认识世界的方式已经过时，科学在寻找新的出路——复杂科学的兴起
两个世界、两种文化观的矛盾及统一世界的探索
追求自然规律的普适性、永恒性、和谐性和简单性，企图以一种统一的、逻辑上的简单和谐的模式解释和构造自然界，这是自古希腊以来支配众多科学家探索大自然奥秘的强烈意愿和动力源泉。
回顾科学发展历程，我们可以清楚地看到先辈们追求的足迹。
在古希腊，先知者用水、火、数及柏拉图的“理念世界”来解释自然的统一性。
到了近代，伽利略、牛顿以物体相互之间的力的作用并给出量化数学公式来解释自然界的统一性，以为基于数学之上的力学规律就是自然的普适性和永恒性规律。
牛顿力学的成功甚至使不少科学家们相信：
大自然本身是很一致的，并且是很简单的。
“所有物理学家都同意这样的看法，即物理学的任务在于把自然现象归结为简单的力学定律”，“真理是在简单性中发现的，而不是在事物的多样性和纷乱中发现的。
至于世界，它向肉眼展出客观事物极其多种多样，在用哲学的理解去概观时，会显示出其内部组成是很简单的，以至理解得如此之好，从这些眼光来看它就是这样。
正是上帝工作的完美，以最大的简单性将它们全部创造出来。”
现代科学革命虽然打破了近代物理学用简单力学规律解释自然统一性的美梦，但爱因斯坦又以“力”和“场”的统一性解释自然。
他坚信自然界是简单和谐的，并以毕生的精力建造着世界普适和谐的统一规律——“统一场理论”。
爱因斯坦认为
- “自然规律的简单性也是一种客观事实，而且正确的概念体系必须使这种简单性的主观方面和客观方面保持平衡”；
- “人们总想以最适当的方式来画出一幅简化的易领悟的世界图景”。
著名量子力学创始人玻尔则把物质归纳成由电子和质子组成的简单的行星系统，认为这是物质的微观图景。
正如罗杰·豪歇尔评述的那样：
“他们寻求包罗万象的图式、普适的统一框架，在这些框架中，所有存在的事物都可以被表明是系统的，即逻辑的或因果性地相互连接着的。
他们寻求广泛的结构，这种结构中不应为‘自然发生’或‘自动发展’留下空隙，在那里所发生的一切，都应至少在原则上完全可用不变的普遍定律解释”。
但是，令人惊奇的是，在所有物质层次上，无论是基本粒子，还是天体宇宙、人类社会中，人们看到的是进化的不可逆性、复杂性结构增长、多样化和不稳定性。
众多科学家企图以因果决定论的、可逆的、必然性的统一模式解释自然，其结果只得到了一个幻影，这预示着自然科学文化观的破产。
20世纪科学的发展已清楚地揭示出牛顿传统理论描述的世界图景的局限性，并导出有机的、生态的世界图景。
“宇宙不再被看作是一架由许多互不相关的客体所组成的机器，而是一个和谐的、不可分割的整体，一个动态的关系网。”
“我们认识到我们是生活在一个多元论的世界之中”，“在所有的层次上，从基本粒子到宇宙学，随机性和不可逆性起着越来越大的作用。科学正在重视发现时间。”
自然界在不断的进化之中，进化的本质意味着时间和过程上的不可逆性。
自达尔文进化论发表以来，人们日益认识到，自然界、生物界和人类社会都处于不断地由低级组织结构向高级组织层次，从无序混沌状态向有序结构状态的发展过程中。
- 在生物进化和人类社会发展中，按斯达尔的说法，普适性法则只有在判定生物要死亡、要腐烂的意义上才适用于生物；
- 组成生物的物体是如此脆弱，如此易于分解，以至于假如它单单遵守物质的普适规律的话，它就无法逃脱在一瞬间腐烂解体的命运。
近代科学发现的是一个机械的、可逆的世界图景，牛顿成功地用他的经典力学“把不可分割天体和地球之间的壁垒推倒，并且把二者结合起来，统一成为整体的宇宙。”
但牛顿却把我们现实的世界一分为二，即分成一个物理的、存在的、量化的世界和一个生物的、演化的、不可逆世界，形成了两种科学——自然科学和人文社会科学，两类文化——物质和精神的对立。
