自然界的系統(tǒng)性

第三章自然界的系統(tǒng)性1

第一節(jié)系統(tǒng)是自然界的存在方式

在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的背景下，唯物主義自然觀的發(fā)展表現(xiàn)為：由“實(shí)物中心論”向“系統(tǒng)中心論”的轉(zhuǎn)變。這突現(xiàn)了相互作用的重要性。恩格斯曾經(jīng)指出，“相互作用是事物的真正的終極原因”，“我們不能追溯到比對(duì)這個(gè)相互作用的認(rèn)識(shí)更遠(yuǎn)的地方，因?yàn)檎窃谒澈鬀]有什么要認(rèn)識(shí)的東西了?！?一、系統(tǒng)的涵義系統(tǒng)一詞，在古希臘語中，帶有組合、整體和有序的涵義。貝塔朗菲將系統(tǒng)定義為:“處于一定的相互關(guān)系中并與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各組成部分(要素)的總體.”

3二、描述系統(tǒng)的基本概念1、要素，是構(gòu)成系統(tǒng)的組元或部分。

注意：?jiǎn)我灰夭皇窍到y(tǒng)，必須有兩個(gè)以上的要素才可能構(gòu)成系統(tǒng)。例如，一個(gè)苯分子的組成是六個(gè)碳原子和六個(gè)氫原子，在其中的每一個(gè)碳原子和氫原子都是苯的組成要素。

系統(tǒng)與要素是相對(duì)而言的，在一個(gè)系統(tǒng)中是要素的東西，在另一個(gè)層次上則可以是系統(tǒng)。它們之間存在著整體與部分之間的辯證關(guān)系。42、結(jié)構(gòu)，是系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的內(nèi)在的聯(lián)系，排列順序和組織方式。要素與結(jié)構(gòu)的關(guān)系任何一個(gè)系統(tǒng)都是要素和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體。要素是結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和物質(zhì)承擔(dān)者，要素的相互作用形成結(jié)構(gòu)。所以一個(gè)系統(tǒng)的性質(zhì)和功能首先依賴于它的要素。但是結(jié)構(gòu)對(duì)于要素有相對(duì)獨(dú)立性，在許多系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)功能的形成起著更為重要的作用。例如化學(xué)上的同分異構(gòu)體丁烷和異丁烷，構(gòu)成這兩個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)的要素完全相同，然而它們卻有著不同的性質(zhì)，這正是因?yàn)閮烧叩慕Y(jié)構(gòu)不同。5DNA分子模型63、環(huán)境，是指與系統(tǒng)發(fā)生相互作用，而又不屬于這個(gè)系統(tǒng)的所有事物的總和。環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的作用系統(tǒng)總是存在于一定的環(huán)境中，它對(duì)系統(tǒng)的生存和發(fā)展起著極其重要的作用，這表現(xiàn)為：（1）環(huán)境提供系統(tǒng)賴以生存的條件。例如在物理世界中，原子、分子這樣的物質(zhì)系統(tǒng)也只能存在于一定的溫度和一定的壓力這些外界條件中。至于生命系統(tǒng)，它所依賴的環(huán)境條件就更為茍刻。7

