16—18世纪，唯物主义的胜利是同自然科学，特别是力学的诞生和发展紧密地联系在一起的。

哥白尼日心说的确立是对统治欧洲两千多年的神创论的唯心主义世界观的第一个致命的打击。伽里略开创了经验自然科学，他第一个用望远镜观察天体，通过实验发现了自由落体定律和惯性定律，奠定了经典力学的基础，有力地支持了哥白尼的日心说。开普勒发现了行星运动三定律，进一步充实了哥白尼的学说。最后，牛顿发现了万有引力和力学的三定律，证明地上的物体和天上的星体都统一地服从具有数学精确性的自然规律，给唯物主义的世界观奠定了坚实的科学基础。

这一时期的唯物主义，主要包括17世纪英国的经验哲学和18世纪法国的自然哲学，一方面正确地肯定了世界的物质性，运动及其规律的客观性，但另一方面又囿于当时的力学成就，带有形而上学和机械唯物论的局限性，并且留着一条神创论的尾巴。这后一方面的主要事例是牛顿的绝对时空，拉普拉斯的机械决定论和牛顿保留的上帝给予宇宙的“第一推动力”。

19世纪马克思和恩格斯创立的辩证唯物主义也是建立在当时自然科学的新的伟大成就的基础之上。

康德关于太阳系演化的星云学说在上述机械唯物主义的世界观上面打开了第一个缺口。接着，地质学和古生物学的发现证明地球及其生物有逐步演化的历史。门捷列夫的元素周期表的发现又显示出，组成物质的几十种元素，有周期性的演变规律。最后，给新的辩证的自然观以直接推动的是自然科学的三大发现：细胞学说，能量守恒和转化规律，以及达尔文的生物进化论。

这种辩证的唯物主义的哲学一方面有力地论证了自然、社会和人类的思维都统一地服从黑尔格原先唯心地揭示的辩证的发展规律——对立统一规律，量变过渡到质变的规律和否定之否定规律；但另一方面，它仍然不可能超出上一个世纪自然科学的局限性，因而不可能打破牛顿的绝对时空，不可能完全克服绝对不变的物质和决定论的局限。

对这后一点，恩格斯是有清醒认识的，所以在晚年，他总结唯物论的自然观的发展规律，留下了一条重要的哲学遗嘱：“随着自然科学领域中每一个划时代的发现，唯物主义也必然要改变自己的形式。”[1]

20世纪自然科学划时代的伟大发现

在撰写本文的此刻(1996年)，20世纪已接近它的终点。回顾这一百年，自然科学究竟有哪些具有划时代意义的伟大发现呢?我愿举出以下五个：相对论、量子力学、大爆炸宇宙学、生物遗传基因和系统科学。它们改变了人类认识到的自然界的图景，迫使唯物主义——如果它要存在下去的话——改变自己的形式。下面我们先将这五个伟大发现做一简介。

1.相对论

爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，光是没有静止质量的波，能以每秒30万公里的速度传播，这是速度的极限，其他有静止质量的任何粒子均不可能达到这个速度。光速是绝对的，它不随光源和观察者的速度而改变。由此推断出，物体的质量会因运动的能量而增大，速度越高质量越大，达到光速时质量会变为无限大。进一步推导出著名的公式E＝mc2——能量等于质量乘以光速的平方。这样一来，在上一世纪的经典物理学中永恒不变的绝对的物质变成一种相对的存在了，其质量随速度变化并且可转化为能量。

狭义相对论还彻底改变了我们关于时间和空间的概念，因为从这个理论可以得出这样一些推论：沿着长度方向高速运动的尺子的长度会变短，对静止的观察者来说高速运动的时钟要比另一个静止的时钟走得慢，因此每个观察者有他自己的时间度量，没有绝对的时间和空间，只有依附于不同惯性参照系的相对的时间和空间。

在1905年提出狭义相对论之后，为了找到一种与这种理论一致的引力理论，爱因斯坦做了不懈的努力，并于1915年提出了广义相对论。在深入分析引力质量同惯性质量等价这一事实的基础上，他提出引力场同加速度场局域性等效的概念，因此引力同电磁力、弱力和强力不一样，它可以在局部范围内被削除掉。实事上，引力只不过是时空被在其中分布的质量和能量弄“弯曲”后产生的效应。进一步又提出时间和空间的性质应当由物质运动决定这一革命性的思想。总结广义相对论的基本观点，爱因斯坦曾写道：“空间时间未必能被看作是一种可以离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间中，而是这些客体有着空间的广延。因此，空虚空间这个概念就失去了它的意义。”[2]广义相对论很好地解释了牛顿引力理论解释不了的三个现象：水星近日点进动的反常，光线在引力场中的变曲和引力转移效应。特别是1919年，当A·S·爱丁顿领导的日蚀观测队在西非几内亚湾的索布拉尔岛测到了星光经过太阳的偏离，广义相对论在全球引起了轰动效应，爱因斯坦成了取代牛顿的20世纪的天才。

2.量子力学

在19世纪末叶麦克斯韦已经将电场同磁场，电学和磁学统一起来，并预言了电磁波的存在，指出光就是一种电磁波。

1900年普朗克提出，光、X射线等是按他称为量子的波束的形式发射，换句形象的话说，就是一份一份地发射。每个量子有一定数量的能量，波的频率越高，其量子的能量就越大，发射它消耗的能量就越多，因此任何光源都不可能以高频率做无限的发射。

这以后在欧洲有大批科学家投入这方面的研究，发展出一种适合微观世界应用的新力学——量子力学。量子力学有一条重要的原理是海森伯提出的测不准原理。为了预言微观粒子未来的位置和速度；就必须测定它目前的位置和速度，为此就必得用光照亮它。我们不可能用任意小的光去照，至少要用一个光量子。假如我们因此测准了该粒子的位置，那么在这同时那个光量子的能量已经改变了该粒子的速度因此我们不可能同时测得该粒子的速度；而且，我们愈是要做更精确的测量，就愈是要用更强的光，其量子携带的能量就愈高，造成的干扰就愈大，测得的结果就愈不精确。因此，我们不可能同时测定一个粒子的位置和速度。

拉普拉斯在上一个世纪断言，应当把宇宙的现在状态看作以前状态的结果，以后状态的原因，因此只要知道某一时刻施加于自然界的所有作用力以及自然界所有组成部分的状态，就能把它们纳入一个统一的公式，并且推断出它们在过去和未来任意时刻的状态。现在，测不准原理彻底结束了这种建立在机械决定论的宇宙模型上的梦想：如果我们连作为宇宙组成部分的一个粒子的目前状态都测不准，那么我们怎么可能预计宇宙所有部分未来的状态呢!量子力学以后的发展是把粒子的速度和位置结合在一起，叫做量子态。它所能做的最多就是观测和预计出现不同的量子态的概率各是多大。这样，量子力学就把不可预测性和随机性引入了科学。

量子力学的第二条重要原理是微观粒子的波粒二象性。早在17世纪牛顿就提出了光的微粒说，而同时代的另一位科学家惠更斯则提出光的波动说。以后，通过试验发现的光的干涉和衍射现象证实了光的波动性，麦克斯韦等人又从理论上把光解释为电磁波。到20世纪，先是普朗克把光解释为能量子，随后人们发现光在黑体辐射、光电效应等现象上又表现出微粒性。据此，爱因斯坦把组成光的微粒命名为光子，并从数学上把光的波动性和微粒性联系起来。1923年德布罗意提出电子、原子等都有波粒二象性的假说，科学家们用大量试验证明了这一假说的正确性。

微观粒子的波粒二象性有力地证明了客观世界的复杂性和多样性，同时还证明了人的认识能力的局限性。在量子力学随后的发展中另一重大发现是泡利不相容原理，它是物理学家泡利在1925年提出的。科学家们发现，对所有的微观粒子均须从静止质量、电荷、自旋和平均寿命四方面来描述。光子等具有整数自旋(0，1，2……)的粒子被称为玻色子，电子、中子、质子等具有半整数自旋(1/2、3/2、5/2……)的粒子被称为费米子。不相容原理告诉我们，在全是费米子的系统中，不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的量子态；这个原理又可以特定地、等价地表述为，原子内不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。这条原理是原子内电子壳层结构的基础，又从宏观上说明由费米子构成的物质系统会产生出抗拒引力收缩的斥力。

3.大爆炸宇宙学

这样，到20世纪中叶，人类已有了三种力学：描述微观现象的量子力学，描述中观现象的牛顿力学和描述宏观现象的相对论力学。按照相反相成和极端相合的原理，正是在相对论力学和量子力学的会合处产生出了大爆炸宇宙学。

其实，早在300年前，如果有一位聪明人按牛顿的万有引力定律动一下脑筋，就会得出结论：所有的天体不可能处在一种静态的分布当中，它们要么按照万有引力互相接近，要么按照超过引力的某种斥力互相远离。

1917年爱因斯坦发表了一篇论文，创立了现代宇宙学。1922年弗里德曼(Alexander Fiedman)大胆舍去爱因斯坦提供的方程中的不必要的“△项”，得出了一个膨胀的宇宙模型，并证明这种膨胀会在某一天停止，然后会开始一个收缩过程，直到宇宙中所有的物质都重新集中到一个“奇点”上。

那么，这个膨胀的宇宙模型是怎样逐步被证实而为科学界普遍接受的呢?第一个直接的证据是哈勃发现河外星系的谱线红移。

从1908年起，美国在西部架设了一系列越来越大的天文望远镜，用来观测弗里德曼通过计算预言的现象。从1919年起在加州威尔逊山天文台投入这方面工作的哈勃(Edwin Hubble)获得了一系列惊人的发现。先是发现在银河系以外有许多同我们的银河系一样的星系。然后发现这些星系都像从散射弹枪射出的散弹一样，正在彼此飞离。最后，在1929年他宣布，在研究24个星系的光谱后，获得的数据证明，各星系远离的速度与它们同银河系之间的距离成正比。

