)研究生物的地質(zhì)作用,并從地質(zhì)的即行星的觀點(diǎn)來看待這種統(tǒng)一過程和作用?？傊?維爾納茨基是用全新的觀點(diǎn),即“活物質(zhì)”的觀點(diǎn)研究地球的。

所謂“活物質(zhì)”,是指生物圈內(nèi)有機(jī)體的總和。這一概念是維爾納茨基在創(chuàng)立生物地球化學(xué)時(shí)提出的。1915年,他發(fā)起成立俄國自然生產(chǎn)力研究委員會并任主席。在自然生產(chǎn)力研究中,為了研究各種自然資源如巖石、礦物、水、植物、動(dòng)物等,需要用統(tǒng)一的尺度和方法計(jì)算這些資源。這樣,他開始像研究巖石、礦物的總量一樣研究植物和動(dòng)物總量,從而提出“活物質(zhì)”概念。他說:“在地球化學(xué)中,生命的無數(shù)單個(gè)有機(jī)體的協(xié)同作用,以它們的總和表現(xiàn)出來……必須從它們的重量、它們的化學(xué)成分、它們的能量、它們的空間特性的觀點(diǎn)來表示有機(jī)體的總和。以這些參數(shù)表示活的有機(jī)體的總和,必須引進(jìn)表明生命的新的術(shù)語。我把以重量、化學(xué)成分、能量、空間特性表示的有機(jī)體的總和稱為活物質(zhì)?！盵2]

以有機(jī)體總和表示的“活物質(zhì)”,是地殼不可分割的一部分,是造成地殼變化的重要因素?！盎钗镔|(zhì)”作為地球生命有機(jī)體是統(tǒng)一整體,它的地質(zhì)作用是巨大的,可以與河流、風(fēng)、火山和其他地質(zhì)作用相比擬。他說:“從地球化學(xué)的觀點(diǎn)來看,活的有機(jī)體不是地殼化學(xué)組織性中的偶然事件,它構(gòu)成地殼最重要的和不可分割的部分。它們與地殼上的無機(jī)物、礦物和巖石有密切的聯(lián)系,是統(tǒng)一的地殼過程的表現(xiàn)?！盵3](P64)在這里,生物成為地球的強(qiáng)大的地質(zhì)作用力的表現(xiàn)。

2.“活物質(zhì)”概念的科學(xué)意義

首先,通過對活物質(zhì)的研究創(chuàng)立了一門新的科學(xué)——生物地球化學(xué)。維爾納茨基指出,活的有機(jī)體在地球化學(xué)過程中不是次要的地質(zhì)因素,而是地球表面最強(qiáng)大的地質(zhì)作用力。它在地殼化學(xué)元素的遷移、濃縮、分解和化合過程中起著重要作用?，F(xiàn)代大氣中的氧是植物光合作用形成的,如果沒有游離氧,地殼及其變化的全部過程就會按完全不同的方式進(jìn)行。地球水圈的化學(xué)成分與生命活動(dòng)有關(guān)。巖石圈的沉積巖是生物性巖石,是“活物質(zhì)”的創(chuàng)造?！盎钗镔|(zhì)”堆積了可燃性礦物如煤、石油、天然氣、瀝青等;生物參與了許多化學(xué)元素的富集、分散、遷移和轉(zhuǎn)化,形成了如硫、磷、鐵、硅等許多礦藏,同時(shí)參與了巖石圈的建造和改造,建造了整個(gè)土壤圈。維爾納茨基說:“實(shí)際上,活物質(zhì)以自己的影響遍及整個(gè)地殼化學(xué),影響幾乎所有化學(xué)元素的地球化學(xué)史。”因此,“不研究生物,就不能理解化學(xué)元素的歷史”[3](P36)。生物地質(zhì)作用思想的提出是一場地學(xué)革命。按照傳統(tǒng)觀念,有機(jī)體對地殼的作用是微不足道的,甚至在維爾納茨基的著作發(fā)表多年之后,這種觀念仍然在地質(zhì)學(xué)研究中占統(tǒng)治地位。

其次,在“活物質(zhì)”研究的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了“生物圈”學(xué)說。維爾納茨基指出:“現(xiàn)在,大量地質(zhì)學(xué)文獻(xiàn)中還沒有把生物圈看作是統(tǒng)一整體,看做是地殼機(jī)制的合乎規(guī)律的表現(xiàn)。”[1](P222)他依據(jù)對“活物質(zhì)”研究的成果,用精確的事實(shí)研究生命現(xiàn)象的地質(zhì)意義,描述生命的地質(zhì)表現(xiàn),提供了生命行星過程的科學(xué)圖景,創(chuàng)立了科學(xué)的生物圈學(xué)說。維爾納茨基生物圈學(xué)說的主要思想如下。

(1)生物圈是統(tǒng)一的整體。生物圈不是地球表面的偶然現(xiàn)象,它與地殼結(jié)構(gòu)有密切聯(lián)系?！盎钗镔|(zhì)”是生物圈機(jī)制的統(tǒng)一整體。維爾納茨基指出:“整個(gè)活物質(zhì)是不可分割的整體。它不僅彼此之間,而且與生物圈的無機(jī)環(huán)境之間,有合乎規(guī)律的聯(lián)系?！盵1](P231)生物圈是有生命分布的地帶,即有生命存在的地球外殼。生物圈有大量液態(tài)水,可以從太陽得到充足的能量,大氣圈上層有臭氧層屏障擋住太陽大部分紫外線,有大氣、水和富含碳、氫、氧、氮、硫、磷、鈣、鉀、鐵等生命元素的土壤,因而它又是生物的生存環(huán)境,可確保生命在這里生存、繁榮和發(fā)展。