两个世界、两种文化的分离，使人类这一世界的创造者在自己理性胜利的旗帜下失去了自己的理性：
“任何科学都把世界想象为按照一个把其各种财富归结为一般定律的简单应用的普遍的理论计划被统治着，借以把它自己当作是统治的工具。而人类，这个世界的陌生者，把自己当作它的主人。”
由此也导致了人类为满足无限增长的欲望而疯狂地掠夺自然资源，破坏着人类赖以生存的生态平衡，这也许就是自然科学排斥了人自身的代价。
早在古希腊，著名哲学家赫拉克利特就有一句名言：
“我们不能两次踏进同一条河。”
一切皆流，万物常新，他已认识到不可逆进化的意义。
近代文艺复兴时代的学者维科在其《新科学》书中写道：
“哲学家们竟会倾其全部精神去研究由上帝创造的因而也只有上帝自己才能认识的自然世界，他们竟会忽略对各个国家所组成的世界（或民众世界）的研究，而这是人创造的世界，因而人能够去认识它。”
他强调了重视研究人的世界的重要性。
德国辩证法大师黑格尔在《自然哲学》一书的导言中写道：
“自然必须看作是一种由各个阶段组成的体系，其中一个阶段是从另一个阶段必然产生”。
前一个阶段的产物总是后一个阶段的产物的基础。
他指出了一种自然形式和领域向一种更高的自然形式和领域的发展和转化，提出无机界向有机界发展和转化，有机界又向生命界发展和转化，提出了“自然界自在地是一个活生生的整体”[插图]的著名论断。
恩格斯评论道：
“黑格尔第一次——这是他的巨大功绩——把整个自然的、历史的和精神的世界描写为一个过程，即把它描写为处在不断的运动、变化、转变和发展中，并企图揭示这种运动和发展的内在联系”。
恩格斯认为：
“当我们深思熟虑地考察自然界或人类历史或我们自己的精神活动的时候，首先呈现我们面前的，是一幅由种种联系和相互作用无穷无尽地交织起来的画面”，“我们所面对着的整个自然界形成一个体系，即各种物体相互联系的总体。”
将自然界、人类和社会历史统一起来，看成是一个统一的自然历史过程，遵循着统一的客观辩证法规律，这正是马克思主义自然观的特点，它突破了两个世界（自然与人类）严格对立的传统观念，不仅确认自然界先于人、先于人类社会，而且明确地把人类社会看作是自然界的一部分，指出人类的“历史本身是自然界的即自然界成为人这一过程的一个现实部分”，“社会经济形态的发展是一种自然历史过程”。
马克思强调了自然与人、社会的统一，把人和社会包容于自然概念之中，强调了在对自然的理解中必须引进人的主体性因素。
在马克思的思想中包含着许多“人化的自然界”的思想。
19世纪末，著名哲学家柏格森也曾指出：
“所有科学性的局限性都可以物化为一个有决定意义的局限性，这就是它不能理解持续过程，因为它把时间物化成由某个决定论的定律连接起来的若干瞬时状态的一个序列”。
柏格森认识到自然就是变化，就是新事物的不断出现，就是在没有任何模式、本质上是开放的发展过程中被创造的整体。
“生命是在时间中进步和维持的”。
20世纪初，著名科学家薛定谔曾针对自然科学文化忽视人的因素指出：
“有一种倾向，忘记了整个科学是与总的人类文化紧密相连的，忘记了科学发现，哪怕是那些在当时最先进的，深奥的和难于掌握的发现，离开它们在文化中的前因后果也都是毫无意义的。”
20世纪最伟大的科学哲学家之一波普尔在其所著《开放的宇宙——关于非决定论的争论》中写道：
“我认为，拉普拉斯决定论似乎是由物理学中自明的确定论理论及它们那令人难以置信的成功所巩固的，它是我们认识和确证人的自由本性、创造性和责任中最顽固、最严重的困难。”
“时间和变化的实在性是实在论的症结。”
对波普尔来说，我们需要非决定论。