（2）環(huán)境對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行選擇和控制。隨著自然環(huán)境的變遷，自然環(huán)境便起著一種選擇的作用?！拔锔?jìng)天擇，適者生存”這個(gè)法則不僅是生物進(jìn)化的法則，也是一切自然系統(tǒng)的發(fā)展法則。環(huán)境還控制、影響著物質(zhì)系統(tǒng)的功能和演化的速度。84、功能，是系統(tǒng)在與環(huán)境相互作用中表現(xiàn)出來的特性。功能不是要素的屬性，也不是某個(gè)部分的屬性，而是系統(tǒng)整體才有的屬性。功能與結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系功能之所以為整體具有，是因?yàn)楣δ芤越Y(jié)構(gòu)為載體，是在各要素的功能耦合中實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)意義上說，功能是由結(jié)構(gòu)決定的。但是，結(jié)構(gòu)對(duì)功能的決定并不是單值決定，一種結(jié)構(gòu)可以表現(xiàn)為多種功能，一種功能也可以有多種不同的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。另一方面，功能又會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)生反作用。功能的發(fā)揮有時(shí)會(huì)損耗結(jié)構(gòu)，有時(shí)又會(huì)“改進(jìn)”結(jié)構(gòu)。生命系統(tǒng)正是在發(fā)揮功能中維持其結(jié)構(gòu)，并使結(jié)構(gòu)進(jìn)化的。9要素、結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境，是完備地規(guī)定一個(gè)系統(tǒng)所必須的四個(gè)基本因素。在這幾個(gè)基本因素的關(guān)系上，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的功能決定規(guī)律，即系統(tǒng)的功能是由其要素、結(jié)構(gòu)和環(huán)境共同決定的。換言之，系統(tǒng)的功能是要素、結(jié)構(gòu)和環(huán)境的函數(shù)。（Ｂ＝F(Ｅ，Ｃ，Ｓ)，Ｂ─功能或性質(zhì)、Ｅ─環(huán)境、Ｃ─要素、Ｓ─結(jié)構(gòu)）要素是系統(tǒng)功能的物質(zhì)基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)功能的重要根據(jù)，環(huán)境則是系統(tǒng)功能的外部條件。10三、系統(tǒng)的類型

根據(jù)系統(tǒng)有無生命特征，可以分為生命系統(tǒng)和非生命系統(tǒng)，后者又可進(jìn)一步分為物理系統(tǒng)和化學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)被人類的改造程度，可以將物質(zhì)系統(tǒng)分為天然系統(tǒng)、人工系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)。前者是未經(jīng)人類改造、依然按照其天然過程發(fā)展的物質(zhì)系統(tǒng)，如恒星；汽車、建筑物等人工創(chuàng)造的系統(tǒng)則是人工系統(tǒng)；而農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、水電站等可以看成是人的實(shí)踐活動(dòng)已參與其中的復(fù)合系統(tǒng)。11根據(jù)人們對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)程度，可以分為黑色系統(tǒng)、灰色系統(tǒng)和白色系統(tǒng)。它們反映了人對(duì)系統(tǒng)要素、結(jié)構(gòu)和功能認(rèn)識(shí)清晰、模糊和未知的不同認(rèn)識(shí)程度。黑色系統(tǒng)（黑箱）表示人們雖肯定它有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能，但對(duì)其組成要素和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一無所知。反之，對(duì)其結(jié)構(gòu)和組成要素已認(rèn)識(shí)清楚的，稱之為白色系統(tǒng)。介于二者之間的，稱為灰色系統(tǒng)。人們?cè)谡J(rèn)識(shí)過程中的努力目標(biāo)，就是使黑色系統(tǒng)變成灰色系統(tǒng)，進(jìn)一步變成白色系統(tǒng)。12非系統(tǒng)

自然事物孤立系統(tǒng)系統(tǒng)封閉系統(tǒng)無序系統(tǒng)開放系統(tǒng)穩(wěn)定有序系統(tǒng)有序系統(tǒng)非自復(fù)制系統(tǒng)穩(wěn)恒態(tài)有序系統(tǒng)自復(fù)制系統(tǒng)

