系统的自然观

系统的自然观（精选6篇）

篇1：系统的自然观

1、系统自然观的基本含义及其重大意义

答：系统自然观是辩证唯物主义自然观的发展。它根植于相对论、量子力学、分子生物学和以系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同论、突变论、混沌理论等为代表的系统科学的基础之上，为人们描绘出一幅从基本粒子、原子、分子化合物直到人类，从微观领域直至宇观天体系统演化的自组织、自我运动、自我创造的辩证的演化发展的自然图景，深入揭示了自然界的本质和规律，认为“系统”是总的自然界的模型。

系统自然观最深层、最基本的内涵，在于它揭示了自然系统不仅存在着，而且演化着；自然系统不仅是确定的，而且会自发地产生不可预测的随机性；自然系统不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非线性的，阐发了自然界是确定性与随机性、简单性与复杂性、线性与非线性的辩证统一的思想。

1、从存在到演化

以往的自然科学，如牛顿力学、麦克斯韦的电磁场论，包括相对论和量于力学等，所描述的都是可逆过程，表现出时间反演是对称的，未来和过去没有差别。非平衡系统自组织理论则将热力学定律的“时间之矢”与动力学系统的复杂性、不可逆性联系起来，使时间从一个外部参且转变为自然演化的内在尺度，指出”时间之矢”是与物理系统相联系的内部届性，从而提出了“内部时间”的概念，表明白然科学从存在的科学走向演化的科学。与此相联系，人们对于自然界的认识．也就从认识存在深入到认识演化，即认识到自然界不仅是存在的而且是演化的，并试图在存在和演化之间架起一座桥梁。

2．确定性和随机性的统一

自从1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》以来，确定论观点在自然科学领域一直被奉为正统，以致机械决定论者构造了一个封闭的简单的宇宙模式．认为只要人们找到一个无所不包的宇宙方程，并且知道宇宙的一切初始条件和边界条件．那么，宇宙的过左和未来都会呈现在跟前。这就是前面所提到的拉普拉斯决定论。但是，混沟理论表明，对于那些原来看来完全确定的非线性系统，即使不受外界影响．初始条件是确定的，系统自身也会自发地产生不可预测的随机性(称之为“内在随机性”)。这类情况不是稀有的特例，而是普迫行为，完全确定论的描述在牛顿力学中仅限于稀如风毛磷角的特例。人们终于认识到，自然界是确定性与随机性的辩证统一。

3、简单性和复杂性的统一

正如人的认识发展道路是从认识简单事物开始一样．近代科学的产生和发展也是从研究简单系统开始的。经典科学研究的对象主要是线性的、解析的、平衡态的、规则的、有序的、确定的、可逆的、可作严格逻辑分析的对象，这本来是合理的、必然的，但也形成一种传统观念，即认为复杂性只存在于生命和社会历史领域，物理世界是简单的。因此，不问是否合可能，总是把复杂性完全简化为简单性来处理(实质上是人为地消除复杂性)，其基本的方法是分析的、还原的。然而，从20世纪60年代以来，自然科学把注意力转向现实世界的复杂性系统，研究非线性的、非解析的、非平衡态的、不规则的、无序的、不确定的、不可逆的、不可作严格逻辑分析的对象，越来越广泛和深刻地揭示出了自然界的复杂性的一面，表明一个复杂的系统，不能被看做是许多要素的简单组合，而是存在着要素之间的反馈、自催化、自组织的相互联系和协同作用。正如普里戈金在《探 索复杂性》一书中所指出的：“复杂性不再仅仅属于生物学了，它正在进人物理学领域，似乎已经植根于自然法则之中了。”人们已经意识到必须将追求简单性

和探索复杂性结合起来。

4、线性和非线性的统一

以往的科学实质上是以线性系统为研究对象的线性科学。数学的发展早已为线性系统的研究提供了包括线性代数、线件微分方程、博立叶分析、线性算子理论和随机过程的线性理论在内的强有力的解析方法和工具。正如人的认识发展道路是从认识简单事物开始一样，近代科学的产生和发展也是从研究线性系统这种简单对象开始的。物理学家首先考察没有摩擦的理想摆、没有粘滞的理想流体，数学家首先研究线性函数、线性方程，等等。这本来是合理的、必然的。线性模型是一大批现实系统的良好近似。事实上，线性科学在理论和实践上都有极其光辉的成果，迄今许多令人泞目的重大理论和技术创造都是线性科学的贡献。但在线性科学成功发展的同时，也在自然观上形成了一种线性观．即把线性系统视为 客观世界的常规现象、正常状态或本质特征，把非线性系统视为例外情形、病态现象或非本质特征，非线性系统仅仅是线性系统的扰动等等；认为只有线性现象才有普通规律，可以提出一般原理，制定普适的方法，非线性现象没有普通规律，不能建立一般原理和普适的方法。20世纪七八十年代．分形理论、混油理论等研究所刮起的。非线性风暴”，使人们终于明白：现实世界中的非线性问题不是少见的例外而是普通现象，线性问题才是少见的例外，非线性特性不是细枝末节而是基本特征和本质的存在，线性特性才是非本质的存在和次要方而；线性系统只不过是一部分简单非线性系统在一定条件下的近似；自然界是线性与非线性的辩证统一。

二、系统自然观确立的重大意义

1．丰富和发展了辩证唯物主义自然观

系统自然观的确立，是对辩证唯物主义自然观的丰富与发展，为辩证唯物主义自然观的重要组成部分。

首先，系统自然观揭示了自然界的系统性、整体性和层次性。

其次．系统自然观揭示了自然界物质系统的开放性、动态性和自组织性再次，系统自然观揭示了时间的不可逆性，提出了内部时间”的概念，最后．系统自然观揭示了自然界在循环发展中有序与无序、进化与退化的辩证统一

2、提供了系统思维方式

所谓系统思维方式，是把对象当做一个系统的整体加以思考的思维方式，它根据系统的性质、关系、结构，把对象的各个组成要素有机地组织起来构成模型，研究系统的功能和行为，具有整体性、综合性、定量化和精确化的特征。

这种思维方式认识对象的基本思路是：

第一．把对象作为其构成要素以一定的联系组成的结构与功能的统一整体(系统)来考察，从整体、部分、环境的相互联系、相互制约、相互依赖的关系中捐不对象的整体性质和运动规律。它首先从整体出发，对事物进行综合研究，然后以综合为指导，对事物的组成部分进行分析，探讨它们之间的内在联系，最后又在分析的基础上回到整体的综合研究。