(2)生物圈是地殼上太陽能轉(zhuǎn)換的重要機(jī)制。維爾納茨基指出:“實(shí)質(zhì)上,生物圈可以被看做是地殼的這樣的地帶,它是把宇宙輻射轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У牡厍蚰堋娔?、化學(xué)能、機(jī)械能、熱能等——的轉(zhuǎn)換器?！盵1](P231)太陽能決定生物圈機(jī)制的主要特征。太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榈厍蛴行芰渴窃凇盎钗镔|(zhì)”的參與下進(jìn)行的。首先是綠色植物的光合作用直接利用太陽能制造化合物。其他所有生物都與植物有著直接的不可分割的聯(lián)系,它們進(jìn)一步改造由植物制造的化合物。整個(gè)活的自然界就是把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榈厍蛴行芰康倪^程的進(jìn)一步發(fā)展。能量的這種轉(zhuǎn)換可以看做“活物質(zhì)”的屬性,是生物圈中“活物質(zhì)”的功能。生物圈就是特殊的化學(xué)反應(yīng)器?！罢麄€(gè)活物質(zhì),即全部有機(jī)體的總和,無例外地是生物圈中自由化學(xué)能的積累,是把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫瘜W(xué)能的統(tǒng)一的特殊方面。”[1](P241)自然界處處表現(xiàn)了生物圈中“活物質(zhì)”的太陽能轉(zhuǎn)換器的作用,這是地殼的新的機(jī)制,它從根本上改變了地球的歷史和命運(yùn)。

(3)生命活動(dòng)具有巨大的地質(zhì)意義。維爾納茨基指出,雖然地球上有1012～1013t的生物量,但它只是地球質(zhì)量的很小的一部分;而“活物質(zhì)”每年生產(chǎn)38×1010t的生物量,在生物圈的整個(gè)歷史上,它的生產(chǎn)總量幾乎是地殼無機(jī)物總量的2倍?！盎钗镔|(zhì)”以其重量、化學(xué)成分、能量來參加地球化學(xué)過程,起到了地球化學(xué)聯(lián)合工廠的作用?！盎钗镔|(zhì)”改變了地殼原有的動(dòng)態(tài)平衡過程和物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),產(chǎn)生了許多新的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。特別是對地殼元素在循環(huán)系統(tǒng)中的地位、復(fù)雜性和分布不平衡性,“活物質(zhì)”起了改造整個(gè)地殼的作用?，F(xiàn)代大氣圈的形成、現(xiàn)代水圈的化學(xué)成分、現(xiàn)代巖石圈特別是土壤圈的形成,都是生命活動(dòng)的結(jié)果,是地殼生物圈機(jī)制的表現(xiàn)。因此,維爾納茨基指出:“在地球表面,不存在比整個(gè)有機(jī)體更經(jīng)常地起作用、因而按其最終結(jié)果來說是更強(qiáng)大的化學(xué)力。我們越研究生物圈的化學(xué)現(xiàn)象,就越堅(jiān)信,在地球表面沒有不依賴于生命的事件?！盵1](P241)

(4)生物圈向智慧圈過渡。1942年,維爾納茨基發(fā)表他最后一篇論文《關(guān)于智慧圈的幾句話》,提出關(guān)于智慧圈的學(xué)說。這是他的生物圈學(xué)說的邏輯發(fā)展和最終完成。他清楚地認(rèn)識到,生物圈的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)及地球上生命的演化形式越來越復(fù)雜,隨著高等哺乳動(dòng)物類人猿的出現(xiàn)以及人從類人猿中分化出來,生物圈受到新的力量——人的智慧的力量的改造,生物圈發(fā)展的自然過程被打斷,其性質(zhì)發(fā)生變化,生物圈演化到了新階段——智慧圈。他說:“智慧圈是生物圈演化的許多階段中的最新階段,在地質(zhì)史上是現(xiàn)在的狀態(tài)。這一過程的進(jìn)程只有從過去地質(zhì)時(shí)期的某些方面的研究著手才能揭示出來?！盵1](P357)

人以自己的勞動(dòng)和智慧改變著地球,人的作用成為生物圈的新的機(jī)制。維爾納茨基強(qiáng)調(diào),人的智慧——科學(xué)思想已經(jīng)成為地球的新力量。他指出,人的力量不是由人的生物量決定的,“整個(gè)人類總共也不過是地球物質(zhì)的極小的一部分。他的強(qiáng)大力量不是與他的物質(zhì)量有關(guān),而是與他的大腦、他的智慧和這種智慧指導(dǎo)下的勞動(dòng)有關(guān)”。[1](P355)他把智慧圈看做人與自然建立的合理的和諧的相互關(guān)系。他說:“我對前途充滿樂觀。我想我們經(jīng)歷著的不只是歷史的變化,而且也是星球的變化。我們生活在向智慧圈過渡的時(shí)期?！盵1](P355)

3.“活物質(zhì)”概念的方法論意義

維爾納茨基第一個(gè)把生命作為整體來研究。他認(rèn)為,無論是生物個(gè)體和物種,還是“活物質(zhì)”和生物圈,生命雖然有不同的層次,它們最重要的特征都是以有機(jī)統(tǒng)一整體的形式存在和起作用。用這種觀點(diǎn),即生命和地球是統(tǒng)一有機(jī)整體的觀點(diǎn)研究地球,是一種新的科學(xué)研究方法,是地球科學(xué)研究的一種生命整體性方法。