依據(jù)物質(zhì)系統(tǒng)的內(nèi)在屬性，系統(tǒng)可分為：13說明：１、孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)孤立系統(tǒng)，是與外界環(huán)境沒有物質(zhì)和能量交換的系統(tǒng)。按照熱力學(xué)第二定律，孤立系統(tǒng)的熵只能增加，不會(huì)減少，即孤立系統(tǒng)的熵大于或等于零（△Ｓ≥０）。有人認(rèn)為，整個(gè)宇宙，由于“至大無外”，無所謂外界，因此，也就沒有與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，所以是個(gè)孤立系統(tǒng)?？藙谛匏巩?dāng)年就是據(jù)此得出宇宙“熱寂說”的。14封閉系統(tǒng)，與外界環(huán)境有能量交換但沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式：Ｅ＝ＭＣ2,能量是可以換算為質(zhì)量的。與外界沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)，自然也不會(huì)與外界有能量交換。但有時(shí)在能量交換中所涉及的物質(zhì)交換數(shù)量級(jí)極小，可略而不計(jì)，在這種情況下，我們便有了一個(gè)封閉系統(tǒng)。例如，如果忽略從宇宙空間落入地球上的流星和宇宙云埃，地球近似地可看作是一個(gè)封閉系統(tǒng)。在自然界中沒有嚴(yán)格意義的孤立系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)。開放系統(tǒng)，是與外界環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的系統(tǒng)。以下要分析的均為開放系統(tǒng)。15２、無序系統(tǒng)和有序系統(tǒng)，無序系統(tǒng)(或無組織系統(tǒng))的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)中各元素之間的相互作用相當(dāng)微弱，無明顯制約作用。例如一堆沙、星際彌漫物質(zhì)、天上的云彩、河里的湍流等。（2）系統(tǒng)中各元素隨機(jī)分布，系統(tǒng)的性質(zhì)不因各元素進(jìn)出而發(fā)生明顯的變化。從熵的觀點(diǎn)看，這種系統(tǒng)是系統(tǒng)熵增加到接近極大值的表現(xiàn)。無序系統(tǒng)不但是物質(zhì)系統(tǒng)的最初形式和孤立系統(tǒng)演化的最終狀態(tài)，而且也是宇宙系統(tǒng)的最普遍形式。宇宙中無序系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于有序系統(tǒng)，就象無理數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于有理數(shù)一樣。16有序系統(tǒng)，系統(tǒng)中元素之間有明顯的制約作用；元素之間的分布有一定的規(guī)則性。以下是有序系統(tǒng)的不同形式：主體－附屬系統(tǒng)，各部分分離后可獨(dú)立存在下去，如青苔與樹木、俘獲的行星與主天體組成的系統(tǒng)；主體－從屬系統(tǒng)，主體可以離開從屬部分而存在，但從屬部分離開主體便不能存在，如人的身體與手臂，太陽系和地球；互補(bǔ)系統(tǒng)，每一部分離開對(duì)方都不能獨(dú)立存在，如心臟與血液，樹根與樹皮。173、穩(wěn)定有序系統(tǒng)和穩(wěn)恒態(tài)有序系統(tǒng)這是對(duì)有序系統(tǒng)的進(jìn)一步分類。穩(wěn)定有序系統(tǒng)是指原子、分子、地球、天體這類系統(tǒng)，它們有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，穩(wěn)定有序系統(tǒng)與環(huán)境之間的物質(zhì)與能量的交換還沒有起到足以阻止熵增規(guī)律起作用的程度；第二，這種交換不但不能使系統(tǒng)自我更新，而且這種交換是系統(tǒng)轉(zhuǎn)化、破壞和瓦解的根源。穩(wěn)定有序系統(tǒng)在與環(huán)境的交換不能保持穩(wěn)定，不能保持自我更新。反之，如果原來是穩(wěn)定的系統(tǒng)，與環(huán)境隔絕之后卻能保持相對(duì)穩(wěn)定。18穩(wěn)恒態(tài)有序系統(tǒng)的特點(diǎn)與上述系統(tǒng)相反。第一，在這種系統(tǒng)中，系統(tǒng)與環(huán)境的物質(zhì)、能量和信息交換起著決定性作用。這種交換成了穩(wěn)恒態(tài)系統(tǒng)存在方式和基礎(chǔ)，這種交換一旦停止，系統(tǒng)就會(huì)分化瓦解。第二，正是這種交換使系統(tǒng)的熵保持不變甚至減少。例如，耗散結(jié)構(gòu)、生命系統(tǒng)、心理系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)，就是屬于這樣的穩(wěn)恒態(tài)系統(tǒng)。一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人貝塔朗菲曾將穩(wěn)恒態(tài)系統(tǒng)稱為“開放系統(tǒng)”。19第二節(jié)物質(zhì)系統(tǒng)的基本特征一、系統(tǒng)的整體性系統(tǒng)的整體性特征，也稱系統(tǒng)的整體性原理或系統(tǒng)的整體突現(xiàn)規(guī)律。它是一切系統(tǒng)的最基本的特征或規(guī)律。系統(tǒng)的整性特征，是指系統(tǒng)至少存在著一種其構(gòu)成要素所沒有的新的特征、性質(zhì)、功能或規(guī)律，或者說系統(tǒng)的性質(zhì)、功能或規(guī)律，不是其構(gòu)成要素的性質(zhì)、功能或規(guī)律的簡(jiǎn)單加和。這一規(guī)律可簡(jiǎn)單地概括為：“整體不等于部分之和”，或“系統(tǒng)質(zhì)不等于要素質(zhì)”。20恩格斯：“許多人協(xié)作，許多力量溶合為一個(gè)總的力量，用馬克思的話來說，就造成‘新的力量’，這種力量和它的一個(gè)個(gè)力量的總和有本質(zhì)的差別?！边@段話是對(duì)整體性特征的生動(dòng)說明。被稱西方經(jīng)濟(jì)學(xué)之父的亞當(dāng)·斯密，在《國富論》中提出了所謂的“看不見的手”原理。他指出，一群互不相干的人，每個(gè)人都追求自身的利益，在沒有政府指導(dǎo)的情況下，能夠創(chuàng)造出一個(gè)穩(wěn)定有序的而不是雜亂無章的社會(huì)。也就是說，追求私利的個(gè)人，由一只“看不見的手”引導(dǎo)，從事著有利于他人和整個(gè)社會(huì)的事情。此原理體現(xiàn)的正是“整體不等于局部之和”的觀點(diǎn)。21在生命起源的問題上，有一種古老的活力論學(xué)說。這種學(xué)說認(rèn)為，不可能從無生命中創(chuàng)造出生命。一個(gè)生物體是由完全平常的原子組成?；罴?xì)胞里的碳原子、氫原子、氧原子，與細(xì)胞外的原子沒什么兩樣。一些無生命的原子湊到一起怎么就成了有生命的東西。比如，我們可以觀察一個(gè)低級(jí)的細(xì)菌，它身上有復(fù)雜的功能，其體內(nèi)的情況象是一個(gè)井井有條的大城市。這上百萬的原子為什么得以組織起來，執(zhí)行如此復(fù)雜的功能，是因?yàn)橐磺谢钗镏刑砑恿四撤N非物質(zhì)成分，一種生命力，其本源來自上帝。22