第二，认为由各要素组成的整体，具有不同于各要素功能简单相加的新功能．

第三，把所观察的系统都看做动态的开放系统，认为任何系统都处于一定环境之中，它与外界环境有着千丝万缕的联系。任何系统要得到自身的发展，必定是与环境不断进行物质、能量和信息的交换。

第四，系统思维方式对某一具体系统的研究侧重于无序、不稳定性、多样性、不平衡性、非线性等方面，这与传统的干方百计将系统简化为稳定、有序、均匀、平衡、线性作用的思维方式有很大差别。

篇2：系统的自然观

摘 要：近代自然科学的进步，使人们认识到自然界是以系统的方式存在着的，事物之间是相互联系、相互作用的，而不是孤立、静止、一成不变的，从而打破了形而上学的自然观，并最终导致了辩证唯物主义自然观的诞生。

关键词：自然科学;系统思想;自然观;马克思

中图分类号：A8 文献标志码：A 文章编号：1673-291X(2013)06-0233-02

一、近代形而上学自然观的形成

拉开近代自然科学革命序幕的是哥白尼太阳中心说的发表，它的发表标志着向整个自然科学发布了摆脱神学束缚的“独立宣言”。哥白尼的日心说，有力地批判了唯心主义经院哲学，捍卫了唯物主义，这场天文学的革命，标志着自然科学从神学中解放出来，独立于神学的近代自然科学诞生了。由于当时自然科学还处于搜集材料的阶段，与当时所采用的“分析”、“孤立”的研究事物的方法相联系，哲学家们抛弃了辩证法，被形而上学所支配。但是对于中世纪的神学唯心主义来说，资产阶级哲学无疑是一个新的否定形式，而对于古代朴素的唯物主义哲学来说，它又是一个崭新的发展阶段。反映到自然观上，就成为十七八世纪特有的形而上学的自然观。

近代自然观的早期代表人物是F.培根(1561―1626)，在1620年出版的《科学的伟大复兴》中，培根尖锐地批判了经院哲学那种玩弄概念、脱离实际的倾向，他认为运动是物质本身所固有的最重要的特征，而物质的多样性正是由运动形式的多样性决定的。他在《新工具》中列举了19种“性质最普遍的运动”，认为除了机械运动外，物质还具有“紧张”、“趋向”、“欲望”、“抵抗运动”，以至于“痛苦”等等。在培根的自然观中，不仅坚持了唯物主义原则，而且具有朴素的辩证法因素，但是他的哲学已经有了机械的、形而上学的性质了。

近代自然观的中期代表是牛顿(1643―1727)，他的自然观和认识论在近代自然科学界中有着很大的影响。在1637年出版的《自然哲学的数学原理》这部著作中，集中反映了他的物质观、运动观、时空观和演化图景。牛顿根据前人和他自己的实验和观察结果，系统地总结出三条基本的运动定律，发现了万有引力定律，把地面上的运动和天体的运动联系起来，表明了宇宙中的所有物体之间并不是彼此孤立毫不相干的，而是通过引力相互作用着的，这一定律的发现推翻了“上帝决定星体位置”的宗教神学观念。但是，牛顿却忽视了机械力学运动，这种最普遍的运动形式与自然界中的热、光、电磁、声等物理运动以及生命的、化学的、思维的、社会等其他多种运动形式之间的区别。片面地夸大了机械运动，导致了把一切自然现象都归结为力学现象，把一切运动都归结为机械运动的形而上学运动观。

形而上学的、机械的唯物主义自然观在十七八世纪形成，并在自然科学中居于统治地位是有其深刻的历史根源的。首先它与当时的思维习惯和自然科学研究方法有关，由于人们的经验习惯，它们把事物看做是孤立静止、僵化的和永恒不变的东西，同时也与这一时期发展的重点学科有关。当时只有数学和力学达到了完善的状态，而数学本身比力学更为抽象，它只研究量的关系，其他一切属性都不考虑。当人们对整个自然界进行解释概括说明时，就自然而然地以力学和数学的观点去解释一切事物和一切现象，因此，近代的自然观不仅走上了形而上学的道路，而且具有严重的神学唯心主义的倾向。

恩格斯在批评以“自然界的绝对不变性”为中心的形而上学自然观时指出：“……自然科学在知识上，甚至在材料的整理上大大超过了希腊古代，但是在观念地掌握这些材料上，在一般的自然观上却大大低于希腊古代。在希腊哲学家看来，世界在本质上是某种从混沌中产生出来的东西，是某种发展起来的东西、某种生成着的东西。在我们所探讨的这个时期的自然研究家看来，它却是某种僵化的东西、某种不变的东西。而在他们中的大多数人看来，则是某种一下子就造成的东西，科学还深深地禁锢在神学之中。它到处寻找，并且找到了一种不能从自然界本身来解释的外来的推动力作为最后的原因……哥白尼在这一时期之初向神学下了挑战书;牛顿却以神的第一推动这一假设结束了这个时期。”[1]

二、近代形而上学自然观的破产

18世纪末19世纪初，德国古典哲学特别是黑格尔哲学的出现，把哲学推进到了一个新的时期，辩证法被确立为普遍真理，人们开始从形而上学的思维方式统治下解放出来。黑格尔的最大功绩是在于：“他第一次把整个自然的、历史的和精神的世界都看做一种过程，即永恒的运动、变化、转换和发展的过程，并且企图去揭示这些运动和发展的内在联系。”[2]但是黑格尔这里把这丰富多彩、变化万千的自然界歪曲为精神的外壳。很显然，这是唯心主义的自然观，近代科学的发展，对自然的认识有了突飞猛进的变化，而工业革命促使整个自然科学发展到一个新的阶段，这一时期，在自然科学中出现了一系列重大发现。首先是康德―拉普拉斯的星云假说，描绘了整个太阳系在时间进程中逐渐生成的历史。1755年，康德发表《自然通史和天体论》一书，首先提出太阳系起源星云说。该学科认为，太阳系是从弥漫物质(星云)通过自身的运动，由于吸引而不断凝聚，由于斥力而发生旋转运动，从最初的混沌状态，逐步发展成为有秩序的天体系统。这样一来，就取消了牛顿关于“神的第一推动力”。另外，由于该学说把整个太阳系表现为某种在时间上逐渐生产的东西，所以，在康德的发现中有着一切进步的起点。康德的“星云假说”为辩证唯物主义自然观的形成提供了天文学方面的论据。恩格斯曾对康德的学说给予很高的评价，说是“从哥白尼以来天文学取得的最大的进步”，是在“形而上学思维方式的观念上打开了第一个缺口”。