所謂“活物質(zhì)”方法,是指用“活物質(zhì)”是生物圈機(jī)制的統(tǒng)一整體的觀點(diǎn)研究地球上的物質(zhì)、物質(zhì)關(guān)系和運(yùn)動(dòng)。例如在生物地球化學(xué)研究中,研究生物對地球的作用,不是研究單個(gè)有機(jī)體對地球的作用(因?yàn)閱蝹€(gè)有機(jī)體的地質(zhì)作用是微不足道的),而是研究有機(jī)體及其作用的總和怎樣引起地球的變化。同樣,人類對地球的行為及其對動(dòng)物和植物的行為的后果,也只有從整體上觀察研究才能正確把握和正確認(rèn)識。人在消滅野生動(dòng)物或在砍伐森林時(shí),不僅僅是在破壞自然界的景象,更嚴(yán)重的是在破壞地球化學(xué)過程的進(jìn)程、破壞地球生命的整體性。

維爾納茨基對地球的研究堅(jiān)持用整體性的觀點(diǎn)——生物整體、“活物質(zhì)”整體、生物圈整體,以及自然界的統(tǒng)一、生物與環(huán)境的統(tǒng)一、人與自然的統(tǒng)一等。他總是以整體性觀點(diǎn)提出問題和解決問題,不是強(qiáng)調(diào)個(gè)體、分析和分離,而是強(qiáng)調(diào)整體、集合和綜合,從事物和現(xiàn)象的普遍聯(lián)系與相互作用中把握研究對象,放眼整個(gè)星球運(yùn)動(dòng)過程,注意全球問題的整體功能。這種方法具有普遍意義。

二、“蓋婭假說”:認(rèn)識地球的生命方法

蓋婭是希臘神話中的大地女神,因而“蓋婭假說”又稱“大地女神假說”。它認(rèn)為地球是一個(gè)生命體,就像一個(gè)生物那樣是活的,總是努力維持一種健全的平衡,并竭力避免疾病。人類和其他生物都是這個(gè)生命體的一部分。

1.什么是“蓋婭假說”

“蓋婭假說”是英國地球大氣化學(xué)家詹姆斯·拉弗洛克(1969)和美國生物學(xué)家林恩·馬格利斯(1974)提出和創(chuàng)立的。他們把“蓋婭假說”表述為:當(dāng)?shù)厍虻拇髿饨M成、地表溫度、酸堿度和海水的鹽分含量等受到自然條件的變化和干擾,如太陽輻射量的增加、地震、火山爆發(fā)、陸地板塊運(yùn)動(dòng)和冰河作用或工業(yè)污染、森林濫伐等人為的破壞時(shí),地球上所有生命的總體包括動(dòng)物、植物、微生物,就會通過其生長和代謝對這些變化做出相應(yīng)的反應(yīng)。也就是說,生物及其環(huán)境組成一個(gè)自我調(diào)節(jié)的反饋系統(tǒng),能對抗不適于生物生存的環(huán)境變化,生命或生物圈,以最有利于自身的方式,調(diào)節(jié)或維持氣候和大氣組成,生物圈作為自適應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠自動(dòng)維持地球平衡狀態(tài)。

2.“蓋婭假說”的提出

“蓋婭假說”發(fā)展了現(xiàn)代生態(tài)觀,該假說提出的過程便蘊(yùn)含深刻的地球生命系統(tǒng)的方法論意義。

1961年春天,拉弗洛克被美國加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室聘為顧問,負(fù)責(zé)維京號宇宙飛船一些儀器的設(shè)計(jì)工作。當(dāng)時(shí),著名的生物學(xué)家諾曼·豪羅維茲正帶領(lǐng)一批科學(xué)家研究測定火星上是否有生命的儀器裝置。那時(shí),幾乎所有的科學(xué)家都相信最有可能具有生命存在的星球是火星。揭示外星的生命存在,不論對擴(kuò)大我們研究宇宙的視野還是對研究人類的進(jìn)化都具有重要意義。至于發(fā)現(xiàn)火星生命是否存在的最好方法,有的科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)將自動(dòng)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室或化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通過宇宙飛船送入火星,以檢驗(yàn)地球上的生物能否在火星“土壤”中生存;有的科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)首先測定一下火星“土壤”中是否含有表明生命存在的氨基酸和蛋白質(zhì);還有的科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)直接測定火星上是否有光合作用,因?yàn)椴淮嬖诠夂献饔玫男乔蚴遣豢赡苡猩嬖诘?有的科學(xué)家甚至建議將雞湯帶到火星上去“誘捕”微生物。但是,這些假設(shè)實(shí)驗(yàn)具有很大的局限性,不僅對整個(gè)宇宙飛船全面消毒是件很不容易的事,飛船的著陸地點(diǎn)也會直接影響測定的結(jié)果。這就如同“外星人”要研究地球上是否有生命存在而從撒哈拉沙漠、北極冰川或喜瑪拉雅山之顛取得的樣品中很難得到正確答案一樣。

拉弗洛克建議,測定火星是否有生命存在的最好方法,應(yīng)是首先比較一下有生命的地球與其鄰近的火星或金星大氣氣體構(gòu)成的主要不同是什么。當(dāng)時(shí),根據(jù)已有的關(guān)于火星和金星表面性質(zhì)的資料,很容易看出有生命的地球與火星和金星的大氣氣體構(gòu)成明顯不同,主要表現(xiàn)在:火星和金星的大氣構(gòu)成中二氧化碳占絕對優(yōu)勢,而氧氣、甲烷氣及氮?dú)獾暮亢艿?。如果將地球上的所有生命排?然后用物理化學(xué)方法計(jì)算地球大氣中各種氣體達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的濃度,那么其大氣中各種氣體的濃度同火星和金星非常相似。同時(shí),金星和火星的氣體組成處于化學(xué)平衡態(tài),而地球上的氣體組成則是遠(yuǎn)離平衡態(tài)?；鹦蔷哂谢瘜W(xué)平衡態(tài)的大氣組成表明,其上不可能有生命存在。拉弗洛克等人的這一觀點(diǎn)提出后,在當(dāng)時(shí)不僅被拒絕接受,他還因此失去了在美國國家宇航局的工作。其原因之一是宇航局認(rèn)為他的這一觀點(diǎn)是反傳統(tǒng)的。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為地球大氣的組成主要是受物理和化學(xué)因素的影響,而生物的影響是微不足道的;原因之二是拉弗洛克得出的結(jié)論會影響美國政府對國家宇航局研究經(jīng)費(fèi)的投入。