支持活力論的一個(gè)論點(diǎn)與功能有關(guān)。活物的一個(gè)顯著特征是，它們的行為看上去都有某種目的，好象是指向一個(gè)具體的目的。這種目的性在較高級(jí)的生命形式中最為明顯。如，一個(gè)細(xì)菌也能表現(xiàn)出它在努力達(dá)到某些基本的目的，如取食。草履蟲23腺病毒T4噬菌體24

系統(tǒng)的整體性原理要闡明的正是系統(tǒng)的突現(xiàn)性質(zhì)，包括生命特征的突現(xiàn)，而不必求助于任何非物質(zhì)的東西。

整體性特征對(duì)于人們認(rèn)識(shí)自然和改造自然有著非常重大的理論意義和實(shí)踐意義。在理論上它揭示了自然界之所以有奇跡般的無限多樣性和無限創(chuàng)造力的根源，說明宇宙怎樣由為數(shù)不多的、相對(duì)簡(jiǎn)單的基本元素（夸克和輕子）組成豐富多彩的世界。25都江堰水利工程26“魚嘴”是都江堰的分水工程，因其形如魚嘴而得名，它昂頭于岷江江心，把岷江分成內(nèi)外二江。魚嘴分水堤2728飛沙堰的作用主要是當(dāng)內(nèi)江的水量超過寶瓶口流量上限時(shí)，多余的水便從飛沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情況，它還會(huì)自行潰堤，讓大量江水回歸岷江正流。飛沙堰溢洪道2930

寶瓶口，是前山伸向岷江的長(zhǎng)脊上鑿開的一個(gè)口子，它是人工鑿成控制內(nèi)江進(jìn)水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名寶瓶口。留在寶瓶口右邊的山丘，因與其山體相離，故名離堆。寶瓶口進(jìn)水口3132補(bǔ)充：系統(tǒng)的兩類整體特征對(duì)系統(tǒng)整體性的分析，有必要分辨兩類不同的特征：一類特征或功能來源于系統(tǒng)內(nèi)部的要素和結(jié)構(gòu)，可稱為系統(tǒng)的第一性特征；另一類特征或功能來源于系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用，可稱為系統(tǒng)的第二性特征。系統(tǒng)理論特別重視對(duì)系統(tǒng)第二性特征的分析。33舉例說明：（1）馬克思對(duì)商品的兩類特征的分析商品的第一性特征是它的使用價(jià)值，來源于勞動(dòng)的第一性特征，即具體勞動(dòng)。商品的第二性特征是它的交換價(jià)值，來源于勞動(dòng)的第二性特征，即抽象勞動(dòng)。商品的交換價(jià)值既屬于商品又不屬于商品，是一個(gè)可感覺而又超乎感覺的東西。34