所谓“光谱”，这里指每个星系发出的光按波长同颜色的对应关系分布的谱线，蓝端波短，红端波长。星系向我们靠近，距离缩短，波长亦压短，其谱红“蓝移”；反之，远离我们而去，距离伸长，波长亦拉长，其谱线“红移”。哈勃发现24个星系的光谱谱线，无一例外，都是红移，这就是宇宙在不断膨胀的铁证。

第二个直接的证据是3K微波背景辐射。

1948年伽莫夫(George Gamow)等人就根据广义相对论和弗里德曼模型提出宇宙热大爆炸起源说。通过计算他们有两个预言：大爆炸早期有一个超高温超密度阶段，现今宇宙中的氢和氦是这个阶段末期核合成的产物，其比例是3∶1，因此氦应占宇宙总质量的1/4；那时的超高温一直在缓慢下降，到目前应为10K左右，因此整个宇宙应当有同这个温度相应的微波背景辐射。

1964年，美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯(Arnold Penzias)和威尔逊(Robert Wilson)在做射电天文观测时无意发现了一个其强度相当于3.5K的噪声，在各个方向上它都显得像是恒定的，且无法作为噪声消除。他们把这一奇怪的发现公布出来之后，普林斯顿大学的一批物理学家对它作出了解释——这就是人们一直在寻找的伽莫夫预言的宇宙微波背景辐射，它是宇宙大爆炸起源留下的另外一种“活化石”。

第三个直接的证据是25%的氦丰度。

在本世纪，科学家们用光谱分析方法和宇宙线方法对许多不同类型的天体的氦丰度做了测量，两种方法所得结果都表明，它们有大致相同的氦丰度，其值在25%至30%之间。这样，第三种“活化石”也找到了，它同样证明了大爆炸宇宙学的可信性。

需要说明的是，在本世纪大爆炸宇宙学已发展得比较成熟，并且建立了标准模型，但仍然有一些解释不了的现象，所以，到80年代，又发展出作为补充的暴涨模型。它用真空相变，真空的对称性破缺以及从真空中产生出粒子并释放出潜热这样一段过程来描述大爆炸最初瞬间的情况。由于它能解释余下的那些现象而被纳入了标准模型。

 

4.生物遗传基因

生物遗传学和奠基人是奥地利的一位神父和教师孟德尔(Gregor Tohann Menodel)。从1856年至1863年，他进行了8年豌豆杂交试验，发表题为《植物杂交试验》的论文。他在文中提出“遗传因子”这个概念，这就是后来的“基因”概念。还提出显性性状和隐性性状等基本概念，发现了孟德尔定律，包括“分离定律”和“独立分配定律”。其基本思想是遗传因子是独立地分别进入不同的配子中，并不能混合；或者作为显性因子在下一代配子中表现出来，或者作为隐性因子在隔代配子中表现出来。直到1900年，又有几位生物学家分别独立地获得了与孟德尔相似的发现，孟德尔40年前发表的论文才引起人们的重视。

从美国生物学家摩尔根(Thomas Hunt Morgan)1910年发表关于果蝇的性连锁遗传 开始，遗传学进入细胞遗传学时期。孟德尔领导的被称为“蝇室”的研究室，通过对果蝇的遗传的长期研究，最终确定生物遗传基因排列在细胞内线状的染色体上，确立了遗传的染色体学说。

1953年，沃森(James Dewey Watson)和克里克(Francis Harry Compton Crick)根据用X射线对组成染色体的脱氧核糖核酸(DNA)大分子的晶体做的衍射研究结果，提出了DNA的双曲螺旋结构学说，开创了分子遗传学的新纪元。经过半个世纪的推进，控制生物遗传、性状和行为的生物遗传基因的秘密已经揭开了。

生物遗传信息的载体是脱氧核糖核酸，简称DNA。它是一种很长的核苷酸多聚体，后者由碱基、核酸和磷酸三部分组成。碱基有4种，排列组合次序不同的每三种构成一个三联密码子，一共是64个密码子，它们就是记录生物遗传信息的“文字”。DNA分子由两条平行的链组成，在细胞分裂繁殖时，两条链分开，每条链都可以作为模板，形成新的互补链；在有性繁殖时，则是精细胞的一条DNA链同卵细胞的一条DNA链结合，形成受精卵细胞内的DNA双链。这样准确地复制就保证在亲子两代细胞之间生物遗传信息能准确地传递。

遗传过程有一条中心法则：DNA→mRNA→氨基酸→蛋白质。遗传信息传递的第一步是DNA自我复制；第二步是DNA记录的信息转录到被称为信使mRNA的核糖核酸的核苷酸序列上；第三步是由被称为转移tRNA的接应体从中牵引，每三个特定序列的核苷酸决定一种氨基酸分子的排列位置，这就是说，遗传信息被翻译成氨基酸语言了；第四步是若干种氨基酸分子按遗传信息规定的次序排列起来构成一种具有特定生命功能的蛋白质大分子。

生物遗传信息的信息量之大是惊人的。有一种最低等的生命系统噬菌体φ×147病毒，其DMA很短，所含信息若翻印成人类文字不过一、二页。大肠杆菌的DNA长1000微米，含有能制造2000—3000种蛋白质的信息，翻印成书有2000页。人的每个细胞有染色体23对(46条)，包含核苷酸80×107对，每条染色体有1.75×106圈，46条总长度达6英尺，内中有10亿个基因，全部信息若翻印成书将厚达100万页，远远超过大英百科全书的页码!现在，这10亿个基因的位置和遗传功能有一部分已搞清楚了，科学家们正在紧张地绘制人类生物遗传基因的全图。

5. 系统科学的诞生

从16世纪科学的诞生之日起，到20世纪中叶，近代科学主要是用分析的方法做研究：学科越分越细，研究的范围越来越狭窄，研究的对象越来越细微。

可是，从本世纪后50年代起，科学的图景发生了全面的变化，出现了用综合方法、整体论方法做研究的新趋势。在短短50年内，控制论、信息论、系统论、耗散结构理论、协同论、超循环理论、突变理论、混沌理论……如雨后春笋般冒出来了，组成了被统称为系统科学的新的学科群。

科学的图像在一夜之间变了：从一维变成了二维。其中，在自然科学维上排列的物理、化学、生物等学科，主要研究实体，主要方法是在实验室里做试验；在系统科学维上排列的系统论、控制论、信息论等，主要研究关系，主要方法是在计算机上做模型。前一个维度叫硬科学，后一个维度叫软科学。系统科学的概念、原理和公式等，对自然、社会和人都适用，所以又被称为跨学科研究和横断科学。

下面我们就把系统科学的主要学科做一最简略的介绍。

控制论的创始人是维纳(N.Wiener)、艾什比(W.R.Asbby)和比尔(S.Beer——阿根廷科学家、诗人)。他们在50年代初期，在相对独立的环境条件下，各自提出了类似的科学思想。控制论的核心问题是研究动物、人、机器和社会都具有的利用信息，特别是反馈信息，保持系统内环境稳定和追求外环境目标的行为。

信息论的创始人是申农(C.E.Shannon)，他在1948年发表长篇论文《通讯的数学理论》，奠定了这门科学的基础。他运用概率统计方法建立了通讯系统模型，把信息定义为“用来消除或减少接收者认识上的某种不确定性的东西”，设立了信息的度量单位“比特”，导出了计算信息量的数学公式，并指出这个公式同统计物理上计算熵和公式是一样的，只是多一个负号。

系统论是一般系统论的简称，它是由L·贝塔朗菲(L.Von.Bertalanffy)等人在60年代创立的。他们创立的系统论是类比型的开放系统理论。开放系统是同环境有物质、能量的信息交换的系统，生物机体就是典型的开放系统。他们把在生命系统研究中获得的模型、概念和原理，类比应用到其他领域的动态开放系统中，提出一种新的系统科学范式。此外，还有克勒(E.Klir)创立的一般系统论和乌约莫夫(A.И.Yeмoв)的参量型一般系统论，他们的“系统”概念更宽泛，被定义为“具有某种属性的关系”，因而涵盖面更广，普适性更强。

耗散结构理论是研究远离平衡态的开放系统从无序到有序的自组织演化规律的一种理论。他是普利高津(Ilya Prigogine)在60—80年代发展起来的。一个远离平衡态的开放系统，内部元素之间存在非线性相干作用，在不断地与环境交换和能量的条件下，当某个参量的变化达到一定阈值时，通过某个涨落的放大，它可能发生突变，即非平衡相变，由原来的无序状态转变为一种在时间、空间或功能上的有序结构。这种结构要通过不断地与环境交换能量，不断地消耗熵值低的能量才能创生、维持和进一步演化，所以叫耗散结构。这种理论可广泛地应用于物理、化学、生物、社会和生态系统。

协同学是哈肯(HHaken)在70年代创立的又一种系统自组织理论。其中心课题是研究生命和非生命世界中的系统，通过下层系统之间的协同作用和相干效应，在宏观尺度上形成有序的结构的规律。他分析了系统中众多参量在临界点处的行为，发现一类是阻尼大，衰减快的快弛豫参量，叫做快变量；另一组是临界无阻尼的慢弛豫参量，叫做慢变量。是慢变量主宰着系统演化的整个进程，决定演化出的系统的结构和功能，所以叫表示系统有序度的序参量。这样可以在方程式中消去大量的快变量，得到只包括一个或几个参数的序参量方程，使求解大大简化。协同学揭示了系统内部协同和竞争的关系，发现序参量之间的合作和竞争决定系统的演化过程。

超循环理论是艾根(Manfred Eigen)在70年代创立的又一种自组织理论。它解决的是生命起源过程中化学分子和生物大分子的自组织机理。超循环从字面意义上讲就是循环之上的循环。这里的循环是指多步骤的化学反应系列形成的首尾衔接的循环圈。更具体地说是多种化学反应的产物自催化和交叉催化最后连锁形成的第三级循环圈。这样的系统是稳定的，有了适应、突变、竞争和参与进化选择的功能。进一步的研究发现，通过形成超循环结构而进化到更高层次的机制在生物、社会和生态系统的进化过程中是普遍存在的。