拉弗洛克等人回到英國后,不斷地思索這樣的問題:大約35億年前,地球普遍出現(xiàn)了生命以后,太陽的輻射量比此前增加了30%左右,然而地球上的氣候變化很小;地球的表面平均溫度一直在15℃左右;大約20億年前由于光合作用而使生物(植物)大量出現(xiàn),地球大氣中的氧氣不斷劇增,但后來一直穩(wěn)定在21%左右……因此,他推斷地球上的所有生命或生命總體控制著地球的環(huán)境條件。例如甲烷與氧化的關(guān)系——在全球范圍內(nèi),由甲烷菌產(chǎn)生的甲烷可高達(dá)109t/a,這可能是阻止大氣中氧氣濃度繼續(xù)增加的原因。地球上所有生命的總體及其環(huán)境組成的實(shí)體(地球生態(tài)系統(tǒng))具有生命有機(jī)統(tǒng)一整體的性質(zhì),僅從各部分之和并不能預(yù)測其性質(zhì)。拉弗洛克的好友、諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)得主戈?duì)柖〗ㄗh這個(gè)實(shí)體的名字叫“蓋婭”。因?yàn)樵谙ＥD神話中,大地女神蓋婭出現(xiàn)在舊石器時(shí)期,她是混沌的女兒,是天空之神、高山之神和海洋之神的母親。蓋婭同羅馬神話中的地球女神、埃及神話中掌握生育和繁殖的神、中國的觀音菩薩、印度神話中的拉施米、那伐鶴人神話中的善變女人非常相似,她們都是女性地球之神,是生命的賜予者。拉弗洛克欣然采用“蓋婭”作為其理論的名稱,還因?yàn)樯w婭與地理學(xué)和地質(zhì)學(xué)詞匯有關(guān)——Geography和Geology中都有Ge,即大地女神的意思,Gaia比拉弗洛克原來為自己學(xué)說起的名字“生物控制宇宙系統(tǒng)的趨勢:穩(wěn)態(tài)”更恰當(dāng)、更形象。

拉弗洛克第一次正式公開提出他的“大地女神假說”,是于1969年在美國普林斯頓大學(xué)召開的一次國際會議上。這次國際會議的主題是探討生命的起源問題。他的這一論點(diǎn)在當(dāng)時(shí)并沒有引起什么反響,只有美國波士頓大學(xué)的馬格利斯對其大膽的設(shè)想表現(xiàn)出了很大的興趣。從此,她不僅成了拉弗洛克的摯友,也成了“大地女神假說”的最忠誠的支持者和合作者。

1972年,拉弗洛克發(fā)表了第一篇關(guān)于“大地女神假說”的文章。1974年,他和馬格利斯又對該假說作了新的描述,認(rèn)為生物圈是能維持地球平衡狀態(tài)的自適應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng),并稱之為“大地女神假說”?！按蟮嘏窦僬f”在剛剛提出的幾年中并沒有引起人們的重視,到1979年牛津大學(xué)出版社出版了拉弗洛克的第一部專著后,他的假說才引起人們的興趣。這本只有157頁的書在1988年就重印了3次,有許多關(guān)于“大地女神假說”的文章相繼問世。有的給予高度評價(jià),認(rèn)為它是“創(chuàng)世紀(jì)之見解”;有的則認(rèn)為它純屬謬誤,是典型的“目的論”;還有的認(rèn)為它只能算隱喻,算不上什么假說。例如,學(xué)者杜萊特就對“大地女神假說”提出了強(qiáng)烈的質(zhì)疑,他認(rèn)為一個(gè)物種是不能進(jìn)化的,因?yàn)樽匀贿x擇根本無從談起——如果我們認(rèn)為地球是自然選擇的結(jié)果,那么大地女神存在的先決條件是宇宙中存在著“星際間選擇”;這樣整個(gè)宇宙將是一個(gè)充滿其他死星球而只被少數(shù)幾個(gè)具有自我調(diào)節(jié)功能的活星球點(diǎn)綴著的宇宙。進(jìn)一步說,如果真的存在著“星際間選擇”,大地女神也是短命的,因?yàn)樗荒芊敝?拉弗洛克則認(rèn)為,生命是整個(gè)星球范圍的現(xiàn)象,在這樣一個(gè)范圍內(nèi),大地女神是不朽的,因此,她不需要繁殖。

3.用地球生命方法論證“蓋婭假說”

