辩证唯物主义自然观产生的科学依据是什么?

辩证唯物主义自然观是辩证唯物主义的重要组成部分,是指马克思主义关于包括人类在内的自然界的总体看法。它是马克思和恩格斯在19世纪中期自然科学的革命性变革中创立的。

形成和发展的背景18世纪中叶以来,西欧的工业革命将整个自然科学的发展推向了一个新的阶段,不仅冲击了传统的机械唯物主义自然观,也使思辨的自然哲学(见德国自然哲学)失去了存在的基础。在此期间,自然科学领域出现了一系列重大发现。先是康德-拉普拉斯的星云假说(见星云理论)描述了整个太阳系在时间过程中逐渐形成的历史,接着英国地质学家c·赖尔描述了地层的缓慢演化,生物学家c·r·达尔文用丰富的事实论证了生物通过自然选择的进化。德国的F. Weller用无机原料合成了尿素,证明了无机和有机圈的联系。施莱登和王石分别发现了植物细胞和动物细胞,消除了动物界和植物界之间的隔阂。在物理学中,能量守恒和转化定律(热力学第一定律)的发现表明了自然界各种运动形式之间的联系和统一。麦克斯韦电磁理论(见电磁世界图)证明了电、磁、光之间的同一性;热力学第二定律也揭示了物理化学过程的不可逆性等。这些由自然科学提供的关于自然的联系和发展的事实材料,大体上描述了一幅整个联系和发展的自然图景。于是,一切僵化的东西都融化了,一切固定的东西都消散了,整个自然界都在以一种永恒的流动和循环在运动,这就导致了辩证唯物主义自然观的诞生。自然科学经历了从物理科学到生物科学,从理论科学到技术科学的一系列革命,更加广泛和深刻地揭示了自然界固有的辩证法,从而丰富和发展了辩证唯物主义自然观。主要包括以下内容。

自然的层次结构现代科学表明,自然具有无限系列的层次结构,每一级都是这一系列不连续的“接合点”,表现为各种物质形态。从微观尺度来看,夸克(层)构成基本粒子,服从这一层次特有的定律,比如量子色动力学定律。基本粒子,主要是质子和中子,从量子场论的角度来看,任何微观粒子都是对应的场量子,既是不连续粒子,又是连续波,所以也可以称为“波粒”。

从宏观上看,各种物体都是由原子和分子组成的,各种天体系统都是由引力形成的。比如太阳系由太阳和行星组成,银河系由太阳系等恒星组成,星系团由银河系等星系组成,这是已知最大的宇宙系统——总星系。在地球上,分子不仅构成了各种无机的宏观物体,而且根据复杂程度的不同,还形成了有机分子、生物大分子、病毒、细胞甚至包括人类在内的各种生物有机体。因此,任何层次的物质形态都有内部结构,包括决定其性质和相互作用的各种因素。自然界的等级结构是无穷无尽的,人们对它们的认识不会终结。

辩证唯物主义自然观认为,运动是物质存在的方式,任何物质形态都处于不断的运动变化之中,任何事物的发展过程都是进化与退化、前进与后退、向上与向下分支、偶然性与必然性的统一。

19世纪的统计物理表明,单个热分子服从动力学规律,而由大量分子组成的系统则表现出一种概率行为,服从统计规律。到了20世纪,量子力学描述了微观物体的行为,本质上也是一种统计理论。而且可以认为量子力学的这种统计特征来自于单个粒子的行为及其运动的随机性。偶然性成为任何运动的本质属性,成为必然性不可或缺的伴侣。现代生物学也证明,在生物进化过程中,不仅遗传变异是随机的,自然选择也不是完全定向的,所以进化的方向包含着偶然因素。一些生物学家认为,分子水平的进化方向甚至不受自然选择的影响,也完全是随机的。这一切表明,自然不是某种有目的的预定计划的展现,而是新的可能性的不断出现。

19世纪,热力学第二定律首次揭示了物理运动的不可逆性,表明孤立系统的熵增是一个退化过程。20世纪中期,自然科学认识到所有自然事物本质上都是开放系统,它们不断与外界交换物质和能量,形成一个熵减的演化过程。因此,大自然总是在变化和发展的。任何物质系统都是在大量偶然的随机因素中发展的。在一定条件下,这种发展过程是偶然性减少的进化过程,而在另一些条件下,则是必然性减少的退化过程。这样,自然界总是经历一个进化与退化相统一的真实发展史,也是一个一些事物崩溃,另一些事物涌现的真实历史。

辩证唯物主义自然观认为,自然是各种事物相互作用的整体,也是各种行动过程的集合。一切自然事物,从原子、基本粒子,到银河系、银河系,到人、生物圈甚至社交圈,都是由各种元素组成的系统。大自然通过这些元素本身以及与外部环境的相互作用,形成整体的功能和特征。这也是一个信息反馈的过程。物质系统可能通过负反馈调节输入来维持相对稳定状态,也可能通过正反馈打破旧的稳定状态,建立新的稳定状态或趋于被破坏。因此,在这个动态过程中,每一层次的系统都会出现新的组合。它更有组织性,形成不同层次的物质形态。但是,不同层次的系统是同构的。事物作为一个开放的系统,处于内部和外部作用之中,都具有一定的自我调节和自组织能力。从这个角度来说,两者的区别只是组织层面的问题,所谓的“目的”无非是这个组织的表现。不同物质形态之间,首先无机物和有机物之间,无生命物质和生命之间,没有不可逾越的鸿沟,没有神秘的“隐莱希”和“活力”。物质结构每一层次的整体功能也意味着趋向更高层次的潜在可能性,在一定条件下也确实会导致新层次的出现。正因为如此,物质结构的无限层次恰恰对应着发展过程的无限系列;宇宙的空间结构图正好对应了宇宙在时间上的演化图景。

人与自然的统一,科技的发展不断改变着人与自然的关系,即人不是自然现象的简单旁观者,而是自然过程的积极参与者;不仅自然界处处打上人类的烙印,人类也在改造自然的过程中不断改造自己。新技术革命延长了人类的大脑,使人类有可能预见到自己进一步活动的社会后果,更有意识地调整人与自然的关系。这从根本上改变了人们对自然的态度:人类作为自然的一部分,不能凌驾于自然之上,向自然无限索取,而必须不断调整自己与自然的关系。使之和谐统一,在这个前提下满足自己的需求。辩证唯物主义自然观主张人与自然形成一个有机整体,人只有在人与自然的相互作用中才能认识自然和认识自己,建立起天人合一的辩证世界图景。