接着英国地质学家C.赖尔描述了地层的缓慢演化，1830年，赖尔出版《地质学原理》第一卷，正式提出了地质学中的渐变理论。赖尔的地质渐变论从地质学的角度为辩证唯物主义自然观的产生提供了依据，主要表现为：他用地质自身的缓慢渐进否定了形而上学的静止观点，取代了造物主的创造，并用地质自身有的“水”、“火”两类元素解释地质的发展变化，把地质变化的原因归结为地球内部的矛盾运动。在《地质学原理》中，赖尔针对当时流行的地质变化的“灾变论”，用大量确凿的事实证明，地球地壳的变化，不是什么超自然力量或者巨大的灾变造成的，而是由于最平常的自然力，如温度、风、雨、地震、冰川、火山等，是在漫长的时间里逐渐形成的。人们对于地球的过去的`认识不是无能为力的，而是可以认识的。 德国的迈尔、英国物理学家焦耳、格罗夫等人几乎同时从不同途径发现了能量守恒和转化定律，指出能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变。它使哲学的“运动不灭”原理有了自然科学基础，马克思恩格斯称能量守恒和转化定律是19世纪中叶最伟大的定律。

英国生物学家达尔文经过多年的考察和研究提出了生物进化论，进化论认为自然选择是有机界无限差异的原因，“而且进化论证明了：从一个简单的细胞开始，怎样由于遗传和适应的不断斗争而一步一步地前进，一方面进化到最复杂的植物，另一方面进化到人。”[1] 推翻了唯心主义、形而上学的物种不变论、目的论和灾变论。生物进化论说明了生物界的任何物种都有发生、发展、灭亡的过程，包括人在内一切物种都是自然界长期进化的结果，从而说明了生物由低级向高级发展的自然图景。由德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出的细胞学说。认为一切生物都由细胞组成，细胞是生命的结构单位，细胞只能由细胞分裂而来。细胞学说从生物学的角度揭示了自然界的物质统一性和内在的联系。

正是由于上述的自然科学成就，特别是能量守恒和转化定律、细胞学说以及生物进化论这三大发现，从整体上描绘出了自然界相互联系相互发展的自然图景，这些都不但冲击了传统的机械唯物主义自然观，也使思辨的自然哲学失去了存在的基础。正如恩格斯所指出的：“新的自然观就其基本点来说已近完备：一切僵硬的东西熔解了，一切固定的东西消散了，一切被当作永恒存在的特殊的东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。”[1]并最终导致了辩证唯物主义自然观的诞生。

三、辩证唯物主义自然观的形成与特征

马克思和恩格斯科学地总结了当时自然科学的最高成就，继承了古希腊自然观中的辩证法观点，克服了形而上学自然观中的缺陷，批判地吸收了德国古典自然科学特别是黑格尔辩证法的思想，创立了辩证唯物主义自然观。辩证唯物主义自然观是辩证唯物主义的一个重要组成部分，它是马克思主义对于包括人在内的自然界的总看法。它是由马克思和恩格斯在19世纪中期的自然科学革命性变革中确立的。他与辩证唯物主义历史观一起组成了哲学。辩证唯物主义自然观包括三个大的方面：唯物论、方法论和辩证法。

辩证唯物主义自然观是在近代后期自然科学发展的基础上产生的，辩证唯物主义自然观它包含了两层含义：首先，它是一种“自然观”，是马克思主义对于包括人在内的自然界的总的看法和观点，反映了自然界的本来面目，与旧的唯物主义和唯心主义的自然观有着根本上的区别，因此，马克思主义经典作家将其称之为“新的自然观”、“真正合理的自然观”等等。其次，它是一个体系，是关于自然界的科学的哲学的“理论体系”，是马克思主义哲学中一个相对独立的组成部分。它是以自然界的整体为研究对象从而揭示自然界的普遍联系、演化发展和总体规律等等。它以近代自然科学的充分发展为自己的科学基础，以特有的概念、范畴、规律为自己的理论内容，因此被称为马克思及恩格斯的“自然哲学”。上述的两个方面是不可分割的有机组成部分，因此我们在考察自然观的时候要从两个方面辩证统一地去理解，不可偏废其一。辩证唯物主义自然观作为一种包含有系统思想的自然观，其中的系统思想只能是初步的，它有待于在后来的现代系统科学产生的基础上进一步发展。

参考文献：

[1] 马克思恩格斯选集：第4卷[M].北京：人民出版社，1995：265-317.

[2] 恩格斯.反杜林论[M].北京：人民出版社，1956：22.

篇3：系统的自然观

拉开近代自然科学革命序幕的是哥白尼太阳中心说的发表, 它的发表标志着向整个自然科学发布了摆脱神学束缚的“独立宣言”。哥白尼的日心说, 有力地批判了唯心主义经院哲学, 捍卫了唯物主义, 这场天文学的革命, 标志着自然科学从神学中解放出来, 独立于神学的近代自然科学诞生了。由于当时自然科学还处于搜集材料的阶段, 与当时所采用的“分析”、“孤立”的研究事物的方法相联系, 哲学家们抛弃了辩证法, 被形而上学所支配。但是对于中世纪的神学唯心主义来说, 资产阶级哲学无疑是一个新的否定形式, 而对于古代朴素的唯物主义哲学来说, 它又是一个崭新的发展阶段。反映到自然观上, 就成为十七八世纪特有的形而上学的自然观。

近代自然观的早期代表人物是F.培根 (1561—1626) , 在1620年出版的《科学的伟大复兴》中, 培根尖锐地批判了经院哲学那种玩弄概念、脱离实际的倾向, 他认为运动是物质本身所固有的最重要的特征, 而物质的多样性正是由运动形式的多样性决定的。他在《新工具》中列举了19种“性质最普遍的运动”, 认为除了机械运动外, 物质还具有“紧张”、“趋向”、“欲望”、“抵抗运动”, 以至于“痛苦”等等。在培根的自然观中, 不仅坚持了唯物主义原则, 而且具有朴素的辩证法因素, 但是他的哲学已经有了机械的、形而上学的性质了。

近代自然观的中期代表是牛顿 (1643—1727) , 他的自然观和认识论在近代自然科学界中有着很大的影响。在1637年出版的《自然哲学的数学原理》这部著作中, 集中反映了他的物质观、运动观、时空观和演化图景。牛顿根据前人和他自己的实验和观察结果, 系统地总结出三条基本的运动定律, 发现了万有引力定律, 把地面上的运动和天体的运动联系起来, 表明了宇宙中的所有物体之间并不是彼此孤立毫不相干的, 而是通过引力相互作用着的, 这一定律的发现推翻了“上帝决定星体位置”的宗教神学观念。但是, 牛顿却忽视了机械力学运动, 这种最普遍的运动形式与自然界中的热、光、电磁、声等物理运动以及生命的、化学的、思维的、社会等其他多种运动形式之间的区别。片面地夸大了机械运动, 导致了把一切自然现象都归结为力学现象, 把一切运动都归结为机械运动的形而上学运动观。