突变理论是由托姆(R.Thom)首创发展起来的应用于系统研究的现代数学理论。在现实世界中存在两类变化，一类是连续的、渐进的，可用微积分学做定量描述；另一类是非连续的、跳跃的，一直没有可用的数学工具。突变理论就是为解决这个问题而创立的。它以微分方程的定性理论、分支理论、奇点理论和拓扑学作为基础，用势函数把奇点(临界点)分类，进而研究各种临界点附近非连续性变化的特性，为“初等突变”建立了折叠突变、夹点突变、燕尾突变等七种变换形式，均能得出比较可靠的结果。

混沌理论是70—80年代发展起来的一门新学科，它研究原来是稳定的，或周期运动的系统突然跌入无序的混乱状态的规律。科学家们发现，非线性所引起的两变量间依从关系的多值性是导致分叉、跳跃、突变的基本原因。混沌状态系统的两个基本特点是不可预言性和对初始值的极端敏感性，即初始条件微小差异会被迅速放大而导致系统状态出现截然不同的图像。系统内在有序性的源泉是一种被学家称为吸引子的终态，它好像是一个点，把描绘系统状态的曲线紧紧吸引住而保持某种构型。混沌系统有不同于固定吸引子、周期吸引子的奇异吸引子。混沌系统是通过倍周期分叉而跌入混沌的。1976年，M·J·费根鲍姆(M.J,Feigenbaum)发现，一个系统最终变成混沌状态的方式和速率与方程本身无关，只依赖于现今称为费根鲍姆常数的两个数：δ＝4.6629……它反映分叉序列的收敛速率；d＝2.5029……它表示分叉谱和混沌带满足标度无关性，且具有无穷嵌套自相似的几何结构。混沌理论的这些发现使科家们大为惊异：原来在混沌系统表面的无序和混乱现象下面隐藏着奇特和精微的秩序!最近，耗散结构理论的创立者，诺贝尔化学奖得主I·普利高津写道：“40年前，投入固体物理学和信息科学研究的科学家可能一直只有数百人的样子。今天，这些领域的重要性已经达到可能对人类历史产生决定性影响的程度。投入这些领域的专家的人数一直在激增，增长之快前所未有，包括佛教和基督教的传播在内。”[3]由此可见系统科学在世界范围内发展之快，影响之大。

进化——新的宇宙图景

将上述五方面具有划时代意义伟大的发现串到一起，或整合到一起，我们就会得到一幅新的宇宙图景——比上一世纪的自然科学提供给我们的那幅图景完整得多，细致得多，真实得多；但是，它不是一幅静态的存在的图景，而是一幅动态的演化的图景。

我们的宇宙是从某种状态的原始宇宙，通过一次大爆炸，然后一步一步进化出来的，至今已有100—150亿年的历史；它还在继续进化，同时又以很高速度在膨胀，可是，终有一天，至少在100亿年以后的一天，那场大爆炸所产生的斥力将耗尽，宇宙将开始一个相反的过程，同进化相反的退化过程——引力收缩，坍塌，瓦解，回到原始宇宙的状态。这一点已为科学界普遍接受，即接近形成定见。

然后，那原始宇宙究竟是一种什么状态，却远未形成定见；严格地说，这是一个科学还没解决好的问题，或者说，按人类现有的知识还不可能准确说明的问题。

最初，按弗里德曼(A.Friedman)根据爱因斯坦的广义相对论建立的模型，宇宙中必有奇点——空间的曲率无限大，物质和能量的密度无限大，时间和空间终结，一切物理定律均失效。许多恒星的终极状态，我们的宇宙的终极状态——同时也是它的起起始状态，就是这样一个奇点。

另一说认为原始宇宙是一团纯能量，即纯辐射，只有一个垒球那么大——这真需要把你的想象力发挥到极限，因为天文观测证明，目前银河系中有同我们的太阳一样的恒星有几千亿颗，而宇宙中又有同我们的银河系同样的星系几千亿个。

又一说认为，在那温度极高的原始火球内，不光是有辐射能量，还有夸克、电子、中微子等，因而开始宇宙是辐射能量同某些幽灵般的物质微粒混成的“宇宙汤”。

本文准备采用的是最后一说：原始宇宙是没有任何星球，没有任何化学元素，没有粒子，也没有辐射的完全对称的真空状态。按照现代物理学的观点，真空并不是真正的虚空。真空是量子场系统的基态，即能量最低的状态，没有任何物质粒子的状态，是存在的最基本的形式。真空实际上是负能量的电子海。原始宇宙就是这样一种真空状态，它是只有超引力在起作用的超统一场。包括正负电子对在内的各种基本粒子对随着这种场的激发成对地产生，又随着这种场的退激而成对地湮灭。

1.场的进化

物理学上讲，场是各点具有相同属性的连续空间。场不是物质的某种状态，而是相对独立地存在的客体。场有能量和质量，爱因斯坦著名的质能公式E＝mc2最初就是为描述电磁场的能量和质量的关系而建立的。

在宇宙演化过程中，发挥最重要作用的有四种场：引力场、电磁场、弱场和核场。相应地就有四种相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用。

引力相互作用在所有具有质量的物质客体之间普遍存在，不论它们是微观粒子还是宏观的星体。引力相互作用是四种基本相互作用中最弱的，远远小于其他三种；但是，引力是长程力，它没有饱和性，随质量增大而增大。所以，在微观粒子世界小到可以忽略不计的引力相互作用，到了宏观世界，在星系、恒星、行星及其卫星之间，就大到成为维系它们的宏观结构的主要作用力。

现代物理学将量子理论用于爱因斯坦引力场理论，预言存在引力场量子，它们是自旋为2，静质量和电荷均为零的玻色子，以光速运动，但迄今尚未发现引力子。

电磁相互作用是带电粒子与电磁场以及带电粒子之间通过电磁场传递的相互作用。在强度上它次于强相互作用而居于四种相互作用的第二位。它同引力相互作用一样是长程力，可以在宏观尺度的距离中起作用而表现为宏观现象。

电学和磁学本是两门独立的分支学科，在上世纪末，主要基于两个重要的实验发现，即电的流动产生磁效应，而变化的磁场又产生电效应，由麦克斯韦将它们统一起来了，创立了电磁学，预言了电磁波的存在。

本世纪初由洛伦兹(H.A.Lorentz)提出电子论，把宏观的电磁现象解释为原子中的电子效应，统一地解释了电、磁、光现象。继而在后起的量子电动力学中，电磁相互作用被解释成是通过发射和吸收光子来传递的。弱相互作用的强度居第三位，但它是一种短程力，相对于另一种短程力强相互作用，它非常弱，故名。除了传递电磁相互作用的光子和传递强相互作用的胶子外，其他所有的粒子都参与弱作用，因此，弱相互作用是粒子微观世界中最普遍的相互作用。

弱相互作用最早是在β衰变中发现的：一个自由中子衰变成一个质子，一个电子和一个中微子。科学家们预言，有传递弱相互作用的中间玻色子的存在，它们是带电的W＋、W－粒子和中性的Z°粒子。1983年欧洲核子中心在高能加速器的撞击试验中发现了W＋、W－和Z°粒子，而另一项预言，有中性的弱流的存在，先此在1973年就获得了证实。

强相互作用是四种基本相互作用力中最强的一种，比电磁相互作用强102—103倍。最早研究的强相互作用是核子(质子和中子)之间的核力，它是把核子结合成原子核的作用力。后来，通过实验陆续发现了几百种有强相互作用的粒子，它们被统一称为强子。强相互作用也是短程力，但它的力程比弱相互作用的力程长，约为10－3 cm，相当于原子核中核子间的距离。

本世纪后半期，科学家们发现，所有的强子都是由更低一个层次的物质微粒夸克组成，夸克之间通过交换胶子传递强作用力，从而被紧紧地束缚在一起。1987年，在高能正负电子对撞实验中发现了胶子的踪影。胶子间有相互作用，结合成复合态的胶球，所以，更为直接的证明，则有待胶球的发现。

20世纪物理学的一个大课题是将这四种作用力统一起来。爱因斯坦把后半生的精力都倾注在他称之为统一场论的研究上，可是没有取得成功。在他之后，物理学界一直在致力对大统一理论的研究，其基本思想是：强作用力在高能级时逐渐减弱，电磁力和弱作用力在高能级时逐渐增强，因此，在称作大统一能量的某个非常高的能量条件下，这三种力将会具有同一强度，因此只能是一种力的不同方面。在60年代，格拉肖—萨拉姆—温伯格电弱统一理论标准模型完成了弱相互作用和电磁相互作用的统一。在1995年又有科技新闻报道，科学家们在将弱—电磁相互作用同强相互作用统一起来的研究上，取得了可喜的成果。至于最后一步，将那种作用力同引力统一起来，肯定是最艰难的一步，因为至今连传递引力的引力子的踪影都还没有找到；可是，我们又有理由满怀信心地说，终有一天这一步也会实现。

基于大统一理论的研究成果，我们可以逆向推测，这四种作用力及其相应的四种场，在原始宇宙中本来就是一种统一的超引力和统一场，然后是在真空相变、暴涨和大爆炸的最初时刻逐步分化出来的。事实上，吸收了暴涨宇宙论的大爆炸宇宙论标准模型就是这样描述的。原始宇宙那种完全对称的真空态是不稳定的，它会发生一系列真空相变，其特征跟其他种类的相变是一样的，那就是自发的对称性破缺。这样一来就会进化出越来越多的不对称，今天宇宙中的诸多不对称性，就是通过真空相变演化出来的。

今天宇宙中最明显的不对称，是存在强度和力程差别很大的四种场及其相应的作用力。它们就是在原始宇宙热爆炸之后随着温度的下降相继发生的几次真空相变中进化出来的。(1)对应于超大统一的真空相变，是在10－44   秒处发生，这就是时空的起源，同时分化出引力和引力场；(2)对应于大统一的真空相变，在10－36   秒处发生，这就是不对称的起源，同时分化出强作用力和强场；(3)对应于弱电统一的真空相变，在10－10   秒处发生，这就是弱电分离的相变，同时分化出弱作用力和弱场，还有电磁作用力和电磁场。