為了說明大地女神通過其反饋機(jī)制對環(huán)境的控制作用,拉弗洛克舉出幾個(gè)例子加以說明:如果地球生物圈溫度升高,那么植物對二氧化碳的同化或二甲基硫的生成會增加,從而能降低其溫度;如果地球生物圈溫度過低,那么,地球表面的反射也會減弱,如有些藻類顏色變深就會減少熱的散失。再如,海水中的含鹽量通過生物作用基本上保持恒定的現(xiàn)象也為假說提供了證明——由陸地進(jìn)入海洋中的鹽每年大約有5×108t,以此速率,只需8×107a就會使海水含鹽量達(dá)到現(xiàn)在的濃度(3.5%);而實(shí)際上,海洋的年齡已經(jīng)有幾十億年了,但為什么海水中的鹽分沒有升高呢?拉弗洛克認(rèn)為,環(huán)礁湖是維持海洋鹽分濃度的主要貢獻(xiàn)者,進(jìn)入環(huán)礁湖中的海水很快被蒸發(fā)掉,而逐漸積累的鹽丘很快就被海洋微生物包圍而形成一層防止鹽分重新溶解的保護(hù)層。

問題是大地女神如何感覺有些物理和化學(xué)參數(shù)偏離了最適狀態(tài)呢?她又怎樣通過自己的負(fù)反饋機(jī)制使這些參數(shù)回到可以接受的范圍之內(nèi)呢?例如,她怎么會感到外界的氣溫高低?她是怎樣知曉海水過咸的?她怎樣或通過什么樣的機(jī)制指示生物圈做出相應(yīng)的反應(yīng)呢?除非在她的“遺傳結(jié)構(gòu)”中早已寫進(jìn)了一套預(yù)見和計(jì)劃的密碼,否則她將對這些變化無能無力。這就不難想象為什么有人稱“大地女神假說”是典型的“目的論”了。

達(dá)爾文主義者認(rèn)為物種之間的關(guān)系就是競爭,每個(gè)物種都是尋求自我并盡可能滿足自己需要的自私的東西。英國演化生物學(xué)家理查德·道金斯甚至認(rèn)為基因也是自私的,是競爭的基本單位。因此,他們斷定,生命只是尋取自我利益,根本不可能在全球范圍內(nèi)形成一個(gè)互相合作、自我調(diào)節(jié)的利他系統(tǒng)。甲烷固然有平衡氧氣濃度的作用,但這只是偶然的現(xiàn)象,而偶然的平衡是一種脆弱的平衡。拉弗洛克和馬格利斯認(rèn)為,單一的機(jī)制不可能調(diào)節(jié)地表的溫度、大氣氣體的構(gòu)成和酸堿度。這些性質(zhì)的控制是千百萬個(gè)組成大地女神有機(jī)體的個(gè)體和群體物種相互作用的結(jié)果,是生命整體性的表現(xiàn)。由這些物種組成的反饋環(huán)一環(huán)扣一環(huán),環(huán)環(huán)相連。只要條件適合,每個(gè)物種都有指數(shù)增長的可能。這些都是生物總體對環(huán)境變化可能作出迅速反應(yīng)的基礎(chǔ),是有機(jī)整體作用的結(jié)果。

有人認(rèn)為,既然大地女神具有自我控制機(jī)能,那么我們對自然的破壞就不用顧忌了。實(shí)際上,這是對“大地女神假說”的誤解。大地女神是由細(xì)胞組成的,無數(shù)的細(xì)胞群組成了她的許多器官,如熱帶雨林、海洋等,少數(shù)幾個(gè)細(xì)胞的自然消亡或者被其他外力致死,她是能承受得住的,如果對她的破壞涉及關(guān)鍵器官,這對她可能是致命的——即使她能自己醫(yī)治創(chuàng)傷,但說不定人類的存在就在她的施治之列,那時(shí)候人類十有八九就不存在了。

還有人對大地女神是“活的”提出了質(zhì)疑,認(rèn)為她不是活著的有機(jī)體;或者認(rèn)為大地女神是超生態(tài)系統(tǒng),而不是超級有機(jī)體。因?yàn)橛袡C(jī)體是由遺傳控制的,而地球中心并無生命。在這一點(diǎn)上,馬格利斯也認(rèn)為對“大地女神假說”的討論應(yīng)限制在地球的表面及其周圍的大氣層。拉弗洛克則堅(jiān)決主張,大地女神應(yīng)包括整個(gè)地球。他認(rèn)為,大地女神猶如一株大紅木樹,即使99%的組織已死亡(樹皮及樹干內(nèi)部大部分),只有樹皮下面的形成層細(xì)胞和部分樹冠是活的,我們?nèi)匀豢梢哉J(rèn)為它是一棵活著的樹。

4.中國學(xué)者的地球生命方法論證

北京大學(xué)地質(zhì)系張昀教授對“蓋婭假說”的論證依據(jù)是地球是“活的”。

(1)地球靠生命活動(dòng)保持其遠(yuǎn)離天體物理學(xué)平衡狀態(tài)。地球與其鄰近的類地行星相比較具有其特殊性。金星與火星在軌道位置上最接近地球,但金星大氣圈的密度、化學(xué)組成、酸堿度、氧化還原以及溫度穩(wěn)定性等都與地球有顯著不同,其二氧化碳的比例達(dá)90%,因而表面溫度較高,沒有液態(tài)水圈存在的可能;其大氣中不含自由氧,呈酸性,密度大。地球大氣圈中氮與氧氣占優(yōu)勢,呈中性。依據(jù)“蓋婭假說”,地球大氣圈是由生物圈調(diào)控和保持的。這種解釋是正確的。地球大氣圈是在生命過程參與下形成的,也是靠生命活動(dòng)保持其非化學(xué)平衡的。地球現(xiàn)有的狀態(tài)是生命參與的地質(zhì)歷史過程的結(jié)果,并靠其生命活動(dòng)調(diào)節(jié)、控制和維持。因此,保護(hù)地球上的生命是保護(hù)地球環(huán)境的關(guān)鍵。