形而上学的、机械的唯物主义自然观在十七八世纪形成, 并在自然科学中居于统治地位是有其深刻的历史根源的。首先它与当时的思维习惯和自然科学研究方法有关, 由于人们的经验习惯, 它们把事物看做是孤立静止、僵化的和永恒不变的东西, 同时也与这一时期发展的重点学科有关。当时只有数学和力学达到了完善的状态, 而数学本身比力学更为抽象, 它只研究量的关系, 其他一切属性都不考虑。当人们对整个自然界进行解释概括说明时, 就自然而然地以力学和数学的观点去解释一切事物和一切现象, 因此, 近代的自然观不仅走上了形而上学的道路, 而且具有严重的神学唯心主义的倾向。

恩格斯在批评以“自然界的绝对不变性”为中心的形而上学自然观时指出:“……自然科学在知识上, 甚至在材料的整理上大大超过了希腊古代, 但是在观念地掌握这些材料上, 在一般的自然观上却大大低于希腊古代。在希腊哲学家看来, 世界在本质上是某种从混沌中产生出来的东西, 是某种发展起来的东西、某种生成着的东西。在我们所探讨的这个时期的自然研究家看来, 它却是某种僵化的东西、某种不变的东西。而在他们中的大多数人看来, 则是某种一下子就造成的东西, 科学还深深地禁锢在神学之中。它到处寻找, 并且找到了一种不能从自然界本身来解释的外来的推动力作为最后的原因……哥白尼在这一时期之初向神学下了挑战书;牛顿却以神的第一推动这一假设结束了这个时期。”[1]

二、近代形而上学自然观的破产

18世纪末19世纪初, 德国古典哲学特别是黑格尔哲学的出现, 把哲学推进到了一个新的时期, 辩证法被确立为普遍真理, 人们开始从形而上学的思维方式统治下解放出来。黑格尔的最大功绩是在于:“他第一次把整个自然的、历史的和精神的世界都看做一种过程, 即永恒的运动、变化、转换和发展的过程, 并且企图去揭示这些运动和发展的内在联系。”[2]但是黑格尔这里把这丰富多彩、变化万千的自然界歪曲为精神的外壳。很显然, 这是唯心主义的自然观, 近代科学的发展, 对自然的认识有了突飞猛进的变化, 而工业革命促使整个自然科学发展到一个新的阶段, 这一时期, 在自然科学中出现了一系列重大发现。首先是康德—拉普拉斯的星云假说, 描绘了整个太阳系在时间进程中逐渐生成的历史。1755年, 康德发表《自然通史和天体论》一书, 首先提出太阳系起源星云说。该学科认为, 太阳系是从弥漫物质 (星云) 通过自身的运动, 由于吸引而不断凝聚, 由于斥力而发生旋转运动, 从最初的混沌状态, 逐步发展成为有秩序的天体系统。这样一来, 就取消了牛顿关于“神的第一推动力”。另外, 由于该学说把整个太阳系表现为某种在时间上逐渐生产的东西, 所以, 在康德的发现中有着一切进步的起点。康德的“星云假说”为辩证唯物主义自然观的形成提供了天文学方面的论据。恩格斯曾对康德的学说给予很高的评价, 说是“从哥白尼以来天文学取得的最大的进步”, 是在“形而上学思维方式的观念上打开了第一个缺口”。

接着英国地质学家C.赖尔描述了地层的缓慢演化, 1830年, 赖尔出版《地质学原理》第一卷, 正式提出了地质学中的渐变理论。赖尔的地质渐变论从地质学的角度为辩证唯物主义自然观的产生提供了依据, 主要表现为:他用地质自身的缓慢渐进否定了形而上学的静止观点, 取代了造物主的创造, 并用地质自身有的“水”、“火”两类元素解释地质的发展变化, 把地质变化的原因归结为地球内部的矛盾运动。在《地质学原理》中, 赖尔针对当时流行的地质变化的“灾变论”, 用大量确凿的事实证明, 地球地壳的变化, 不是什么超自然力量或者巨大的灾变造成的, 而是由于最平常的自然力, 如温度、风、雨、地震、冰川、火山等, 是在漫长的时间里逐渐形成的。人们对于地球的过去的认识不是无能为力的, 而是可以认识的。

德国的迈尔、英国物理学家焦耳、格罗夫等人几乎同时从不同途径发现了能量守恒和转化定律, 指出能量既不会凭空产生, 也不会凭空消失, 它只能从一种形式转化为另一种形式, 或者从一个物体转移到另一个物体, 在转移或转化过程中其总量保持不变。它使哲学的“运动不灭”原理有了自然科学基础, 马克思恩格斯称能量守恒和转化定律是19世纪中叶最伟大的定律。

英国生物学家达尔文经过多年的考察和研究提出了生物进化论, 进化论认为自然选择是有机界无限差异的原因, “而且进化论证明了:从一个简单的细胞开始, 怎样由于遗传和适应的不断斗争而一步一步地前进, 一方面进化到最复杂的植物, 另一方面进化到人。”[1]推翻了唯心主义、形而上学的物种不变论、目的论和灾变论。生物进化论说明了生物界的任何物种都有发生、发展、灭亡的过程, 包括人在内一切物种都是自然界长期进化的结果, 从而说明了生物由低级向高级发展的自然图景。由德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出的细胞学说。认为一切生物都由细胞组成, 细胞是生命的结构单位, 细胞只能由细胞分裂而来。细胞学说从生物学的角度揭示了自然界的物质统一性和内在的联系。

正是由于上述的自然科学成就, 特别是能量守恒和转化定律、细胞学说以及生物进化论这三大发现, 从整体上描绘出了自然界相互联系相互发展的自然图景, 这些都不但冲击了传统的机械唯物主义自然观, 也使思辨的自然哲学失去了存在的基础。正如恩格斯所指出的:“新的自然观就其基本点来说已近完备:一切僵硬的东西熔解了, 一切固定的东西消散了, 一切被当作永恒存在的特殊的东西变成了转瞬即逝的东西, 整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。”[1]并最终导致了辩证唯物主义自然观的诞生。

三、辩证唯物主义自然观的形成与特征

马克思和恩格斯科学地总结了当时自然科学的最高成就, 继承了古希腊自然观中的辩证法观点, 克服了形而上学自然观中的缺陷, 批判地吸收了德国古典自然科学特别是黑格尔辩证法的思想, 创立了辩证唯物主义自然观。辩证唯物主义自然观是辩证唯物主义的一个重要组成部分, 它是马克思主义对于包括人在内的自然界的总看法。它是由马克思和恩格斯在19世纪中期的自然科学革命性变革中确立的。他与辩证唯物主义历史观一起组成了哲学。辩证唯物主义自然观包括三个大的方面:唯物论、方法论和辩证法。