如馬克思所說：“同商品體的可感覺的粗糙的對(duì)象性正好相反，在商品的價(jià)值對(duì)象性中連一個(gè)自然物質(zhì)原子也沒有。因此，每一個(gè)商品不管你怎樣顛來倒去，它作為價(jià)值物總是不可捉摸的?！痹诖嘶A(chǔ)上，馬克思揭示了資本主義生產(chǎn)是以價(jià)值規(guī)律的作用和剩余價(jià)值的生產(chǎn)為基礎(chǔ)的。35（2）馬克思對(duì)機(jī)器有形損耗和無形損耗的分析有形損耗是與機(jī)器的物理狀況的變化有關(guān)。這是一種自然產(chǎn)生的過程，是機(jī)器第一性特征即要素和結(jié)構(gòu)的變化。無形損耗是機(jī)器交換價(jià)值的損耗，是“在生產(chǎn)者背后完成的”，“機(jī)器除了有形損耗以外，還有所謂無形損耗。只要同樣結(jié)構(gòu)的機(jī)器能夠更便宜地再生產(chǎn)出來，或者出現(xiàn)更好的機(jī)器同原來的機(jī)器相競(jìng)爭(zhēng)，原有機(jī)器的交換價(jià)值就會(huì)受損失。在這兩種情況下，即使原有的機(jī)器還十分年輕和富有生命力，它的價(jià)值也不再由實(shí)際物化在其中的勞動(dòng)時(shí)間來決定，而由它本身的再生產(chǎn)或更好的機(jī)器的再生的必要?jiǎng)趧?dòng)時(shí)間來決定了。因此，它或多或少地貶值了?！?6（3）鄭和下西洋和西方的航海探險(xiǎn)

鄭和原姓馬，小字三寶，云南昆陽回族人。因隨明成祖起兵有功，被賜姓鄭，提任太監(jiān)，所以鄭和下西洋，又稱“三寶太監(jiān)下西洋”。西洋指現(xiàn)在南洋島和印度洋一帶。15世紀(jì)初，鄭和七下西洋，不但是我國航海史上的大事，也是世界航海史上的偉大壯舉。他的遠(yuǎn)航1405年開始的，要比西方人早半個(gè)多世紀(jì)，而且在組織規(guī)模和科技水平方面也都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過他們（1371-1435）3738鄭和歷次遠(yuǎn)航，人數(shù)均多達(dá)兩萬七八千人，包括行政官員、軍事人員、航海技術(shù)人員、船舶修造工匠、一般管理人員和辦理雜務(wù)的人員，以及通事（翻譯）和醫(yī)務(wù)人員。船只一百到二百多艘，其中長(zhǎng)度超過100米的大型寶船40至60艘。每次遠(yuǎn)航，耗費(fèi)巨大，增加了財(cái)政上的困難。被人們指責(zé)為是一項(xiàng)“弊政”。到后來，不但遠(yuǎn)航中止，連巨型船泊也不建造了，甚至連鄭和下西洋的檔案也被付之一炬。39