(2)地球借生命活動(dòng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)元素循環(huán)。地球表層的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和系統(tǒng)內(nèi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的保持主要靠兩個(gè)巨大能源:一個(gè)是太陽輻射能,另一個(gè)是地球內(nèi)部熱核反應(yīng)能。太陽輻射能的捕獲主要是通過由植物的光合作用開始的碳循環(huán)實(shí)現(xiàn)的,即通過“二氧化碳—有機(jī)碳—碳酸鹽”循環(huán)途徑完成的。植物光合作用將大氣中二氧化碳還原為有機(jī)碳,從而將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,這種轉(zhuǎn)換的化學(xué)能又以多種方式在生物圈內(nèi)部轉(zhuǎn)移,形成系統(tǒng)內(nèi)的能流。這是保持生物圈系統(tǒng)穩(wěn)定和能量周轉(zhuǎn)的必要條件?；瘜W(xué)家曾預(yù)言,大氣中的氮和氧,部分已合成為硝酸;理論上,只要有適當(dāng)?shù)臈l件,將來有可能完全反應(yīng)都變成硝酸。但是,今天的大氣中仍然是氮和氧占主要部分。原因何在?“蓋婭假說”認(rèn)為,這些特殊的化學(xué)物質(zhì)之所以沒有全部合成為硝酸,正是細(xì)菌及其他微生物作用的結(jié)果。

5.“蓋婭假說”的地學(xué)方法論意義

“蓋婭假說”確證地球生物圈是維持和發(fā)展地球生態(tài)系統(tǒng)的基本單位,用這樣的觀點(diǎn)看待地球、分析地球是一種新的地學(xué)認(rèn)識論和方法論。

首先,“蓋婭假說”揭示了人類賴以生存的地球具有巨大的自組織潛能。地球在與其表面的動(dòng)植物的相互作用中,改變了大氣的原有化學(xué)成分,現(xiàn)有大氣中氧氣含量大大高于百萬年前;在所有生物的碳循環(huán)中,適量的有毒氣體是必需的。據(jù)此可以說,光合作用不是一種或然律的杰作,也不是一種無目的事件,而是這個(gè)星球的創(chuàng)造。

其次,“蓋婭假說”揭示了地球是一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng),任何問題的解決都必須在整體的層次上進(jìn)行。我們賴以生存的地球上的每一個(gè)現(xiàn)象都不是孤立的,是整個(gè)系統(tǒng)中大量的線性因素和非線性因素長期作用的結(jié)果,尤其是非線性的放大作用不可低估。

再次,“蓋婭假說”確證生物圈、大氣圈等地球環(huán)境是復(fù)雜的非線性系統(tǒng),用人們習(xí)慣的簡單的線性思維習(xí)慣去思考這類非線性問題必然出現(xiàn)重大失誤。主張“蓋婭假說”的一批科學(xué)家用非線性動(dòng)力學(xué)理論研究這類系統(tǒng)呈現(xiàn)出的混濁無序狀態(tài)和中緯度大氣循環(huán)中巨大強(qiáng)勁的旋風(fēng)一次次證明:看似無序的大氣圈創(chuàng)造了令人難以置信的新秩序。非線性系統(tǒng)有著驚人的自組織能力。對地球諸子系統(tǒng)和“蓋婭假說”中的無數(shù)非線性現(xiàn)象及不可預(yù)見性現(xiàn)象的反饋回路知之甚少甚至一無所知,正是人類至今尚不能正確認(rèn)識自然的關(guān)鍵所在。

“蓋婭假說”也表明了一種倫理前提,即地球生物圈是一個(gè)活的有機(jī)體,人類的一切活動(dòng)都要有助于她的整體活性的穩(wěn)態(tài)發(fā)展,反之就是錯(cuò)誤的。這種活性在生態(tài)系統(tǒng)中表現(xiàn)為生態(tài)過程,因此人類在地球生物圈層面認(rèn)識并改造自然時(shí)不應(yīng)當(dāng)破壞生態(tài)過程。尊重生態(tài)過程是在生物圈層次尊重自然的生態(tài)倫理的原則之一。

三、生態(tài)整體性思維:地學(xué)思維方式的要義

地球科學(xué)研究有其極大的復(fù)雜性,它的對象是巨大的地球行星以及與地球密切相關(guān)的太陽系,甚至宇宙太空;它的時(shí)間尺度為46億年(取“宇宙大爆炸說”);它是不斷發(fā)展變化的,包括它的自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)和精神系統(tǒng)。人們對地球的認(rèn)識從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)開始,但是,“科學(xué)不能僅僅在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上成長起來”[4]。恩格斯指出,當(dāng)自然科學(xué)走進(jìn)理論領(lǐng)域時(shí),“在這里經(jīng)驗(yàn)的方法就不中用了,在這里只有理論思維才能有所幫助”。[5]科學(xué)理論思維方式與機(jī)械運(yùn)動(dòng)、物理運(yùn)動(dòng)、化學(xué)運(yùn)動(dòng)、生命運(yùn)動(dòng)等物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式相關(guān),研究各種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式都有其相應(yīng)的思維方式。1959年,蘇聯(lián)科學(xué)院凱德洛夫院士提出“地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式”概念,開啟了地學(xué)思維方式研究。