20世纪的科学史，是重新发现时间的历史，是从理论和实践上统一自然科学为人类社会科学的历史，是丰富和发展马克思主义关于自然、人与社会相统一辩证大自然观的历史。
爱因斯坦，这位开创现代物理学革命的旗手，尽管在思想深处仍偏爱牛顿传统的可逆性、简单性、单值决定论和还原论的观念，但他所创立的相对论理论则首次在科学上提出了“人化的自然界”思想。
相对论证实了物体的运动状态、时空特性、惯性质量等基本属性是相对于一定的参考系而言，因而对它们的测量和认识依赖于参考系的选择。
而参考系并非自为的，不会自动成为某一认识的要素，它总是相对于一定的认识系统和认识过程而言，总是人们为特定的认识目的而选择、甚至创造了的。
因为从认识角度看，参考系实际上是观察者研究、认识物体运动的手段或工具，是认识主体与认识客体的中介，三者构成了一个完整的认识系统。
在这个认识系统中，参考系不是独立的，它既与运动对象有着相对运动的物质关系，又作为观测者的认识工具而具有属人性和人为性。
这种属人性和人为性突出地表现在参考系中人为规定与设计的坐标系和时空度量系。
正是通过这种相互作用和关系，揭示了不同物质关系（参考系）中时空度量和特性的不同。
由此可见，爱因斯坦的相对论突出了参考系在人们认识中的地位，突出了认识中的主体性。
人所观察到的自然现象中，已经把人的因素包容进去了，自然现象成为“人化的自然界了”。
量子力学进一步深化了自然与人相统一的观念，强调了在微观领域主客体认识相统一的原则。
量子理论是关于微观客体的宏观度量理论，寻求的是在人工安排的特殊环境条件下各个观测结果间的规律性关系。
量子力学揭示出在微观客体的观测过程中，微观客体和测量仪器之间存在着原则上不可控制的相互作用，而这种相互作用却构成量子现象中的一个不可分割的部分：
任何观察量子现象的实验都隐含着发生在微观客体和测量仪器间的不能约化、不能确定的相互作用，并通过不可逆的放大作用呈现为测量仪器上的宏观效应。
也就是说，微观客体呈现什么现象，同与客体相互作用的测量仪器有关。
若观察者采用不同的测量仪器，则微观客体的行为也将表现不同。
量子力学关于微观客体的认识与人的主观选择不可分割理论说明，量子论描述的不是自然界本身，而是人选择了观测手段和主观认识方法后看到的自然界。
“这个客观世界在某种程度上是由我们的实际干扰和精细化的观察技术造成的”。
它反映了人们和自然界相互作用的特征，正如著名物理学家玻尔所说：“在生存的伟大戏剧中，我们即是观众又是演员”。
颇为引人入胜的是，量子理论确认整个自然界存在着不可分割的量子关联，它向人们呈现了有关本体论的新内容：
自然界是一个不可分割的整体，这个整体中的各个部分是普遍关联的，即使其间不存在物理相互作用。
法国物理学家德斯帕纳曾用一个生动的比喻说明量子关联的神秘性质，即这种神秘的量子关联可以比作一对对夫妇参加一场考试，他们所作出的答案之间有着不可思议的关联。
许多对夫妇进入考场大楼以后，每对夫妇都分别进入两个考场，奇怪的是，对于每一对夫妇来说，对同一道题，丈夫和妻子均选择了相反的答案。
- 参加考试的人事先是不知道考题的，他们不可能事先作出约定；
- 他们在不同的考场，彼此之间又没有任何通讯联系，他们竟然总是对同一道题给出相反的答案，多么令人费解？
这仿佛夫妇之间存在着某种“神秘的联系”。
的确，在微观世界的认识中，用仪器检测相关的原子对、光子对、电子对等时，得到的答案正好与这种夫妇考试的情况相类似。
量子关联已被物理界完成的许多实验所证实，它反映了客观存在的不可分离性，说明自然界是一个不可分、密合的整体。
当我们深入到物质内部时，自然显示给我们的不是任何孤立的基本建筑材料（原子、电子、基本粒子），而是一个统一整体的各个部分的关系所组成的一个复杂的网。