辩证唯物主义自然观是在近代后期自然科学发展的基础上产生的, 辩证唯物主义自然观它包含了两层含义:首先, 它是一种“自然观”, 是马克思主义对于包括人在内的自然界的总的看法和观点, 反映了自然界的本来面目, 与旧的唯物主义和唯心主义的自然观有着根本上的区别, 因此, 马克思主义经典作家将其称之为“新的自然观”、“真正合理的自然观”等等。其次, 它是一个体系, 是关于自然界的科学的哲学的“理论体系”, 是马克思主义哲学中一个相对独立的组成部分。它是以自然界的整体为研究对象从而揭示自然界的普遍联系、演化发展和总体规律等等。它以近代自然科学的充分发展为自己的科学基础, 以特有的概念、范畴、规律为自己的理论内容, 因此被称为马克思及恩格斯的“自然哲学”。上述的两个方面是不可分割的有机组成部分, 因此我们在考察自然观的时候要从两个方面辩证统一地去理解, 不可偏废其一。辩证唯物主义自然观作为一种包含有系统思想的自然观, 其中的系统思想只能是初步的, 它有待于在后来的现代系统科学产生的基础上进一步发展。

参考文献

[1]马克思恩格斯选集:第4卷[M].北京:人民出版社, 1995:265-317.

篇4：马克思主义自然观的系统论解读

摘要:传统自然观由于把人与自然界的整体性和关联性人为地割裂开来,因而都具有其固有的缺陷。马克思主义自然观认为,“大自然”是一个由“人化自然”、“自然化和社会化的人”及人类社会组成的具有一定结构和相应功能的有机整体,是对现代系统论的不自觉的运用,对当代解决环境问题与走出异化困境具有深远的意义。

关键词:马克思主义自然观;系统性;现代价值

中图分类号:B507文献标志码:A 文章编号:1002—2589(2009)13—0008—04

自然观是一个比较笼统的概念,其核心内涵就是对待人与自然关系的根本观点和看法。从人和自然的关系看,自然观的发展大致经历了单向度的传统自然观(包括古代朴素的有机论自然观和近代机械论自然观)和马克思主义的辩证自然观两个历史阶段。

一、传统自然观及其缺陷

1.古代朴素的有机论自然观及其缺陷

古代朴素的有机论自然观是从总的方面来观察自然界,视之为一个有机整体,但是由于生产水平和科学技术水平等方面的局限,这一有机整体被简单化、片面化、神圣化了。自然界或者被看成是某种或某几种单纯的自然物质(如水、火、气、原子、五行等)的派生与复归;或者被看成是超越自然之上并被神化了的理性(如“理念”、“数”、“上帝”、“天”等)的摹仿或分有。人类则成为自然界这一强大的“利维坦”的奴仆,“只表现为人类的地方性发展和对自然的崇拜”[1],“自然在耕田人的眼里几乎可以说是效仿的榜样,是阐述人生的模式。”[2]诚然,在“天人合一”的主旋律中掺和着“人定胜天”的调子,在西方也有“人是万物的尺度”的声音,但是,这种调子和声音是极其微弱的。朴素的有机论自然观虽然是以整体论的方法来探讨自然,然而由于它“用理想的、幻想的联系来代替尚未知道的现实的联系,用臆想来补充缺少的事实,用纯粹的想象来填补现实的空白。”[3]因而还只是一种笼统的、猜测的、朴素的、直观的整体论自然观。事实上,这种整体论自然观决非现代人所推崇的那种天人之间(即人与自然之间)的互生共荣与互动双赢,而是人类被迫地、单向度地被自然所“合一”,人的主体能动性完全被扼杀了。在这里,自然也并未真正地达到至高无上,因为人与自然的关系如果忽视了任何一个方面,都不可能得到真正的重视。“由于这些缺陷,它在以后就必须屈服于另一种观点”,即屈服于近代机械论的自然观。

2.近代机械论自然观及其缺陷

近代机械论自然观在对自然界的细节描述上“要更正确些”,但是,在这里,“自然界不再是一个有机体,而是一架机器:一架按其字面本来意义的机器,一个被在它之外的理智设计好放在一起,并被驱动着朝一个明确目标去的物体各部分的排列。”[4]自然界的整体性完全被排斥了。它还使“人类变得异化和自主了”[5]。在人与自然二元对立的哲学信念的指导下,人被看成是处于自然之外且高居于自然之上的存在,而自然则是供人类改造、征服、掠夺和消费的对象。于是,人们不再敬畏自然,以致像尼采所说:“人们亲手杀死了上帝”。人类从被自然所支配的奴仆变成了自然的主人和统治者,正像笛卡尔呼吁人们“借助实践哲学”而“使自己成为自然的主人和统治者”一样。

诚然,这种自然观为人类带来了富足的物质文明和丰富的精神成果。恩格斯说过:“我们在最先进的工业国家中已经降伏了自然力……使得一个小孩在今天所生产的东西,比以前的一百个成年人所生产的还要多。”[6]马克思也说过:“资本主义在它不到一百年的阶级统治中所创造的生产力,比过去一切世代创造的全部生产力还要多,还要大。” [7]但是恩格斯还告诫过我们:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。” [8]这种自然观的不恰当、无限制地滥用,也给人类带来一系列严重的环境问题。威利斯·W.哈曼直言不讳地说“我们时代严重的全局性问题——从核武器的威胁和有毒化学物质到饥饿、贫穷和环境恶化,到对地球赖以生存的体系的破坏——凡此种种都是几个世纪以前才开始统治世界的西方工业思想体系所产生的直接后果。” [5] 可见,这种自然观虽然对自然界进行了深入的、细节的考察,相对于朴素的有机论自然观似乎前进了一大步,然而其缺陷也是十分彰显的,它是“对自然界的真正的藐视和贬低”[9],使整体的自然变得支离破碎,人与自然的关系也由此走向了另一个极端——人的主体性被过分地夸大,而自然界则成为一个完全脱离人的、异己的绝对存在。