2.能量的进化

1807年英国科学家T·杨(Thomas Young)提出以“能量”概念代替“活力”概念。1853年英国科学家W·汤姆森将能量定义为：当它从这个给定状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的状态时在系统外所产生的用机械功单位来量度的各种作用的总和。这显然是仅从服从牛顿定律的机械运动的角度来看能量。

到本世纪，按照一种传统观念，能量是这样被定义的：“能量是物质运动的一种量度，简称能。”这显然没有超出上一世纪的狭隘的偏见，没有吸收本世纪自然科学划时代伟大发现的成果。首先，如前所述，真空是量子场能量最低的基态，其中并无物质，可是有能量。各种场，即便是在静止条件下，也有能量。根据狭义相对论的质能关系式E＝mc2，由物质构成的物体在静止时也有能量。物质可以转化为能量，能量也能转化为物质，如正负电子对湮灭为光子和光子生成为正负电子对。这些事例足以证明能量不仅仅是“物质运动的一种量度”，而是同物质并列的相对独立的一种存在。

其次，按照现代物理学的观点，所有的基本粒子可以分成两大类：费米子和玻色子。费米子包括电子、质子、中子等，它们有静止质量，具有半奇整数自旋值，如1/2，3/2，5/2等，不能占据同一空间，遵守泡利不相容原理。物质都是由费米子构成，因此具有空间广延性，在它们占据的空间范围内其他物质性的物体不可能进入。玻色子包括光子、介子、α粒子等，它们具有整数自旋，如0、1、2等，不受泡利不相容原理的限制，多个玻色子可以占据同一量子态。

玻色子中最奇特的是光子，它没有电荷和静止质量，永远以费米子和费米子构成的物质客体达不到的光速运动，没有广延性和不可入性——无限多的光子可以聚集在空间中的同一点上，这是它同构成物质客体的费米子根本不同的三条属性。光子亦称能量子，它是构成纯能量的基本粒子，它的三条特性亦是能量不同于物质的三条特性——能量没有静止质量，能量没有广延性因而无限多的能量能聚集在无限小的空间，能量能按光速运动和传递。至此，我们可以给能量下一个新的定义：能量是与场和物质相联系而又具有不同于场和物质的特性的宇宙的元素之一，它由已经发现的和有待发现的所有玻色子组成，以力的形式表现出来，是潜在的或直接的推动者。

能量具有多种形式，列其大类有：辐射(纯能量)、固有能(静能)、核能、内能(热能)、电磁能、机械能。它们也是逐步进化出来的。

在原始宇宙真空相变和发生暴涨之后，大爆炸的过程开始了。在最初三分钟里，宇宙主要是由辐射能量组成，基本上没有物质。各种粒子和它们的反粒子不断地从光子的碰撞中产生出来，又不断地成对碰撞而湮灭成光子。产生的速度和湮灭的速度大致相等，所以宇宙中辐射能量和物质之间处于热平衡状态。在这种状态下最多的粒子是电子和正电子，无质量的中微子和反中微子[4]，以及光子。在其中还掺有少量较重的粒子：中子和质子。其比例是每十亿个光子(或正负电子、正负中微子)对一个质子或中子。

随着时间流逝，宇宙一直膨胀和冷却，直到3分钟之后，温度下降到9亿度(0.9×109K)，正负中微子和正负电子先后退耦，中子和质子可以形成稳定的核子，它们俘获剩下的电子，形成氘原子，物质为主的时期开始取代辐射能量为主的时期。

能量的许多其他形式是随着场和物质的进化过程逐步进化出来的。例如：核能是在中子和质子结合成核子并形成强场时进化出来的，电磁能是在进化出带有电磁场的微观物质结构(如原子)和宏观物质结构(如地球)的同时进化出来的，内能(热能)是在进化出由分子组成的宏观物质结构的时候进化出来的，机械能是在形成像星系、恒星、行星这样的巨大物质系统及其引力场的时候进化出来的，化学能是在进化出各种化学元素并开始化学反应时进化出来的，等等。

3.物质进化

亚里士多德最早从纯质料意义上给物质概念下定义，他说：“一切都剥除了以后，剩下的就只是物质。”“既不是个别事物，也不是某一定量。”[5]

16世纪笛卡尔提出有两种不同的实体，精神实体是只有“思想而无广延的东西”，而物质实体则是“一个有广延而不思想的东西”。“物质或物体的本性，并不在于它是硬的、重的，或者有颜色的，或以其他方面刺激我们的感官，它的本性只在于它是一个具有长、宽、高三量向的实体”。“它把可能有的其他世界存在的一切可以想象的空间都占据了”，因此“全宇宙只有一种同样的物质”。

17世纪霍布斯写道：“物体的定义可以这样下：物体是不依赖于我们思想的东西，与空间的某个部分相合或具有同样的广延。”洛克补充性的说法是：“物质是许多影响我们感官的性质所寄托的某种东西。”它有第一性的性质，如体积、广延、形象、运动、静止、数目等，还有第二性的性质，如颜色、声音、滋味等。

18世纪爱尔维修写道：“物质不是一个存在物，自然界里只有被称为物体的个体，人们应该把物质这个词理解为一切物体所共有的属性的总和”，这些属性包括“广延、重量、不可入性、形状等”。霍尔巴赫写道：“物质一般地就是一切以任何一种方式刺激我们感官的东西。”

18世纪另一位法国唯物主义哲学家狄德罗对物质有更深刻的认识，他写道：“在我看来，自然界的一切事物决不可能是由一种完全同质的物质产生出来的，正如决不可能单单用一种同样的颜色表现出一切事物一样。我甚至臆想到现象的纷纭只能是物质的某种异质物性所造成的结果。因此我将把产生一切自然现象所必须的那些不同的异质物质称为元素，而把这些元素组合起来造成的那个现实的总结果和那些相继出现的总结果称为自然。”

19世纪恩格斯是这样界定物质概念的：“物质无非是各种实物的总和，而这个概念就是从这一总和中抽象出来的。”“我们把各种有形地存在的事物联合在物质这一概念下。”“物质是按质量相对的大小分编成一系列较大的、易于分辨的组，……我们可以见到的恒星系、太阳系、地球上的物体、分子和原子，以及以太微粒，它们都各自形成这样的一组。”[6]

20世纪初列宁的物质定义是这样的：“物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依懒于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写、摄影、反映。”纵观历史上这些有代表性的物质定义，我们不难发现，它们从不同角度把握住了关于物质概念的合理的成分，但又不可避免地包含有某些不合理的和不足的成分。

其合理的成分是：“物质”是个抽象概念、哲学范畴、总称，而不是具体的物体；物质不可能是同质的单一的一种东西，它包含多种异质的元素，这些异质的元素必有某种等级结构；具体的物体或物质性的客体都有重量(质量)、广延和不可入性，我们可以推断构成这些物体的那些物质性的元素必有这些属性。

其不合理的和不足的成分是：不好把物质定义为“以任何一种方式刺激我们感官的东西”，因为刺激我们感官的东西最多的是光，在它是波的意义上它不属于物质范畴，在它是由无重量、无广延和无不可入性的能量子(光子)组成的意义它也不属于物质范畴；单纯从认识论角度定义物质概念未必是一种好的方法，因为把物质定义为个人的意识之外的“客观实在”并不能提供给我们任何更深刻的知识，等同于说人的意识之外有“宇宙”、“世界”或“自然界”；这些定义都是在本世纪那些具有划时代意义的科学发现之前或这些发现得到正确评价之前做出的，没有反映这些发现提供给我们的关于“物质”的更深刻的认识。

因此，吸收上述那些定义的合理成分，剔除不合理的成分，弥补不足之处，我愿在本世纪自然科学达到的高度上给物质概念(范畴)下一个新的定义：物质是同场和能量既有联系又有区别的宇宙的一种元素，它是由具有静止质量、广延和不可入性的多种费米子构成的也具有那些属性的所有单质和化合物的总称，它们是构成宇宙中所有物体的质料。

物质的进化过程大致是这样的：

在大爆炸后第一秒的万分之一秒(10－4 )和百万分之一秒之间，诞生了物质的基本成分——由3个夸克组成的质子或中子。

在时间零点之后大约百分之一秒(10－2 )，由于温度太高，几百种基本粒子成对地从能量中产生，又成对地湮灭；宇宙中辐射同物质处于热平衡。可是，随着宇宙的膨胀和降温，平衡是在朝有利于物质粒子形成的方向移动。

在3分46秒的时候，宇宙的温度降至9亿度(0.9×109K)，正负粒子成对产生又成对湮灭的过程已停止，剩下的主要成分是光子，中微子、反中微子和少量的电子、中子和质子，核子(中子和质子)对光子的比例数量1 比10亿，核合成过程开始。或者是形成一个中子和一个质子组合成的重氢(氘)核，或者是形成两个中子和两个质子组成的氦核，二者的比例大约是75%对25%(今日宇宙25%氦丰度源于此)。

10万年之后，辐射同游离状态的电子、氢核、氦核分离(解耦)，自由地膨胀、红移、降温，直到今日的3°K微波背景辐射。

50万年之后，宇宙温度降低到电子能够进入到氢核或氦核的量子轨道，从而形成氢原子或氦原子。自由电子消失，光得以在宇宙中行进，或者说宇宙相对于辐射透明。

10亿年以后，由氢和氦这两种元素形成似星体、星系和恒星。氢和氦占整个宇宙物质质量的99%，其余占整个宇宙物质质量1%的重元素则是在各个恒星内部复杂的核聚变过程中逐步形成的。例如：当恒星内部氢聚变为氦的反应使其温度上升到1—2亿度时，恒星中心的氦就会发生核聚变反应，少数聚变为氧和氖，大部分聚变为碳，最后形成碳核。当温度继续升高达到5—8亿度时，碳可以聚变为镁、钠等，如此继续下去，各种重元素的原子核都可能聚变出来。它们——门捷列夫元素周期表上的那100多种元素——就是构成物质组分的单质。至于更复杂的物质组分——无机化合物和有机化合物，则只能在具有与地球相似条件的行星上逐步进化出来。