正如海森伯所描述的：
“世界表现为条件的复杂交织物，其中有各种不同的联系和相互交替、交错或混合，从而确定了这一整体的结构”。
从量子关联的观点来看，人们在观察宇宙的某一局部时，远离这一部分的量子系统也会发生量子跃迁，即使这两部分之间已经不存在实际的力的相互作用。
这样，当人们观察自然界时，自然界就发生了某种变化，因而观察到的自然现象就不再是绝对的天然的自然界，而是“人化的自然界”。
不仅如此，美国著名科学家惠勒还由量子力学的新思想出发，进一步提出了“参与者的宇宙”概念。他写道：
“在某种奇特的意义上，量子原理告诉我们，我们正在研究一个参与者的宇宙”。
“观察参与者把有形、实在赋予时下的宇宙，也追溯到宇宙的起源”。
他把整个宇宙当作一个观察者参与的“自激发电路”，认为宇宙自大爆炸开始，膨胀尺度不断变大，千百万年后从中产生了观察者及观察仪器，这种观察又会反过来对宇宙产生不可忽视的影响。
- “参与者的宇宙”向人们提供了有关人与宇宙的统一的自然观念，说明人是宇宙中的人，他以自己的方式来描述宇宙；
- 宇宙是人的宇宙，它以人类活动的对象和结果出现；
- 宇宙通过人类最终获得了自我认识。
“正是在这里，开始了宇宙中最伟大的长征——自然界以人类的形式开始认识它自己”。
总之，近代科学为我们描绘了一幅按人的尺度创造出来的可逆的、静止的、存在的、机械的世界图景，近代自然哲学又以其在时间概念上的可逆性佯谬和还原论认识方法，导致了脱离与社会、生命和历史的任何联系而将人自身排斥于世界之外的认识误区。
两个世界，两种文化的对立使人类社会在充分享有科学创造的物质文明成果时，也造成了人类生存的危机。
“拉普拉斯小妖”几百年来一直激励着科学家不断探索存在与演化并存的自然界，打破两种文化的对立，创造自然、生命、人和社会统一和谐的新理论。
20世纪上半叶，现代物理学取得革命性进展，开创了人与自然相统一的历程。
为了克服自然哲学传统思想的认识误区，沟通自然科学与人文科学之间信息，开辟和拓宽人与自然对话的新途径，自20世纪60年代以来，在前人探索的基础上，先后创立和发展了一批诸如耗散结构理论、协同学、突变论、超循环论、混沌理论等新兴综合理论，形成了对大自然新的认识视野和思维框架——即探索复杂性自组织演化的世界。
正如普利高津所指出的那样：
“两种文化的对立很大程度上就是起源于经典科学的没有时间的观点与在大多数社会科学和人文科学中普遍存在时间定向的观点之间的冲突。……科学正在重新发现时间”。
“人类正处于一个转折点上，正处于一种新理性的开端。在这种新理性中，科学不再等同于确定性，概率不再等同于无知。……我们确实处于一个新科学时代的开端。我们正在目睹一种科学的诞生，这种科学不再局限于理想化和简单化情形，而是反映现实世界的复杂性，它把我们和我们的创造性都视为在自然的所有层次上呈现出来的一个基本趋势。”
“我们只是刚刚开始认识自然的这个层次，即我们所生活的层次”，在这个自然层次上，“时间与现实是紧密关联的，对于人类来说，现实是嵌在时间流之中的”。
普利高津认为，对时间之矢和不可逆性、复杂性的排除是经典定义上的科学事业所引起的文化争端的中心，而今天我们已经发现，“我们自己处在一个可逆性和决定论只适用于有限的简单情况，而不可逆性和随机性却占统治地位的世界之中。”
“人为过程可以是决定论的和可逆的，自然的过程包含着随机性和不可逆性的基本要素，这就导致了一种新的物质观，在其中，物质不再是机械世界中所描述的那种被动的实体，而是与自发的活性相连的。”
普利高津宣称：“科学正通过把自己从认识自然的过时形式中解放出来而得到了发展。”