综上所述,无论是古代朴素的有机论自然观,还是近代机械论自然观,都有十分明显的缺陷。它们都认为人类独立于自然界之外,人与自然界的关系是一种外在的关系,于是,要么走向一个极端——把人类当作是自然界的奴仆,要么又走向另一极端——人类则成为自然界的主人和统治者,人与自然界的整体性和关联性被人为地割裂开来。“那种认为世界完全独立于我们的存在之外的观点,那种认为我们与世界仅仅存在着外在的‘相互作用的观点,都是错误的。”[5] 事实上,人与自然的关系是相互依存、相互协调的关系,人类、自然界和社会是同一个有机整体的不可分割的组成部分。它们之所以犯错误的方法论根源则在于其各自思维方法上的不足:“前一种用信念和洞察代替翔实的探求,后一种牺牲了融会贯通以换取条分缕析。”[10]所以,当以一种“谨严精细而又是整体论的理论”即系统观点来观察自然界的时候,在自然观内也就响起了传统自然观的丧钟。

二、马克思主义自然观及其系统性

1.大自然是一个由“人化自然”、“自然化和社会化的人”及人类社会组成的有机系统

何谓“系统”?一般系统论的创始人贝塔朗菲认为系统可定义为“处在一定的相互关系中的与环境发生关系的各个组成部分的总和”。我国著名系统学家钱学森在《论系统工程》一书中多次指出,系统是“由相互作用和相互依赖有若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体”。可见,所谓系统是指由相互联系、相互制约、相互作用的若干要素组成的具有一定结构和相应功能的有机整体。由系统的概念而知,系统具有整体性、层次性、结构性、动态性、目的性等基本特征。整体性是系统的核心和基本出发点,它揭示了系统整体与其组成要素之间的相互关系。整体由部分构成,但整体不等于部分的简单之和,整体是由部分构成的复杂性结构。简言之,系统的整体性即亚里士多德的著名论断“整体大于各孤立部分之和”,亦即贝塔朗菲所说的:“复杂现象大于因果链的孤立属性的简单总和”。

马克思主义自然观认为,“我们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……这些物体是相互联系的,这就是说,它们是相互作用着的,并且正是这种相互作用成了运动。” [8]或者说,“世界不是一成不变的事物的集合体,而是过程的集合体”。[3]钱学森认为,恩格斯所讲的“集合体”就是我们讲的系统,所强调的“过程”就是我们讲的系统中各个组成部分的相互作用和整体的发展变化。总之,马克思主义自然观所考察的自然不是“自然一般”,而是作为人类及社会生存和发展的要素的自然,因为在马克思看来,“被抽象地理解的、自为的、被确定为与人分离开来的自然界,对人来说就是无。” [11]这个自然是一个“大自然”,“是一个有机的结构,以系统的形式存在”,用现代系统论的话来说,它是一个由相互联系、相互制约、相互作用的若干要素——“人化自然”、“自然化和社会化的人”及人类社会——组成的具有一定结构和相应功能的有机整体。

首先,“人化自然”是大自然系统的基本要素之一。马克思主义自然观首先继承了一切唯物主义的优点——承认“外部自然界的优先地位仍然保存着”[12],从而与各种唯心主义的自然观划清了界限。但是,马克思又说:“这种区别(即人类社会以前的自然与社会的自然之间的区别)只有在人被看做是某种与自然界不同的东西时才有意义。此外,这种先于人类历史而存在的自然界,不是费尔巴哈在其中生活的那个自然界……因而对于费尔巴哈说来也是不存在的自然界。” [12]这就是说,除了针对从自然界分离出来并作为与自然界相对立的人之外,“真正的、人类学的自然界”是被人中介了的社会的自然,是通过人的实践改造加工过的“现实的自然界”或者说“人化了的自然界”、“属人的自然界”。“在人类历史中即在人类社会的形成过程中生成的自然界,是人的现实的自然界;因此,通过工业——尽管以异化的形式——形成的自然界,是真正的、人本学的自然界。” [11]这样的自然界“决不是某种开天辟地以来就已存在的、始终如一的东西,而是工业和社会状况的产物,是历史的产物,是世世代代活动的结果”[8],而且它“在每一个时代都随着工业或慢或快地发展而不断改变。”[7]这是因为“自然界,无论是客观的还是主观的,都不是直接地同人的存在物相适应的。” [13]比如,“自然界没有制造出任何机器,没有制造出机车、铁路、电报、走锭精纺机等等。” [1]只有通过人的实践活动,“自然界才表现为他的作品和他的现实” [11]。任何机器、机车、铁路、电报、走锭精纺机等等,都“是人类劳动的产物,是变成了人类意志驾驭自然的器官或人类在自然界活动的器官的自然物质。” [1]所以列宁说,既然“世界不会满足人”,那么“人决心以自己的行动来改变世界”,创造出自然界不能直接演化成的具体形态的人化物或人化自然界。这也是人与动物的重要区别,“动物只生产自身,而人再生产整个自然界。”[11]

其次,“自然化和社会化的人”是大自然系统的又一基本要素。人首先是“自然化的人”,即人是自然界的一部分,是自然界长期发展的产物。首先,自然界为人类的生存和发展提供了必需的生活资料,从而变成为“人的无机的身体”。“在实践上,人的普遍性正表现为这样的普遍性,它把整个自然界——首先作为人的直接的生活资料,其次作为人的生命活动的对象(材料)和工具——变成人的无机的身体。” [11]“人在肉体上只有靠这些自然产品才能生活,不管这些产品是以食物、燃料、衣着形式还是以住房等等的形式表现出来。” [11]同时,自然界还为人类的生存和发展提供了必需的生产资料。“自然界,外部的感性世界是劳动者用来实现人的劳动,在其中展开他的劳动活动,用它并借助它来进行生产的材料。” [11]如果“没有自然界,没有感性的外部世界,工人就什么也不能创造。” [11]此外,自然界还为人类提供了精神食粮。“从理论领域来说,植物、动物、石头、空气、光等……是人必须事先进行加工以便享用和消化的精神食粮。” [11]总之,“自然界,就它本身不是人的身体而言,是人的无机的身体。人靠自然界生活。这就是说,自然界是人为了不致死亡而必须与之处于持续不断的交互作用过程的人的身体。所谓人的肉体生活和精神生活同自然界相联系,也就等于说自然界同自身相联系,因为人是自然界的一部分。” [11]“我们连同我们的肉、血和头脑都属于自然界,存在于自然界的。” [8]

但是,从人的本质的现实性上看,“它是一切社会关系的总和”[7],也就是说,“人的本质是人的真正的社会联系”[13],而不是指的人自然本质。就如马克思所说:“‘特殊的人格的本质不是人的胡子、血液、抽象的肉体的本性,而是人的社会特质。” [9]所以,仅仅从人的自然本质了解人,还不能真正把握人的本质,人的本质在于人是“社会化的人”,社会性是人的根本属性。这是因为,“不仅我的活动所需的材料——甚至思想家用来进行活动的语言——是作为社会性的产品给予我的,而且我本身的存在是社会的活动;因此,我从自身所做出的东西,是我从自身为社会做出的,并且意识到我自己是社会存在物”,而且“我的普遍意识的活动——作为一种活动——也是我作为社会存在物的理论存在”[11]。