100亿年之后，在地球上进化出有生命的复杂系统，那是在宇宙的第四种基本元素信息登场后发生的事情。

4.信息的进化

“信息”作为一个科学概念登场只有短短半个世纪，可是它已成为当今科学文献和日常生活中使用最频繁的概念之一，而且大多数人已形成了一致的观点：人类正在进入信息社会。然而，我们对信息的认识还很肤浅，这突出表现在信息定义的混乱上——据说不同的定义有200个以上。

在我们的概念系统中，信息也是属于最高一级的类概念，因此不可能用“种加属差”的方法定义，只能用“描述法”定义，即描述它的特殊属性和功能，以区别于跟它并列的那些类概念——场、能量、物质和意识。

信息是在场、能量、物质的基础之上进化出来的，它只能存在于能量的或物质的编码结构当中；因此，它不可能是一种完全独立的、绝对的自存，也不可能有单一的、独立的进化。这是信息相对性的第一点。

人们在讨论信息时往往忘记了一个最基本的事实：信息只能出现在通讯系统当中。通讯系统的最简模型为：

图1 最简通讯系统模型

这个模型告诉我们，在现实当中，哪里有这样一个完整的通讯系统，在其中发生了完整的通讯过程，哪里就有信息。是不是信息?是什么样的信息?有多大信息量?都不取决于信源发出了什么，而取决于信宿收到了什么。这是信息相对性的第二点。

信源发出的同一信息流，不同的几个信宿，由于各自的目标和先验信息不同，各自收到的信息及其信息量是不一样的。这是信息相对性的第三点。

信息区别于能量和物质的最突出的特点是不守恒：信宿收到了，而信源并未失去。因此，信源发出的任何信息，原则上都可以由无限多的信宿同时分享。信息不守恒的另外一方面是，它一旦消失，就永远消失。

但信息又有相对于不同形式的编码结构是守恒的这样一条特性。这就是说，信息可以被变换、传递、转录、翻译、感知和存储，在这些过程中，信息相对于不同的编码形式保持不变。

信息可以离开它赖以产生的通讯系统以某种编码结构的形式被存储，成为一种相对独立的自在的存在；但是，严格地说，在这种情况下它已不是真实信息，而只是潜在信息。

任何一条信息都是三位一体的：语法信息、语用信息和语义信息。换句话说，任何一条信息都有概率统计意义、同信宿的某种目的相关的意义和逻辑意义这样三个方面。

信息最基本的功能就是消除信宿相对于信源的某种不确定性，具体的说，就是消除信宿相对于信源的存在、属性和动态的某种不确定性。

关于最后这一点要做一个简要的补充说明。

大家知道，乔姆斯基有一个思想，就是要寻找语言的共同的深层结构。这对我们研究信息颇富启发价值。笔者认为，人类的几千种语言，尽管语言、词汇、语法有千奇百怪的差异，但它们的所有句子都服从一个共同的基本结构：每个句子都有主语和谓语两部分，从通讯系统模型的视角看。主语是通讯系统的信源，谓语正是句子要传递的关于信源的信息。担任谓语的只能是实词——名词、形容词和动词，它们分别携带关于信源的存在、属性和动态的信息，担任其他成分的虚词则只有语法上的功能而无实在意义，因此并不携带关于信源的信息。受这一点的启发，我才说信息消除的是“信宿相对于信源的存在、属性和动态的某种不确定性”。

若将信息的上述特性都综合到一起，我们就得到这样一个定义：信息是在场、能量和物质的基础上进化出来的宇宙的第四种元素，它是通讯系统中信宿收到而信源并未失去的某种东西，它消除了信宿相对于信源的存在、属性和动态的某种不确定性。

场、能量和物质都是守恒的，所以没有自复制能力。唯有信息不守恒，所以有自复制能力。生命系统最根本的特点是自复制，所以信息就同生命紧紧联系在一起：生命的起点就是信息的起点，信息的起点就是生命的起点。事实上，就我所知，已获实证的最原始、最简单的通讯过程正是生物细胞内生物遗传信息传递的过程，它同时就是细胞的自复制过程。换句话说，我认为，无机界无信息，因为无机界无完整的通讯过程。我们在现代的天文学、物理学和化学中都找不到通讯过程，亦找不到信息，甚至在当代的自组织理论——I·普利高津的耗散结构理论、H·哈肯的协同学和M·艾根的超循环理论的纯理论部分当中，也没有信息的位置。我把信息进化的起点定在单细胞生物体内，但是如果谁能在宇宙中进化的更低层次上证实一种完整的通讯过程(如图1)，我愿接受他的发现，将信息的起点前移。

现代分子生物学告诉我们，细胞的结构、性状和行为的信息都保存在细胞内的脱氧核糖核酸(DNA)大分子内核苷酸分子的碱基的线性顺序中。一共是四种碱基，即腺嘌呤(A)、胸腺密啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞密啶(C)。每三个碱基构成一个记录信息的密码子，一共是64个三联密码子。每个三联密码子同一种氨基酸配位，总共有20种氨基酸。若干种氨基酸排列在一起构成一种蛋白质，总共有10万种蛋白质。不同的蛋白质有不同的生命功能。

如果我们将F·H·C·克里克在1957年提出的细胞内遗传信息的中心法则，DNA→RNA→蛋白质，加以扩展，一个完整的通讯过程应当是这样的：

图2  生命系统的通讯系统模型

这个生命系统的通讯模型的各部分同图1的各部分是一一对应的。

左边的“细胞”相当于“信源”，它的结构、性状和行为的信息(U)要“编码”成为“DNA”中用核苷酸的4个字母的碱基语言(ATGC)记录的信息(X)，然后转录到RNA上面。“RNA”包括信使mRNA、tRNA和rRNA，它们将信息逐步翻译成20个字母的氨基酸语言编码的信息(Y)，相当于“信道”。最后“蛋白质”记录的信息(V)要“解码”，反变换，还原，生成一个“新细胞”，它相当于“信宿”。通过这个通讯过程，最简单的生命系统细胞完成了自复制。

值得注意的是，在最简生命系统细胞内传递的生物遗传信息仅仅是语法信息，它消除的是复制的新细胞对20种氨基酸的选择和排列顺序的不确定性。语用信息和语义信息都是潜在的，因为作为信宿的新细胞没有这两方面的接收和解读功能。这就告诉我们，最早进化出来信息是最基本的信息——语法信息。

作为最简单的完整的生命系统，细菌及其通讯系统一定经历过漫长而复杂的进化过程。科学至今无法把这个过程完全搞清楚，也不大可能重演这个过程。可是，如果我们将现存的比细菌更简单的不完整的生命系统排列在一起，似乎可以看出这个进化过程的蛛丝马迹。

类病毒是最小的病原体，它只有裸露的RNA，没有蛋白质外壳。病毒既有核酸又有蛋白质，但没有复制、转录和翻译的那套通讯设备。衣原体既有DNA和RNA两种核酸，又有细胞壁，还有复杂的酶系统，因而能有某些代谢活动，可是仍然没有完整的通讯系统。它们单独存在的时候，是死寂的非生物，只有当它们附着和进入寄主细胞之后，利用后者的全套通讯系统进行自复制活动时，才表现出真正的生命行为。枝原体有了通讯系统，能在无细胞培养基内独立进行自复制繁殖活动，可是没有细胞壁。所有这些不完整的生命系统似乎代表着从无生命的有机大分子到细菌这种最简单的完整的生命系统逐步进化的某些阶梯。由此可以看出，生命的最本质的特征是利用通讯系统进行自复制活动。

值得注意的是，作为原核生物主要代表的细菌和蓝藻，虽然是完整的生命系统了，但它们内部的通讯系统就是功能系统，功能系统就是通讯系统，二者还没有分开，这又更进一步印证了我们的上述结论。直到进化出了真核生物，在它们的细胞里有了双层膜的细胞核，才把位于核内的遗传物质(通讯系统)和核外的细胞质(功能系统)完全分开了。

研究信息的进化遇到的困难是，信息不是一种独立的实存，所以讨论信息的进化难免变成了讨论通讯系统的进化，或信道的进化，或编码的进化，或存储的进化。

就通讯系统的进化而言，我们发现有从生物遗传信息通讯系统，到动物化学信息通讯系统，到动物神经信息通讯系统，到人类文化遗传通讯系统，到人工信息通讯系统，最后到全球信息高速公路网络的进化。这是通讯系统规模逐步扩大的过程。

就信道的进化而言，我们发现有从短距离和慢速度的化学信道，到近距离和中速度的声信道，到近距离和高速度的光信道，到远距离和高速度的电信道，最后到超远距离和超高速度的光信道的进化历程。从中我们看到信息在传播距离和传播速度方面的进步，并且这其中还包含有一个信道的载波能力的提高。

就编码的进化而言，我们发现有从一种生物分子语言，到多种动物信号语言，到人类的多种自然语言，到多种符号语言，最后到一种人工语言的进化。由此可以看出，为信息编码的语言似乎有从一到多再到一的进化规律。

就存储的进化而言，我们发现有从生物细胞内存储，到动物—人的中枢神经存储，到社会系统的文化信息库存储，最后到电脑微缩存储的进化过程。由此可以看出，信息存储方式有由微到宏再回到微的进化规律。

然而，所有这些似乎都是信息的外在形式的进化，而不是信息本身的进化。如果一定要研究信息本身的进化，我发现它不可避免地是同信宿，即认知主体的进化联系在一起的；因为，如前所述，信息的存在、性质和信息量皆取决于信宿。

在这方面，我发现可能有这样一条进化规律：语法信息→语用信息→语义信息。或许更正确的表述应当是：语法信息→语法信息＋语用信息→语法信息＋语用信息＋语义信息＝全信息，因为它能体现出后者对前者的“扬弃”。

语法信息(syntactic info,rmation)这个术语是从语言学中借用过来的。在语言学中，语法学(syntactics)只研究句中词与词之间的形式关系，不研究这些词的词义和效用。我们可以尝试将信息科学中的语法信息定义为：消除信宿相对于信源的概率不确定性的信息。

