人與自然的系列—自然利用與開發(fā)

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1、人類與環(huán)境系統(tǒng)人類～環(huán)境系統(tǒng)是指人類社會同自然環(huán)境之間互相聯(lián)系、互相影響、互相作用而形成的社會系統(tǒng)與自然系統(tǒng)相結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng)。與此相類似的概念還有人～地系統(tǒng)、人類～自然系統(tǒng)、社會～環(huán)境系統(tǒng)等。作為人類～環(huán)境系統(tǒng)的全部要素構(gòu)成，自然要素和社會要素中任何要素的變化都會引起整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)。人類～環(huán)境系統(tǒng)是人類社會因素與自然因素長期綜合作用的產(chǎn)物。人類社會與自然環(huán)境雖然各有其相對獨(dú)立的規(guī)律性，但是自從人類出現(xiàn)以來，二者的發(fā)展、演化始終密切聯(lián)系在一起，表現(xiàn)為兩個(gè)系統(tǒng)間通過物質(zhì)交換和能量流動而不停地進(jìn)行作用與反作用。環(huán)境

2、給人類以維持生存的基本條件，使其得以充分發(fā)展，人類則通過各種社會活動對環(huán)境施加影響，即表現(xiàn)為對環(huán)境進(jìn)行培育和破壞兩個(gè)方面的作用。人類社會在人類～環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展過程中起著主導(dǎo)性作用。人類～環(huán)境系統(tǒng)概念的提出，其意義在于把人類社會和自然界作為有機(jī)的統(tǒng)一整體來對待，強(qiáng)調(diào)社會發(fā)展同環(huán)境發(fā)展的一致性，強(qiáng)調(diào)人類必須從社會發(fā)展、社會過程、社會與環(huán)境之間的相互作用上認(rèn)識環(huán)境、分析和解決環(huán)境問題。人類是自然界發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是自然界中不可分割的一部分，人類既不應(yīng)該把自身看成是環(huán)境的奴隸而消極地、被動地接受環(huán)境的制約，也不應(yīng)該片面

3、夸大自身的能動作用而違背自然規(guī)律，去“征服”環(huán)境、去統(tǒng)治自然。作為自然界中有意識的自然物，人類要正確認(rèn)識人類～環(huán)境系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律性，通過自身自覺的、能動的作用不斷調(diào)整人類社會與自然環(huán)境之間的關(guān)系，促使人類～環(huán)境系統(tǒng)不斷地朝著最優(yōu)化的方向發(fā)展。人類對大腦和智力的不斷探索假設(shè)我們已經(jīng)知道了大腦的全部突觸、全部遞質(zhì)、全部離子通道和每個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的全部反應(yīng)模式，是否就懂得了智力是如何產(chǎn)生的呢？我們是否就理解了腦是如何工作的，個(gè)性是如何形成的，人類又怎樣成為有感情的有社會性的有思想的生命體？單個(gè)神經(jīng)元是不能推理的，不可能有智力的

4、。就拿視覺來說，一個(gè)人要辨識某種形象，要有一個(gè)“結(jié)晶”的過程，這并不僅取決于對視網(wǎng)膜上光感受細(xì)胞的物理刺激，也取決于大腦的模式生成和模式識別的機(jī)理。一個(gè)形象的“結(jié)晶”是按一定方式對視覺信號進(jìn)行處理才完成的。生命和思維的世界不僅是量的世界，更是質(zhì)的世界，它的運(yùn)動和發(fā)展帶有明顯的整體性。這十分類似于人們不可能用色譜分析去理解梵高油畫作品中獨(dú)特色彩產(chǎn)生的美感，也不可能僅僅通過個(gè)別的音符就能理解肖邦的琴思。人類的思想在20世紀(jì)末已發(fā)生了根本的變化，人們不再把自然界看成美、和諧和簡單的統(tǒng)一，代替它的是一個(gè)演化的、復(fù)雜的纏繞的世

5、界。關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的某些性質(zhì)正在引起科學(xué)界廣泛的興趣。對于認(rèn)識生命與智力的本質(zhì)會帶來新的啟迪。由于混沌，最初有序的動態(tài)系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間可轉(zhuǎn)變成完全無組織的狀態(tài)。還有另外一種反直覺的現(xiàn)象被稱為反混沌；某些非常無序的系統(tǒng)自發(fā)地“結(jié)晶”成為高度有序。為了有助于理解不同的網(wǎng)絡(luò)集中了混沌與有序之間的變化，蘭湯提出了一個(gè)比擬，他把網(wǎng)絡(luò)的行為特征與物相變化聯(lián)系起來：有序的網(wǎng)絡(luò)為固相，混沌網(wǎng)絡(luò)為氣相，處于中間狀態(tài)的為液相。如果一個(gè)有序的網(wǎng)絡(luò)接近于臨界的某一點(diǎn)，就可能輕微地“熔化”凍結(jié)部分。這樣在混沌與有序邊緣上將會出現(xiàn)有趣

6、的動態(tài)特性。在這種相變中，小的和大的未冰結(jié)的島塊將同時(shí)存在。小的擾動會引起大批的“小雪崩”和少量的“大雪崩”。于是，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各區(qū)域間可以互相通訊，也就是互相影響其行為特性。蘭湯預(yù)見到處于混沌與有序邊緣的并行處理網(wǎng)絡(luò)或許能進(jìn)行異常復(fù)雜的計(jì)算，而且處于有序和混沌之間的邊界上的系統(tǒng)可能具有通過有益變異的積累迅速而成功地獲得適應(yīng)的能力。這樣的網(wǎng)絡(luò)將不可避免地成為自然選擇的目標(biāo)，利用自然選擇的能力應(yīng)當(dāng)是被自然選擇選中的首選特性之一。讓我們以兔子的嗅覺系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與建模研究成果為例，說明腦如何處于混沌與有序的邊緣上以感知外部世界的

7、。嗅球是對氣味進(jìn)行加工的初級皮層，它在體位上的可及性及作為舊皮層在解剖結(jié)構(gòu)上的相對簡單性，使它成為研究腦模式識別和模式生成的理想模型系統(tǒng)。在吸氣期間，一類氣味分子會在鼻子上的感受器陣列上形成特定的空間活動分布，隨后嗅覺系統(tǒng)以抽象的方式直接完成分類。弗里曼通過在神經(jīng)解剖學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和神經(jīng)行為各個(gè)水平的實(shí)驗(yàn)研究，確證嗅球中的每個(gè)神經(jīng)元都參與嗅覺感知。當(dāng)動物吸入熟悉的氣味時(shí)，腦電波變得更為有序，形成一種特殊的空間模式。當(dāng)沒有氣味輸入的時(shí)候，嗅球系統(tǒng)的腦電波就表現(xiàn)出低維混沌狀態(tài)。弗里曼說，低幅混沌等價(jià)于一種“我不知道”的狀

8、態(tài)?；煦缒苁箮装偃f神經(jīng)細(xì)胞處于一種活性“值班”狀態(tài)，以便可以瞬間轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，對刺激作出反應(yīng)。看來，混沌吸引子是大腦復(fù)雜性的不可避免的產(chǎn)物，它的確有可能是腦區(qū)別于一臺人工智能機(jī)器的主要特征。由于腦的復(fù)雜性，我們似乎不可能期待在某一個(gè)早上，宣布腦的奧秘已經(jīng)揭開的時(shí)刻的到來，這也許是一個(gè)只有里程碑而沒有終點(diǎn)的科學(xué)探索。但我們同時(shí)又相信，在人類清除超