再次,“社会是人同自然界的完成了的本质的统一”,当然也是大自然系统不可或缺的基本要素。首先,人与自然的统一关系只有在社会中才能实现。“一切生产都是个人在一定社会形式中借这种社会形式而进行的对自然的占有” [1]。“为了进行生产,人们便发生一定的联系和关系;只有在这些社会联系和社会关系的范围内,才会有他们对自然界的关系,才会有生产。” [9]此外,“自然界的人的本质只有对社会的人来说才是存在的;因为只有在社会中,自然界对人来说才是人与人联系的纽带,才是他为别人的存在和别人为他的存在,只有在社会中,自然界才是人自己的人的存在的基础,才是人的现实的生活要素。只有在社会中,人的自然的存在对他来说才是他的人的存在,并且自然界对他来说才成为人。” [11]这就是说,自然界的属人的本质也只有对社会的人而言才是现实的、存在的,因为只有在社会中,在人的实践活动中,自然界才成为属人的存在,才是自在自然和人化自然的统一,才是真正的、现实的和有价值的自然界。正是在这种意义上说:“社会是人同自然界的完成了的本质的统一” [11]。自然界的社会历史性是马克思主义自然观与其他种种自然观相区别的根本标志,所以德国哲学家A·施密特说:“把马克思的自然概念从一开始同其他种种自然观区别开来的东西,是马克思自然概念的社会——历史性质。”

2.实践是大自然系统整体优化的中介

系统还具有动态性和目的性的特性,即系统通过系统与环境及其系统内部诸子系统之间的物质、能量和信息的变换,达到系统整体优化的目的。马克思主义自然观以实践为中介实现了自然、人类及社会之间的物质、能量和信息的变换,从而达到大自然系统整体优化的目的。

实践观点是马克思主义哲学首要的基本观点,也是马克思主义自然观实现“哥白尼革命”的关节点。事实上,德国古典哲学家们就已经开始深刻地认识到了人与自然的统一关系。康德的《自然通史和天体论》的发表,使由牛顿和笛卡儿分别建立的人与自然对立的机械论自然观发生了动摇,自然和人又开始重新结合起来了;随后,费希特提出了“自我创造非我”的主客体统一论;谢林则在“同一哲学”中主张主客体的绝对同一。但由于他们只是停留在抽象思辩的基点上而没有能够找到人与自然之间辩证统一的现实基础——实践,故而他们所谓的人与自然的统一还只是抽象思维的统一。黑格尔虽然认为“活动和劳动,这是主观性和客观性的中介”,但是他却认为“活动和劳动”的主体是绝对观念,从而使其主客体辩证统一观建立在客观唯心主义的基础上,使自然界“禁锢于他的这种对他本身来说也是隐秘的和不可思议的形式即绝对观念、思想物中” [11]。费尔巴哈反对德国古典唯心主义哲学家对人与自然关系的思辩改革,而强调主体与客体的人本学的唯物主义的统一。但是由于费尔巴哈的唯物主义“对事物、现实、感性,只是从客体的或者直观的形式去理解,而不是把他们当作人的感性活动,当作实践去理解,不是主观方面去理解。” [7]这种直观的自然观,在主体和客体的关系中忽视了主体的能动性和实践性。在他那里,“仅仅把理论的活动看作是真正人的活动,而对于实践则只是从它的卑污的犹太人的表现形式去理解和确定。”[7]马克思批判了黑格尔等人的唯心主义自然观和费尔巴哈等人的纯自然主义的、形而上学的静态自然观,用人与自然在实践中的辩证统一的唯物主义观点,实现了自然观的“哥白尼革命”。马克思主义自然观认为,“人以自身的活动为中介,调整和控制人和自然之间的物质变换。”[14] “劳动作为使用价值的创造者,作为有用劳动,是不以一切社会形式为转移的人类生存条件,是人和自然之间的物质交换即人类生活得以实现的永恒的自然必然性。” [15]劳动或者实践,一方面表现为使物成为对人有用之物,使自然人化,实现“自然界的人的本质”;另一方面又使人成为“人所是的东西”,使人自然化,实现“人的自然本质”。所以说:“整个所谓世界历史不外是人通过人的劳动而诞生的过程,是自然界对人来说的生成过程。”[11]总之,只有紧紧抓住实践,把自然理解为一个以实践为纽带联结而成的包括自然界、人及社会在内的有机系统,才能真正深入理解马克思主义的自然观。

三、马克思主义自然观的当代价值

1.共产主义是人类解决环境问题和走出异化困境的制度保障

马克思主义自然观深刻分析了私有制度的长期存在和发展是造成环境问题和自然观异化的根本原因。在资本主义私有制条件下,“异化劳动从人那里夺去了他的生产的对象,也就从人那里夺去了他的类生活,即他的现实的、类的对象性……从人那里夺走了他的无机的身体即自然界”[11],从而导致了人与自然相异化。所以,在私有制条件下彻底地解决自然观异化问题是不可能的,因为,这需要对自然利用和社会发展的整个系统进行有科学根据的和按计划调节的组织。故而,调节人与自然的关系“单是靠认识是不够的,还需要对我们现有的生产方式,以及和这种方式连在一起的我们今天的整个社会制度实现完全的变革。” [12]“只有一种能够有计划地生产和分配的自觉的社会组织,才能在社会关系方面把人从其余的动物中提升出来”[12],“成为自然界的自觉的真正的主人”。共产主义就是这样一种制度,在那里“联合起来的生产者,将合理地调节他们和自然之间的物质交换,把它置于他们的共同控制之下,而不让它作为盲目的力量来统治自己;靠消耗最小的力量,在最无愧于和最适合于他们的人类本性的条件下进行各种物质交换。” [14]可见,只有到了共产主义社会,人的实现了自然主义和自然的实现了的人道主义才能有机地结合、统一,自然观的异化之谜才能真正解答。社会主义是共产主义的初级阶段,为解决自然观的异化问题提供了制度保障。以江泽民同志为核心的党的第三代领导集体明确提出实施可持续发展战略,其基础就是实现人与自然之间的和谐与平衡。当前,中国人民正在以胡锦涛总书记为核心的党中央的领导下,深入贯彻落实科学发展观,构建社会主义和谐社会,实现人与自然关系的和谐更是其题中之义。