单纯语法信息的信宿是无记忆的，混乱的。语法信息的功能是将信源的某种秩序传递给信宿，减少或消除了信宿的概率熵，帮助信宿建立起某种相应的秩序。语法信息是最原始、最简单，因而也是最抽象的信息，但它是最基本的信息。语法信息的描述工具是概率论。申农信息论讨论的，申农信息量公式计算的正是这种信息。

生物遗传信息就是语法信息。三联密码子相当于“单词”，若干个线性排列的“单词”相当于一个“句子”(基因)，它记录一种蛋白质的结构。我们可以想象，作为信宿的20种氨基酸分子是混乱的，从信源细胞传递过来的遗传信息消除了这种混乱，使它们按一定的秩序排列起来，完成了对信源细胞的复制。

语用信息(pragmatic information)这个术语也是从语言学中借用的。在语言学中，语用学(pragmatics)不仅要研究句中词与词之间的形式关系，而且还要研究它们对于主体的效用。我们可以尝试在信息科学中将语用信息定义为：消除信宿相对于目标(信源)的行为的不确定性的信息。

语用信息的信宿是有记忆的，并且是目标定向的。它可以利用自己存储的先验信息达到目标，可是成功的概率很小；因此，它需要获得来自目标的后验信息，将二者进行比较，获得实得信息，用以决定自己的行为，提高获得成功的概率。行为的结果(输出)再反馈回来(输入)同预期结果比较，得出偏差值，用以修正自己的行为，以期进一步提高成功的概率。因此，语用信息有闭合的环路，其信宿有初步的自学习能力。在N·维纳等人创立的控制论中讨论的就是动物、人和机器都采用的语用信息。

在高等动物的内分泌系统和自主神经系统(植物性神经系统)中传递的是语用信息，它们共同帮助生命系统实现稳态目标。更典型的语用信息是在动物的神经系统和外分泌系统(分泌信息素)同环境的通讯过程中的信息，它们帮助动物达到外环境的目标。在这方面典型的例子有蝙蝠夜视避开障碍物，眼镜蛇捕获猎物，猫鼬战胜毒蛇(N.Wiener,1961), 以及老鼠学会顺利走出迷宫。

语义信息(semantic inforamation)这个术语也是从语言学中借用的。在语言学中，语义学(semantics)不仅要关心句中词 与词之间形式化的语法关系，而且还要研究它们的逻辑含义。在信息科学中，我们可以尝试将语义信息定义为：消除作为信宿的主体相对于作为信源的客体的某种认知不确定性的信息。

语义信息是在使用同一种语言的共同体内的个体之间进行通讯所传递的信息。语言是共同体成员们集体创造的符号系统。每个符号均是概念和语音的结合；前者为能指，后者为所指。它们的结合带有任意性，可是所有能指和所指的一一对应关系却是成员们世世代代约定成俗的结果。在进行通讯时，作为信源的个体将自己要传递的信息用语音符号编码，构成一个一个有完整意义的句子，然后借助语音信道传递给作为信宿的另一个体。后者凭借同一语言中能指和所指的对应关系解码，获得了信息，从而消除了自己知识结构中的相对于作为信源的个体的某种不确定性。语义信息量的大小是个人知识结构中有关的先验信息同获得的后验信息之差。

在创造出记录语音符号的文字符号之后，人类的语言就有了三种形式：内部语言、口头语言和书面语言。任一语义信息均可在这三种形式中转录而保持不变，但三种形式的实际效用都不同。内部语言用于思考和建立个人的知识结构，口头语言用于个体之间的信息交流，书面语言用物质形式记录信息以便长期保存和做超越时空的交流。特别重要的是，人类用书面语言建立起文化信息库，信息就成为相对独立的实存，社会系统有了发达的文化遗传机制。

语义信息的描述工具是逻辑。一方面它能够断定命题(句子的语义)在我们在知识结构中的真伪，去伪存真；另一方面，又能通过一定的推理形式得出新的命题，即生产出新的语义信息。于是，作为语义信息的信宿的认知主体有了自创造能力。

用语言符号构成的句子包含三种信息：哪些符号按什么顺序排列，这是语法信息；消除了接收主体追求具体目标或抽象目标，(价值)的行为的某种不确定性，这是语用信息；消除了接收主体知识结构中的某种不确定性，这是语义信息。所以，它是全信息。

5.意识的进化

天地间唯人类有意识，这一点人人通过自省可得知；至于动物是否有意识，或有什么样的意识，人无从得知，最多可推断说它们有前意识。

中国古人在很长的历史时期将人的意识活动归之于“心”，如孟子说：“心之官则思”(《孟子·告子上》)。直到将近两千年后，明朝的李时珍才在《本草纲目》里写道：“脑为元神之府”，纠正了这一种认识。

可是，中国古代哲学家对“心”的很多论述，以现代的眼光看，恰恰是道出了人头脑中的“意识”的某些基本属性。如荀子说：“心者形之君也，而神明之主也，出令而无所受令。自禁也，自使也；自存也，自取也；自行也，自止也。故口可劫而使墨(同默)云，形可劫而使诎申(同信)，心不使劫而使易意；是之则爱，非之则辞，故曰心容其择也。”(《荀子·解蔽》)这段话道出了作为主体性的意识的基本特征或功能是自主的选择。

更有陆九渊和王阳明倡心学，发挥出“天地本无心，人为之心”这样惊人的思想。如：“人者，天地万物之心也；心者，天地万物之主也。”“先生曰：‘你看这个天地中间，甚么是天地的心?’对曰：‘尝闻人是天地的心。’曰：‘人又甚么教做心?’对曰：‘只是一个灵明。’‘可知充天塞地，中间只有这个灵明，人只为形体自间隔了。’”(《传习录下》，《王文成公全书》卷三)。用今天的眼光来看，可以说，这是把作为“意识”的“心”放到宇宙进化的总过程当中来看了。

至于“意识”这个词，则是在佛教传入中国后翻译佛经时产生的。佛教把“识”分为六种：眼识、耳识、鼻识、舌识、身识和意识。其中前五识“唯外门转”，只向外追求它的认识的东西；而第六识“意识”却能“内外门转”，既能向外追求，又有向内思考。意识可单独活动，也可以管束前五识起指导作用，这叫“五俱意识”。[7]这里实悟出了意识有广义和狭义的区分。

在西方古代思想史上，居主流的一派亦认为心脏是思维的器官。可是，西方医学之父希波克拉里却明确写道：“所以我断言脑是意识的译员。”(《论圣病》)这比李时珍讲出类似的话早了两千多年。

在近代，笛卡尔提出了影响深远的二元论：有广延不思维的物质和无广延能思维的心灵。他通过“cogito, ergo sun(我思故我在)”这样一句简洁的拉丁语唤醒了自我，肯定认知主体的存在，并间接地论证了意识不言自明的相对独立的自在。

笛卡尔在《形而上学的沉思》中有一段话有力地论证了人的意识的统一性：“心灵与形体之间有一种很大的区别，说到形体，从它的本性说，是永远可以分的，心灵则完全不可分；因为事实上当我考察心灵时，也就是当我仅仅是一个在思想的东西来考察我自己时，我并不能把我分成几个部分，而是极其明白地认识到和理会到我是一个绝对单一而且完整的东西；虽然整个心灵好像与整个形体联结在一起，可是当一只脚或一条胳臂或某个别的部分与形体分离时，我却极其清楚地知道我的心灵并没有因此被削去什么：意志、感觉、理会等能力实际上决不能说是心灵的部分，因为是同一个心灵(整个)用来愿望，(整个)用来感觉，用来理会等等。”[8]

斯宾诺莎提出了消弭二元论的“两面论”：“思想实体与广延实体，乃是同一实体有时从这个属性去了解，有时从那个属性去了解的。”当代贝塔朗菲和拉兹洛论证的“双透视论”盖源于此，其缺点是包括有一个未知的或不可知的第三者。

洛克不承认天赋印象，认为人的心灵酷似一块白板。因此，“我们的一切知识都是建立在经验上的，而且最后是导源于经验的”。

莱布尼兹则站在相反的立场上，以天赋观念反对白板说；以知识来源于天赋的内在原则否定知识来源于经验；以灵魂的非物质性否定物质能思维。他提出了意识的统摄作用，写道：“统觉，那是意识，或者说对这个内部状态的反省认识。”

康德发展了上述思想，提出了“统觉原理”，充分肯定主体意识的能动性。他写道：“意识的综合统一性乃是一切知识的客观的条件……如果没有这种综合，杂多就不会联合在一个意识里面了”。

赫尔巴特(Herbart)是与黑格尔同时代的德国哲学家，他第一个宣称心理学是一门科学。他提出了“意识阈”的概念，写道：“一个观念若要由一个完全被抑制的状态进入一个现实观念的状态，便须跨过一道界线，这些界线便为意识阈。”

詹姆斯(William James)是美国实用主义哲学的创始人，他提出了“意识流”概念。“……在我们每个人中间，当不眠的时候(而常常甚至睡梦中)都有某些意识过程发生。我们有各种状态的意识流(感觉、愿望、思考等等)在迅跑，它们犹如波浪或田野一样(叫什么都可以)绵亘不断”。他还把意识和注意力联系在一起，认为意识是注意力发挥作用进行比较、选择而形成的。

弗洛伊德明确区分了三个层次：无意识层次的“本我”，它只根据“快乐原则”追求直接性欲的满足；意识层次的“自我”在“现实原则”的指导下按本我的意志行事；“超自我”是“道德化的自我”，根据“良心”和“互善原则”指导自我，限制本我，以达到自我理想的实现。他并且提出“每一种心理过程最初都是处于一种潜意识的状态或时期，然后，只是从这一时期才过渡到一种有意识的时期”。[9]

当代哲学家和科学家们继续更加紧张和深入地探讨意识的本质，形成了某些新的观点。玻普(K.R.Popper)把世界上所有现象分为三大类。第一类命名为世界1，它是物质世界，从化学元素开始，直到生命有机体；世界2是主观世界，知觉、主观经验、自我意识；世界3是人类精神的产物，包括文艺作品、科学理论和科技产品等。世界2是从世界1中突现出来的，世界3又是从世界2中突现出来的，它们之间有相互作用的关系。