1.什么是地學(xué)思維方式

凱德洛夫認(rèn)為,地質(zhì)運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式之一,它是地球物質(zhì)在行星規(guī)模的存在方式。地球物質(zhì)是進(jìn)化發(fā)展的,與此相關(guān),物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式也是進(jìn)化發(fā)展的。在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的分類體系中,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)化分為兩支:一支超出化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式范圍進(jìn)入生物運(yùn)動(dòng)形式領(lǐng)域,另一支則進(jìn)入地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式領(lǐng)域。地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式區(qū)別于其他物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)是:地殼有3個(gè)圈層——巖石圈、水圈和大氣圈,它們之間及其內(nèi)部存在一定的相互作用,這種相互作用是機(jī)械的、物理的和化學(xué)的運(yùn)動(dòng)形式產(chǎn)生的,是這些運(yùn)動(dòng)形式的綜合。整個(gè)地球是地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的承擔(dān)者,因而地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式是機(jī)械運(yùn)動(dòng)、物理運(yùn)動(dòng)、化學(xué)運(yùn)動(dòng)和生物運(yùn)動(dòng)形式的綜合,它對于揭示地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、認(rèn)識地球物質(zhì)具有方法論意義。

地學(xué)思維方式與地球和地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的研究有關(guān)。1981年,馬宗晉院士在全國首屆地質(zhì)學(xué)史討論會上提出“地學(xué)思維習(xí)性”問題。他指出,地質(zhì)學(xué)研究要求掌握大量的各種各樣的標(biāo)本、遺跡中所包含的信息,運(yùn)用分析、分類、對比、歸納整理、想象編纂等思維方式來重建地質(zhì)歷史過程和地質(zhì)現(xiàn)象的生成過程,以求得眾多問題的解答,從而形成地質(zhì)思維的習(xí)性。這是由研究對象的特點(diǎn)和所要解決問題的工作方法所決定的。地質(zhì)思維習(xí)性是地學(xué)研究對象、方法、問題、任務(wù)的反復(fù)作用培養(yǎng)出來并在科學(xué)實(shí)踐中形成的一種觀察、思考問題的習(xí)性。[6]

1983年在全國首屆地學(xué)哲學(xué)學(xué)術(shù)討論會上,筆者作了《關(guān)于地球科學(xué)思維》的發(fā)言,指出地學(xué)思維方式是由地球科學(xué)的特點(diǎn)決定的。地球科學(xué)研究地球體、地球結(jié)構(gòu)及其形成和發(fā)展的歷史,其研究對象具有以下特點(diǎn):(1)地球是結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的系統(tǒng),今天人類實(shí)踐和認(rèn)識所能達(dá)到的只是地球表層很薄的一部分;(2)地球的歷史很長,其中絕大部分是沒有人經(jīng)歷過的;(3)地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)包括力學(xué)的、物理的、化學(xué)的和生物的等運(yùn)動(dòng)形式,是這些運(yùn)動(dòng)形式的綜合;(4)地球的發(fā)展變化非常緩慢,雖然也有像火山地震那樣非常迅猛的變化,但是地球的許多變化是人不易直接覺察到的。地球科學(xué)研究對象的這種復(fù)雜性決定了地球科學(xué)思維的特點(diǎn)。就總體特征而言,地球科學(xué)思維是一種整體性綜合思維。[7]

中國科學(xué)院地質(zhì)研究所葉連俊教授指出,地質(zhì)思維在轉(zhuǎn)化,“當(dāng)代地質(zhì)思潮的趨勢似乎不再認(rèn)為地質(zhì)作用的進(jìn)行僅僅是一種線性的演化,而更多的可能是一種非線性變革”。[8]

我們認(rèn)為,地學(xué)思維作為獨(dú)特的思維方式,其主要特征是:(1)重視時(shí)間屬性。地球科學(xué)研究地球的發(fā)展,而地球發(fā)展作為一個(gè)歷史過程具有鮮明的時(shí)間連續(xù)性。這就決定了地球科學(xué)思維的特殊性,即專門的地球科學(xué)思維習(xí)性。例如,地質(zhì)學(xué)家在整理漫長的地球史的史實(shí)時(shí),注意到地理遺跡、地質(zhì)遺跡、生物遺跡的時(shí)間屬性或歷史屬性,因而把地球的發(fā)展理解為某種進(jìn)化的系列,從而形成地球發(fā)展的歷史觀點(diǎn)和進(jìn)化觀點(diǎn)。(2)在空間屬性方面注重區(qū)域分異研究。地球表層的復(fù)雜分化決定了地球科學(xué)家必須注重區(qū)域分異研究。(3)對地球的時(shí)間和空間的綜合分析,使對地球的認(rèn)識從靜態(tài)研究過渡到動(dòng)態(tài)研究,并把它的時(shí)間結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)過程與成因關(guān)系統(tǒng)一起來,這是一種結(jié)構(gòu)歷史分析。這一思維習(xí)性有助于揭示地球結(jié)構(gòu)的有序性和時(shí)間發(fā)展的規(guī)律性。[9]

2.地學(xué)思維是一種生態(tài)整體性思維

整體性或整體論思想是英國學(xué)者斯馬茨在《整體論與進(jìn)化》一書中提出的。他認(rèn)為,自然界的事物是由各部分或各種要素組成,但各部分不是孤立的,而是一個(gè)有機(jī)整體。其基本觀點(diǎn)是:(1)復(fù)雜整體的各部分是相互聯(lián)系的,不能單從其部分孤立地加以研究;(2)整體大于組成它的各部分之和,大于總和的原因不是神秘的、超自然的,而是各部分的相互作用;(3)由部分構(gòu)成的整體有新性質(zhì)突現(xiàn),僅以各部分的知識不可能預(yù)言這種新性質(zhì);(4)任何復(fù)雜系統(tǒng)的變化,部分原因是系統(tǒng)本身內(nèi)部各種變化的結(jié)果,部分原因是系統(tǒng)與外在因素相互作用的結(jié)果;(5)事物的現(xiàn)在包含其過去與未來,它們之間存在相互作用,這就是有機(jī)整體的歷史性。[10]