鄭和寶船40貝爾納說：“在技術(shù)上，中國人不難于早一百年就完成哥倫布和那些征服美洲者的功業(yè)。但是，中國人缺少動(dòng)機(jī)：中國的經(jīng)濟(jì)不需要貿(mào)易?！泵鞒勺媾舌嵑偷瘸鍪刮餮螅饕菫榱藬U(kuò)大國際影響，顯示中國的富強(qiáng)。出使時(shí)攜帶的物品大部是金銀、錢幣、瓷器、絲綢和鐵器（包括農(nóng)具）等生活和生產(chǎn)資料，大半作為禮品沿途分送各國的。而換取回來的多是“無名寶物”、“珍異獸”等專供皇家和官僚享受的奢侈用品。411487年，葡萄牙人巴?迪亞士率探險(xiǎn)隊(duì)繞行到非洲南端，葡萄牙國王把該地稱為好望角，表示到達(dá)印度已有了希望。1492年（也就是鄭和死后57年），哥倫布率87名水手和三只小船（船長(zhǎng)19米），到達(dá)美洲的巴哈馬群島，認(rèn)為已到了印度。1497年葡萄牙人伽馬率4只船，148名水手，到達(dá)印度，得到大量香料、絲綢、寶石、象牙，帶回的貨物是他遠(yuǎn)航費(fèi)用的60倍。大利所在，自然后繼有人。1519-1522年，葡萄牙人麥哲倫率船隊(duì)，完成了第一次環(huán)球航行。42西方的航海有兩個(gè)明顯的目的：1、科學(xué)方面的；2、經(jīng)濟(jì)方面的。航海的發(fā)展，繁榮了對(duì)外貿(mào)易，開創(chuàng)了造船工業(yè)以及有關(guān)部門。航海學(xué)校也在葡萄牙、西班牙、英格蘭、荷蘭和法蘭西應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)時(shí)的航海家被譽(yù)為“把新世界獻(xiàn)給了”人們。地理上的大發(fā)現(xiàn)，使當(dāng)時(shí)西方人感到一個(gè)新的時(shí)代即將到來。43火藥、指南針和印刷術(shù)是中國古代的三大發(fā)明，西傳之后對(duì)于近代歐洲的社會(huì)變革和科學(xué)興起產(chǎn)生了巨大的作用。馬克思把它們稱作“預(yù)告資產(chǎn)階級(jí)社會(huì)到來的三大發(fā)明”，弗朗西斯?培根認(rèn)為：“這三種東西曾經(jīng)改變整個(gè)世界事物的面和狀態(tài)，又從而產(chǎn)生了無數(shù)的變化看來沒有一個(gè)帝國，沒有一個(gè)宗教，沒有一個(gè)顯赫人物，對(duì)人類事業(yè)曾經(jīng)比這些機(jī)械的發(fā)現(xiàn)施展過更大的威力和影響?！?4但是，三大發(fā)明在它的故鄉(xiāng)命運(yùn)如何呢？用魯迅的話說“外國用火藥制造槍彈御敵，中國卻用它做爆竹敬神；外國用羅盤航海，中國卻用它看風(fēng)水?！?5二、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性（略）46三、系統(tǒng)的層次性1、什么是層次層次這一概念表征了系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同等級(jí)和水平，揭示了系統(tǒng)之間連續(xù)的縱向或垂直的聯(lián)系。任何一個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)都是一個(gè)具有層次結(jié)構(gòu)的物質(zhì)系統(tǒng)。劃分物質(zhì)層次，可以有不同的指標(biāo)體系。通常人們是按物質(zhì)客體的質(zhì)量和空間尺度大小劃分的。47層次并不僅僅是一種系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分層排布現(xiàn)象。比如，地球內(nèi)部由地核、地幔、地殼三個(gè)基本圈層組成，這并不意味著地球內(nèi)部就有三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。地球構(gòu)造48層次結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：第一，低層系統(tǒng)對(duì)高層系統(tǒng)有構(gòu)成性關(guān)系。低層系統(tǒng)必然是高層系統(tǒng)的構(gòu)成部分，而高層系統(tǒng)也只能以低層系統(tǒng)為存在基礎(chǔ)。第二，低層次系統(tǒng)之間存在著相互作用。由于若干系統(tǒng)之間經(jīng)相互作用而構(gòu)成新系統(tǒng)，才導(dǎo)致更高物質(zhì)層次出現(xiàn)和縱向?qū)哟伍g的質(zhì)的差異。