艾克尔斯(S.C.Eccles)把意识看成是一个独立的精神实体，他写道：“现在发展出一个自我意识精神与脑之间相互作用的模型假设是重要的，我们称之为二元论者的假说比迄今为止系统陈述过的任何有关假说更为牢固、更加确定。……这个假说和最初的简明纲要可以陈述如下：自我意识精神是积极参与辨认的最高层次上的脑活动，即优势半球的联络区的大量的活动中心。自我意识精神基于注意从这些中心选择并随时整合它的选择以给出统一性，即使是对短暂的经验也给出统一性。而且，自我意识精神作用于这些神经中心，修改这些神经事件的动力学的时空模式。因此，我们提出自我意识精神对神经事件施加一种卓越的解释和控制作用。”

斯佩里(R.W.Sperry)提出“突现的相互作用论”。“自觉的意识被解释为是大脑兴奋动力学的突现的性质”。这种特殊的心理性质，“是还有待于发现的整体的构型的性质。我们预言，一旦它们被我们发现和得到理解，它们将很好地被表述为是不同于并且多于构成它的神经事件”。

更具体地说：1.意识是在脑的整体的构型中实现的，它是皮层神经网络综合活动的结果，不是单个神经元的活动；2.意识在整个脑系统内没有特殊的定位；3.它对神经过程的作用不是作用于整体，而是时而作用于这个局部，时而作用于另一些局部，从而产生出选择性活动。一句话：意识是脑的最高层次突现的新的现象。

中国学者潘菽提出，意识“并不是指单纯的感觉、知觉或思维，而是指包括它们在内的综合的、整体的认识作用”。[10]

中国学者胡文耕在做了非常全面、深入、细致的探索之后，在他的书中提出：“意识是脑神经活动特定状态下突现的事件，是神经系统信息加工多次转化的结果，在这种转化过程中，中枢各层次、各部分所汇集的外部事物状态的信息或自身内部状况的信息，整合、内化为直接给与的觉察或觉察的觉察。”[11]

综合前人针对“意识”讲过的最有价值的这些话，运用多元透视整合以寻真相的方法，我们便可以提出自己的见解。

笔者此前曾撰一文，题曰《心灵系统》，详细地论证了这样的观点：人的头脑是宇宙进化过程在地球上展开的生物进化和社会文化进化推进到现阶段出现的最复杂和最特殊的系统，它确实具有双透视的能力：一方面它能向外部透视，看到同自己一样的别人的头脑是一个以心脏为中心的血液循环—内分泌系统同以脑为中心的神经系统耦合成的复杂系统，能观察和研究其中由场、能量、物质和信息四种元素构成的流体和过程；另一方面又能从内部透视，观察、内省和体验自己是一个由情欲、理智和意识三部分组成的心灵系统，充满各种各样的精神事件。我们将外部透视图设为A，内部透视图设为B，A和B的关系就是哲学，特别是近代哲学研究的基本问题，或基本问题之一。

我们可以接受和采用贝塔朗菲和拉兹洛的双透视论的解释，但我们仍不得不承认它们都是真实的存在；结果，我们虽然暂时摆脱了唯物的或唯心的一元论的偏执，可是仍旧摆脱不了笛卡尔的二元论。更进一步，我们还可以问：既然有透视，就必有透视者。对外部的物理-化学现象的透视者是另一心灵，对内部的心理-精神现象的透视者是谁呢?回答只能是：意识，或自我意识。再追问这自我意识是从哪里来的呢?回答只能是：是从我们头脑中科学现在还不能圆满解释的一种突现当中来的。

对意识的突现，当代神经生理学能给出的解释是：单个的神经元是没有意识的，意识的突现需要大批神经元的综合、协调活动；这些神经元的分化要达到很高的水平，并且高度组织起来，构成多层次的大系统；要有一定数量的内部和外部信息(特别是语言符号编码的语义信息)的持续的输入；大脑皮层下有一个网状激活系统，它汇集、过滤和整合这些信息，借助其上行通道发出信号使大脑皮层处于警觉状态；产生意识实现的真正部位是大脑皮层，特别是它的前部——人类特有的发达的额叶，它整合皮层下层系统(各个中枢)加工产生的信息，突现出统一的意识。

在那篇文章里，我设计出了一张可能有一点独创性的“心灵系统的结构”的示意图。(图3)这是一张情欲、理智和意识的三元结构图，其中处于最高位置用三角形表示的统一的意识有三种状态：意念、意向和意志。与意识相对立的无意识的存在可反证意识的相对独立的存在，例如在睡梦中，意识关闭了，无意识便浸润上来占据了心灵的其余部分并支配它们的活动。意念是纯粹意识，一种直接给予的觉察或觉察的觉察，它是心灵虚静状态下关于存在的自我意识。当你练气功或打太极拳入静时，可以体验到意念在身体各部分或移动或停留。当然，有时创新的灵感和行动的意向也会以意念的方式萌发出来。

图3  心灵系统的结构

意向是活动的意识，它突出的特点是意向性，即随意变换地指向欲望、感情、冲动、感性、知性或理性的任何内在对象，监控和支配它们，进行比较和选择，整合它们，赋予意义并做出创新性的建构。

意志是行动的意识，是做出决定、形成指令并支配肉体行动以实现建构和达到目标的意识，是作为一种强大的精神力量出现的意识。

至此，我们可以给出一个新的描述性的意识定义：意识是在场、能量、物质和信息的基础上进化出来的宇宙的第五种元素，是在每个人大脑皮层额叶的多种流体中维持着的独一无二的突现，直接给予的觉察或觉察的觉察，它不占据广延，只在时间中流变。意识具有纯粹内在性、直接所予性和不言自明的存在性，是一个自主的统一体，一种最高的存在。意识的功能是随意变换地集中指向心灵中任何内在的对象，监控和支配它们的变换，进行比较和选择，整合并赋予意义，做出创新建构，然后指导肉体行动去实现建构和达到目标，在这个意义上，意识是宇宙进化的新的起点和新的推动器。

需要补充说明的是，无论是生理学的外部透视还是心理学的内部透视，心灵都是一个具有等级结构的复杂系统，而额叶及其突现意识均处于极顶位置，整合并统摄心灵的全部活动，所以我们有第三种含义的意识概念——广义意识，它等同于心灵、心理、精神、灵魂、主体或自我。

显然，意识是宇宙进化沿着一条向上的特殊轨线在地球特定条件下的产物。其进化的前史是生命系统同内外环境的通讯活动的进化，作为通讯系统的神经系统的进化，还有信息的进化。值得注意的是，对原始思维的研究和对儿童思维发展过程的研究两方面的成果都告诉我们，即使有了比较发达的大脑皮层，它能处理用语言符号编码的简单的语义信息了，从原始的朦胧的自我意识到发达的明晰的意识，也还有一个相当长的进化过程。

根据列维-布留尔的研究成果[12]，我们可以说，原始思维是原逻辑思维，它不是反逻辑，也不是非逻辑，只是说“它对逻辑思维所不能容忍的矛盾漠不关心”，“首要的注重是服从互渗律”：个别与一般的互渗，原型与肖像之间的互渗，社会集体与图腾动物互渗，方向与颜色互渗，可见的力量和不可见的力量之间互渗。

原始思维只有具体的概念，几乎没有抽象概念，更没有高层次的种、属概念和范畴。情欲、理智和意念是交融在一起的，都淹没在情绪中。

在原始思维中主体同客体没有严格的区别，自然与超自然现象(神灵)融为一体，自我与图腾、肉体与想象中的灵魂、人同自然都合而为一(天人合一)。

人们早已普遍承认，儿童智力发育的过程是人类智力进化过程缩略的反演。皮亚杰对儿童思维长期研究得出的结论是：儿童早期活动“显示出在主体与客体之间完全没有分化”。18个月以前的儿童基本上是无意识的。要到4—6岁，左、右脑半球在功能上才有所侧重，6—10岁左半球确立语言优势并确立了同右半球的整合和约束，才形成良好的自我意识。

这一切足以说明，完整的意识是在人类进化的较晚的阶段上才形成的；但它一经形成，就开始了人类有意识地创造的文化进化新阶段。

 

进化的多元论——唯物主义的新形式

我们回顾了人类在20世纪获得的具有划时代意义的几项科学伟大发现，它们彻底改变了我们所认识的宇宙图景，呈现给我们一幅从大爆炸到人类意识的进化全景。这幅进化全景是相当真实和可信的，因为其主要部分连同许多细节，实际上就是本世纪在自然科学方面获得诺贝尔奖的几十项成果串在一起；换句话说，就是这些成果早已获得科学界的公认，并且写进了教科书。

它们迫使唯物主义必得改变自己的形式，因为它再也不可能坚持在19世纪形成的唯物主义的某些观点，更不要说18世纪的了。

首先，我们不可能仅仅坚持说“世界是物质的，物质是运动的”，因为一种更好的说法是：世界是复杂的，是由场、能量、物质、信息、意识等多种元素构成的，它们都是运动的。例如，在人体肌肉系统内有能量流，血液循环系统内有物质流，神经系统内有信息流，大脑里面有意识流，此外，可能还有中国人发现的经络系统内的生物场量子流。

物质再不能骄傲地说自己是永恒的，因为从起源上说，物质也是进化出来的，从结局上说，到一定时候所有现存物质结构都会瓦解和消失，哪怕是作为物质稳定性的基石的质子，它的生命也是有时限的——1031 -32   秒。

我们仍然还可以说“物质是第一性的，意识是第二性的”，甚至还可以增加一句，“物质是第一性的，信息是第二性的”。可是，物质这个“第一性”也没什么了不起了，因为它也是相对的了，就是说，相对于“信息”和“意识”，物质是第一性的，若相对于“能量”和“场”，物质也降成第二性的了。

当然，可以说“场、能量和物质三者是可以互相转化的，场和能量是别样形式的物质”，因此我们仍然可以坚持物质一元论。

可是，既然三者是可以相互转化的，那么别人就可以论证场是基本的和首要的，能量和物质都是派生的，从而坚持场一元论。国际上著名的系统哲学家欧文·拉兹洛就是这么做的，他在《当代科学的新形而上学》一文[13]中写道：“宇宙的基本实在是由场，而不是由质料构成的。场可由科学工具进行研究，这些工具就是抽象的概念，它们不能把场形象化或描述出来，但它们能对观察到的所有形形色色的现象提供严密的解释。物质和心灵是从时空中场的相互作用中涌现出来的。物质和心灵二者都是派生的；场是最初的，并且很可能是最终的。”