地球作為復(fù)雜的巨系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體,它是不斷進(jìn)化的,整體與部分的關(guān)系具有歷史性。最初,地球剛從形成太陽系的星云分化出來時(shí)是一個(gè)勻質(zhì)的混沌球體,沒有分出部分。由于地球物質(zhì)的物理運(yùn)動(dòng)和化學(xué)運(yùn)動(dòng),最早分化出來的是地殼、地幔和地核;之后從地殼分化出大氣圈和水圈,生命在化學(xué)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上產(chǎn)生,形成生物圈;最后從生物圈分化出人類社會和智慧圈。這一過程經(jīng)歷了幾十億年的時(shí)間。在這里,受地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)推動(dòng),部分從整體中分化出來,并且從次一級整體分化出次一級的部分,從而產(chǎn)生整體與部分以及各個(gè)部分之間的關(guān)系,體現(xiàn)出整體與部分的相對意義。

按整體論觀點(diǎn),首先,整體決定和制約部分的產(chǎn)生、存在和發(fā)展,部分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能是由整體的動(dòng)力學(xué)決定的,部分只是在整體中才獲得意義,離開整體就失去其存在價(jià)值。但是,部分作為整體的內(nèi)容,它表現(xiàn)整體,其產(chǎn)生、存在和發(fā)展是整體的發(fā)展、完善和實(shí)現(xiàn)。整體與部分是互補(bǔ)的,彼此不可分割。其次,整體由部分構(gòu)成,但是整體不是相同組成部分之和的簡單相加,而是不同部分組成的有序系統(tǒng)。由于各個(gè)部分之間差異的多樣性,各個(gè)部分的相互作用使整體大于它的各個(gè)部分之和。地球作為有機(jī)整體是創(chuàng)造性的綜合過程,它不是靜態(tài)的而是動(dòng)態(tài)的、進(jìn)化的。

我們對地球的研究需要應(yīng)用整體論的觀點(diǎn)和方法。同時(shí),地球作為活的生命系統(tǒng),是“人—社會—自然”的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。對它的認(rèn)識需要生態(tài)學(xué)觀點(diǎn),即生態(tài)系統(tǒng)整體性的觀點(diǎn)。

生態(tài)學(xué)的真諦是整體論?！吧鷳B(tài)學(xué)”概念于1866年就由德國生物學(xué)家?？藸柼岢?他把“生態(tài)學(xué)”定義為研究有機(jī)體與它們的環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。雖然這一概念提出較早,但直到20世紀(jì)中葉生態(tài)危機(jī)成為威脅人類生存的嚴(yán)重問題,生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)才開始受到人們的重視,生態(tài)學(xué)有了迅速發(fā)展?，F(xiàn)在,生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)、生態(tài)方法和生態(tài)思維在自然科學(xué)、社會科學(xué)和技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域及經(jīng)濟(jì)、社會、文化領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用,并越來越受到重視,它開創(chuàng)了人類認(rèn)識和社會實(shí)踐的新時(shí)代。

用生態(tài)系統(tǒng)整體性觀點(diǎn)看待和研究地球科學(xué)和“人類世”時(shí)代的地球問題,就要全面而辯證地把握地球科學(xué)研究的對象及其整體性,用相互聯(lián)系、相互作用的系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化的觀點(diǎn),從線性因果關(guān)系分析過渡到網(wǎng)絡(luò)因果關(guān)系分析,注重生態(tài)學(xué)方法與概率統(tǒng)計(jì)方法、數(shù)學(xué)模型方法及其他現(xiàn)代科學(xué)方法的結(jié)合。這一方法的應(yīng)用既表示對人的目的、人的作用和人的未來的關(guān)切,又表示對地球生態(tài)系統(tǒng)、生命多樣性和自然環(huán)境健全的關(guān)切。地球科學(xué)對它的期望是必需的、合理的和正確的。

總之,地球是生命體,按照中國古代“道法自然”的哲學(xué)理念,它是自然創(chuàng)造的成果。地球科學(xué)告訴我們,自然創(chuàng)造的地球,第一階段是物理學(xué)和化學(xué)的地球,地球物質(zhì)的物理和化學(xué)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)地球進(jìn)化;第二階段是生物學(xué)的地球,生物“活物質(zhì)”成為地球進(jìn)化的動(dòng)力;第三階段是人類學(xué)的地球,人類的地質(zhì)作用成為地球進(jìn)化的動(dòng)力。這是地球生命進(jìn)化的三個(gè)主要階段。老子說:“人法地,地法天,天法道,道法自然?！?《老子·第25章》)自然是道的本性、天的本性、地的本性和人的本性,所以我們對有生命的地球進(jìn)行研究就需要遵循自然的法則,對地球進(jìn)化第一階段的研究可用物理學(xué)和化學(xué)的方法,對地球進(jìn)化第二階段的研究需要用“活物質(zhì)”方法,對地球進(jìn)化第三階段的研究需要用“蓋婭假說”方法。這些方法的應(yīng)用不是孤立的而是統(tǒng)一的,其中每一階段的研究方法都貫穿著對自然法則的遵循。按地質(zhì)學(xué)家的說法,今天的地球進(jìn)化已經(jīng)進(jìn)入“人類世”的地質(zhì)時(shí)代,已經(jīng)是“人類學(xué)的地球”,對它的研究不僅需要地球自然科學(xué),而且需要地球人文社會科學(xué);不僅需要現(xiàn)代分析和實(shí)驗(yàn)方法,而且需要“活物質(zhì)”方法和“蓋婭假說”方法以及生態(tài)學(xué)整體性方法。這些方法的綜合應(yīng)用將進(jìn)一步開拓人類文明的新視野,使人類對地球的科學(xué)認(rèn)識和實(shí)踐邁向新的高度。

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