隨著每一新物質(zhì)層次的形成，總會(huì)有新質(zhì)的突現(xiàn)和新功能的出世。在簡(jiǎn)單加和性關(guān)系中不會(huì)出現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)。492、自然界層次的劃分天體演化總星系星系團(tuán)星系恒星行星(地球)生物圈種群社會(huì)宇宙大爆炸夸克等基本粒子原子核原子分子大分子細(xì)胞個(gè)體人類社會(huì)物理進(jìn)化化學(xué)進(jìn)化生物進(jìn)化個(gè)體進(jìn)化路線群體進(jìn)化路線50生物的層次結(jié)構(gòu)512、層次間的因果關(guān)系不僅同一層次的物質(zhì)系統(tǒng)之間存在相互作用，而且在不同層次的物質(zhì)系統(tǒng)之間也存在相互作用。因果關(guān)系是相互作用的一種特殊的表現(xiàn)形式。不同層次的物質(zhì)系統(tǒng)之間存在著雙向因果關(guān)系，這就是上向因果關(guān)系和下向因果關(guān)系。52所謂上向因果關(guān)系，是指低層系統(tǒng)作為原因在高層系統(tǒng)中引起了一定結(jié)果。在上向因果關(guān)系中，低層次系統(tǒng)是高層次系統(tǒng)的基礎(chǔ)與載體，低層次系統(tǒng)的相互作用產(chǎn)生高層次系統(tǒng)，并從某些方面說明高層次系統(tǒng)的屬性或功能。例如，原子、分子、生物大分子等這些低層次上的物質(zhì)系統(tǒng)是——細(xì)胞這一較高層次物質(zhì)系統(tǒng)基礎(chǔ)和載體。53層次之間的差異首先來自上向因果關(guān)系的存在，即以低層系統(tǒng)及其相互作用作為原因?qū)е铝烁邔酉到y(tǒng)特點(diǎn)的出現(xiàn)。只要從低層系統(tǒng)的規(guī)律和相干特點(diǎn)出發(fā)，并考慮到相應(yīng)的對(duì)應(yīng)規(guī)則，高層系統(tǒng)的特點(diǎn)可以得到闡明。比如從化學(xué)規(guī)律出發(fā)加入一些邊界條件（例如生命大分子的結(jié)構(gòu)等）而導(dǎo)出對(duì)生命現(xiàn)象的解釋就是如此。54所謂下向因果關(guān)系，是指高層系統(tǒng)作為原因會(huì)在低層系統(tǒng)中引起某些結(jié)果。在下向因果關(guān)系中，高層系統(tǒng)對(duì)低層系統(tǒng)起制約、選擇作用。高層系統(tǒng)出現(xiàn)之后，低層系統(tǒng)及其規(guī)律并沒有消失。但是，它們是在高層系統(tǒng)的整體中活動(dòng)的，受到高層規(guī)律對(duì)低層規(guī)律的限制和影響，從而有了新的約束，其功能、屬性、規(guī)律會(huì)以揚(yáng)棄的形式表現(xiàn)出來。通過限制和影響，低層系統(tǒng)的活動(dòng)范圍、條件和方向均受到選擇，從而落入高層規(guī)律所允許的范圍內(nèi)。55比如，按熱力學(xué)第三定律，分子熱運(yùn)動(dòng)所表現(xiàn)出的溫度只有下限而無上限，但在高等生命體中受生理規(guī)律的調(diào)節(jié)，卻只有很小的變動(dòng)范圍。因此，從高層規(guī)律出發(fā)，考慮到相應(yīng)的邊界條件和對(duì)應(yīng)規(guī)則，也可對(duì)加入高層系統(tǒng)的低層現(xiàn)象作出解釋和預(yù)言。56關(guān)于還原論19世紀(jì)以來，還原論成為科學(xué)界廣泛接受的一種基本觀點(diǎn)，尤其在生物學(xué)中。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，各種生命過程，甚至人的思維過程，本質(zhì)上都可還原為物理和化學(xué)過程，都可以用物理和化學(xué)手段去研究，用物理和化學(xué)定律作出解釋。57

還原論的實(shí)質(zhì)是認(rèn)為根據(jù)對(duì)低層次系統(tǒng)的研究成果，可以知道高層次系統(tǒng)的性質(zhì)。這種觀點(diǎn)的不正確之處在于沒有看到不同層次具有不同的質(zhì)，當(dāng)?shù)蛯哟蜗到y(tǒng)作為要素加到高層次系統(tǒng)之后，由于要素之間的相互聯(lián)系和作用，它的屬性和功能就會(huì)受到某些約束，新的物質(zhì)層次出現(xiàn)后，新質(zhì)也隨之出現(xiàn)。58一個(gè)世紀(jì)之前，恩格斯就已明確表示不相信能把生命過程完全還原為化學(xué)過程的觀點(diǎn)，他說：“終有一天，我們可以用