另外的人又可以发展出能量一元论或唯能论。中国台湾地区哲学教授曾霄容先生在《意识论》一书中就是这么做的，不过他把生命和意识说成是“高附能”——附着于物质的高级能量，至少在目前还是没有科学根据的。[14]

有鉴于此，与其让唯场论、唯能论同传统的唯物论“三论”鼎立，相持不下，有些地方又在当代自然科学的基础上难以自圆其说，我们不如按当代自然科学知识把它们看做既相互联系和相互转化，又在构造和基本属性方面相互区别的三种相对独立的元素。

或许有人会说：“哲学上的物质概念同物理学上的物质概念是不一样的”，言下之意是，哲学上的物质概念是一个范畴，它包罗万象，凡我主体意识之外的均是物质，唯有物质，而且我的主体意识实际上是不存在的，它不过是一种反映形式(镜像)，如水中之月。

对这种议论我可以回答说：你可以坚持这样一种“物质”概念或范畴，只要你承让它同物理学，特别是现代物理学中的概念是不一样的(实际上是对不上茬的，或格格不入的)就行了。我却宁愿老老实实地承认，同18、19世纪的物质概念相比，20世纪物理学中的物质概念的内涵丰富了，加深了，更具体了，外延自然就缩小了，实际上是分化成了三个概念——场、能量和物质；因此，建立在当代自然科学基础上的新形而上学或新的哲学本体论，就必得承认在这方面要有三个范畴，而不是一个范畴。谁要有本事就让他用“奥卡姆剃刀”剃掉两个好了，我是没这本事!至于信息，早在本世纪中期，一位绝顶聪明的人N·维纳就将了一军：“信息就是信息，不是物质也不是能量。不承认这一点的唯物论，在今天就不能存在下去。”[15]这位科学家的这一军将得很干脆，很死，40年来，许许多多坚持物质一元论的哲学家使出浑身解数想把自己救活，据我看，谁都没能做到。

把信息解释成“物质的普遍属性”是讲不通的。现在到处都在谈论“信息流”，在细胞中，在人体中，在电脑中，在全球人类社会中，都有信息流，试想一种东西上面的属性怎么可能离开它变成流体到处流，更不要谈转录、翻译和存储了。

把信息解释成意识也不行，因为，如果说信息就是意识，意识就是信息，那就会推导出荒谬的论点：如生物细胞里有意识，书本里有意识，电脑里有意识，等等。逻辑上的归谬法立刻就把上述解释推翻了。迫不得已，只好把信息解释成“物质和意识的中介”。这种解释把信息摆对了位置，但是并没道出信息的本质。因为“中介”是表征事物间接联系的哲学范畴，说信息是物质和意识的中介，就是说物质同意识和意识同物质无法直接联系，需要有信息居间起桥梁的作用，信息的作用是中介，但信息本身是什么却仍然得不到解释。不过这种解释倒是把我们带回到N·维纳的观点了：信息既不是物质和能量，也不是意识，而是居间的第三者。

最后再来看意识。对二元论者和唯心论者来说，意识的存在是绝对不成问题的。从近代二元论的伟大代表笛卡尔，到现代现象学大师胡塞尔以及认胡塞尔为鼻祖的存在主义哲学家们，均认为你可怀疑一切，但无法怀疑自我意识的存在，因此，意识是先验的绝对的存在。可是，要让一个唯物主义哲学家承认意识是一种相对独立的存在，那就难了。破除对意识解释的某些老生常谈，可能有助于这一点。

一种常见的唯物论的意识定义是由四个命题组成的：

Ⅰ意识是高度组织起来的物质即人脑的机能；

Ⅱ意识是高度组织起来的物质即人脑的属性；

Ⅲ意识是客观存在的主观映象；

Ⅳ意识对物质世界有巨大的反作用，即意识有主观能动性，能进行创造性的活动。

这四个命题放到一起来定义意识是经不起推敲的，有的自相矛盾，有的互相矛盾。

说人脑是“高度组织起来的物质”就是说它是一个复杂的系统，“人脑的机能”就是这个系统的功能，而系统的功能都是活动，它可以是意识活动，但不可能是意识本身，于是命题Ⅰ由于自相矛盾就自我否定了。

说意识是“人脑的属性”就是说它是内在于人脑的，或人脑固有的；又说“意识是客观存在的主观映象”就是说它是从外面投射进来的。任何东西都不可能既是内在固有的，又是从外面投射进来的，所以命题Ⅱ和命题Ⅲ互相矛盾就互相否定了。

由以上的分析可以知道，下定义和唯物主义哲学家们自己也不清楚，或者自己也没拿定主意，意识到底是“功能”，是“属性”，还是“主观映象”，于是就一古脑儿全堆上去了；由于自相矛盾和互相矛盾，结果信息就哪样也不是。这就是为什么我宁愿追随那些居领先地位的脑神经生理学家的观点，老老实实承认意识是“高度组织起来的物质即人脑”的“突现”的原因。而且，我同样承认科学至今尚未揭开意识之谜，还愿补充说，鉴于研究上的特殊困难，很可能要到N代生物元件电脑模拟出人工意识之后，这个谜才能最终揭开。

相比之下，命题Ⅳ倒是个实实在在的真命题：谁也无法否认玻普所说的世界3——人类社会连同它包容的具有无限多样性的人造物品和人工系统，都是意识创造出来或在意识推动下创造出来的。从创造人造物品和创造创造性活动可以反证创造者意识的存在。

我们终于达到了我们的结论：建立在20世纪科学伟大成就基础之上和新型的形而上学是一种进化的多元论：场、能量、物质、信息和意识是迄今为止我们所知道的构成宇宙的五种元素，它们是自大爆炸的那一刻起相继进化出来的，地球上的人类就生活在这样一个多元的世界上。我们不排除将来还会进化出新的元素，也不排除在宇宙的别的区域还存在新的元素，更不排除在未来，譬如21世纪，随着科学新的具有划时代意义的伟大发现(如在超弦和超对称理论方面)，这种新的唯物主义世界观还会改变形式。

我们仍然称这种类型的形而上学是唯物主义的，是在下述意义上：唯物主义的基本精神是实事求是，尊重事实，尊重科学，凡科学发现和证明了的事实，就应在哲学上加以承认。马克思主义的辩证唯物主义又有一个著名的观点，叫做“彻底的唯物主义是无所畏惧的”，当然也不畏惧承认自己认识的过时，以及因过时而发生的错误和纠正这些错误。

大家知道，前苏联的一批唯物主义哲学家曾在本世纪初期和中期先后批判过相对论、量子力学、摩尔根遗传学(基因论)和控制论，说它们使“物质消失了”，“宣扬非决定论”，“复活唯心主义”，“是资产阶级的伪科学”，可是，后来科学发展的事实证明这四门新学科均是“具有划时代意义的伟大发现”，不但站住脚了，而且获得了一批一批诺贝尔自然科学奖。这样一来就使那些搞批判的哲学家处在很不光彩的地位，并且败坏了唯物主义，特别是辩证唯物主义的声誉。至今，又是半个世纪过去了，代那批苏联哲学家负疚和受过没有必要，沉默和避而不谈也不是正确的态度，所以本文采取了积极的态度，提出了一种新的说法。

最后，还剩一个余论性质的问题，那就是现在还讨论形而上学问题或本体论问题，有意义吗? 提出这个问题的原因，是东西方都有大哲学家老早就说过，“哲学终结了”，“只剩下辩证法和形式逻辑了”，“只剩下语言分析了”，等等。

我个人认为，上面那些话都说得太早，太绝，太偏，总之是说过头了。这不禁使人想起，物理学家和诺贝尔奖获得者马克斯·玻恩也闹过类似的笑话。1929年他曾对到格丁根大学访问的一群人说：“我们所了解的物理学将在六个月内终结。”他的信心建立在狄拉克刚刚发现了支配电子的方程，同这个方程类似的一个方程又可支配质子，而当时在亚原子层次上所知的就只有这两种粒子。不久，中子和核力的发现就敲了他的头，更不要说后来发现的几百种粒子和更深层次上的夸克了。[16]

预言物理学很快就要终结的人闹了笑话，预言哲学及其本体论已经终结的人何尝不更是这样。人类对世界的认识哪有尽头?

【注释】

[1]《马克思恩格斯选集》第3卷，人民出版社1972年，第224页。

[2]转引自《自然辩证法百科全书》，中国大百科全书出版社1995年，第149页。

[3] I.Prigogine, Forword for The New Page， by Federico Mayor,UNESCO Publishing, 1995.

[4]现已证明中微子有质量。——1999年1月20日补注

[5]童浩主编：本节所引物质定义均转引自《哲学范畴史》(上、下)，河南人民出版社1987年；谢庆绵：《西方哲学范畴史》，江西人民出版社1987年。不再一一注明原出处。

[6]后两段话直接引自《自然辩证法》，人民出版社1957年，第214、228页。

[7]童浩：《哲学范畴史》(上)，河南人民出版社1987年，第220页。

[8]胡文耕：《信息、脑与意识》(上)，中国社会科学出版社1992年，第368页，以下多处引文皆出自此书，不再一一注明。

[9]以上4段可参阅《哲学范畴史》(上)，第215—244页。

[10]潘菽：《意识问题试解》，《心理学探索》1980年第1期。

[11]胡文耕：《信息、脑与意识》，中国社会科学出版社1992年，第340页。

[12]列维布留尔：《原始思维》，商务印书馆1981年。

[13] 哲学研究》1988年第5期。

[14]胡文耕：《信息、脑与意识》，第339页。

[15] N·维纳：《控制论》，科学出版社1962年，第133页。

[16]斯蒂芬·霍金：《时间之谜》，上海人民出版社1991年，第185页。

（1996年8月） 

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