2.科技进步是人类解决环境问题和走出异化困境的物质杠杆

马克思主义自然观也充分肯定科技进步在解决环境问题和走出异化困境中的重要作用。他们认为,要解决自然观的异化问题,就“要探索整个自然界,以便发现物的新的有用属性……采用新的方式(人工的)加工自然物,以便赋予它们以新的使用价值……要从一切方面去探索地球,人便发现新的有用物和原有物体的新的使用属性”[1],而要建立诸如此类的物质循环体系和废物资源化体系,就必须以科技进步为物质杠杆。“机器的改良,使那些有原有形式上不能利用的物质,获得一种在新的生产中可以利用的形式,科学的进步,特别的是化学的进步,发现在那些废物的有用性质。” [14]然而,由于近代科技的进步几乎是与环境问题的出现和加剧同时发生的,于是一些人开始怀疑科技的负面影响。事实上,科技是中性的。造成环境问题和自然异化的原因,与其说是科技,不如说是使用科技的人及其背后的社会制度。爱因斯坦就曾如此形象地指出过,“科学是一种强有力的工具。怎样用它,究竟是给在类带来幸福还是带来灾难,完全取决于人自己,而不是取决于工具。” [16] 所以,科技进步依然是我们今天解决环境问题和走出异化困境的强有力的物质杠杆。就如海德格尔所说:“对于我们所有的人,技术世界的装置、设置和机械如今是不可缺少的……盲目抵制技术世界是愚蠢的,将技术世界诅咒为魔鬼是缺少远见的,我们的生活生产都不得不依赖于种种技术对象。” [17]

参考文献:

[1]马克思恩格斯全集:第46卷[M].北京:人民出版社,1979:219-393.

[2]萨克塞.生态哲学[M].东方出版社,1991:6-7.

[3]马克思恩格斯选集:第4卷[M].北京:人民出版社,1972:240-242.

[4]柯林武德.自然的观念[M].吴国盛,等,译.北京:华夏出版社,1998:6.

[5]格里芬.后现代科学——魅力的再现[M].马季方,译.北京:中央编译出版社,1995:95-169.

[6]恩格斯.自然辩证法[M].北京:人民出版社,1971:20.

[7]马克思恩格斯选集:第1卷[M].北京:人民出版社,1972:16-256.

[8]马克思恩格斯选集:第3卷[C].北京:人民出版社,1972:48-518.

[9]马克思恩格斯全集:第1卷[C].北京:人民出版社,1979:448-486.

[10][美]E·拉兹洛:用系统的观点看世界[M].中国社会科学出版社,1985:14-15.

[11]马克思.1844年经济学哲学手稿[M].北京:人民出版社,2000:45-116.

[12]马克思恩格斯全集:第3卷[M].北京:人民出版社,1979:50-519.

[13]马克思恩格斯全集:第42卷[M].北京:人民出版社,1979:169.

[14]马克思恩格斯全集:第25卷[M].北京:人民出版社,1979:117-927.

[15]马克思恩格斯全集:第23卷[M].北京:人民出版社,1960:56.

[16]爱因斯坦文集:第3卷[M].许良英,等,译.北京:商务印书馆,1979:56.

[17]海德格尔.海德格尔选集:下卷[M].孙周兴,译.上海:三联出版社,1996:1239.

篇5：电力系统自然灾害的现状与对策

电力系统自然灾害的现状与对策

摘要:回顾了近年来世界各国的电力系统在自然灾害下的运行安全状况,特别是我国电力系统的主要自然灾害状况。重点介绍了电力系统在灾害性强风和地震作用下所受的影响。近年的自然灾害说明,开展我国电力系统防御重大自然灾害的研究和风险评估工作,建立电力系统自然灾害事故的预警机制!应急反应机制和灾后快速恢复重建机制,是提高电力系统防灾能力的关键。

关键词:电力系统;自然灾害;风险评估;安全对策

在现代社会中,维系现代城市功能与区域经济功能的基础性工程设施系统,定义为生命线工程系统。主要包括:电力系统,交通系统,通讯,城市供水,供热,供燃气系统等[1]。作为大型复杂生命线系统的重要组成部分,电力系统的安全性问题直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序。电力行业公用性和电力系统同时性的特点,决定电网事故影响大!速度快!后果严重。大电网事故不仅会给电力企业造成重大的经济损失,还会带来巨大的政治!经济影响,甚至会引起社会的混乱。例如:2003年8月14日发生的美加大停电事故震惊了全世界,同年,还发生/8#280伦敦大停电,/9#10悉尼和马来西亚大停电,/9#280意大利大停电等。现代电网的特殊性,使偶然的事件!局部的事故能够迅速波及整个网络,并在相连的巨大电网间传递,使大城市顷刻间陷入彻底瘫痪,经济损失难以计数[2]。

电力系统的故障,除了运行设备故障!人为操作失误外,很大一部分源于自然灾害。在我国2004年的电网故障中,自然灾害造成的有14起。而这一数据在2001,2002,2003年分别为7起!5起和10起[3]。2005年不完全统计:2月华中地区的冰灾,4月和6月江苏地区的500输电塔风灾倒塌以及夏季登陆我国的8个台风,均对电力系统造成很大的损失。电力系统因自然灾害所引发的故障呈现逐年递增的态势。

本文首先回顾近些年来国内外电力系统由于自然灾害所引发的事故和损失,重点介绍了电力系统在风灾!地震!冰灾等灾害下的事故特征。严峻的事实表明:开展电力系统防灾研究,提高电力系统在自然灾害下的安全性!保障电力供给是当前电力系统的一个刻不容缓的任务和挑战。电力系统的风灾

1.1 世界主要国家电力系统风灾概况

在引发电力系统的自然灾害中,风灾是最为严重的一种。日本的统计表明,其电力供给中所有故障的70%都是由架空输电线路的故障产生的[4]。例如:1991年在日本登陆的19号台风,首次造成高压输电塔和其它电力设施的极大的损坏。此后政府和各公司成立了专门的研究攻关组,对此进行了详细地研究。1999年9月24日登陆日本九州地区的18号台风造成4个输电线路的15基输电塔倒塌,3个输电线路的6条发生断线。九州电力公司测得的该台风的最大瞬时风速超过70/,风速超过了设计标准是造成输电塔倒塌的主要原因。2002年10月1日,日本21号台风造成茨城县10基高压输电塔连续倒塌的严重事故。当时由设置在附近一个输电塔上的风速仪记录的最大瞬时风速为56.7/(高度68.5)。此次事故共造成30万户用户停电,289000电力供给发生故障。灾后调查委员会的调查发现,其中一座输电塔在强风作用下的基础上浮是导致这次事故的主要原因[5]。2005年登陆美国的数次飓风,都给登陆地区的电力系统造成极大的损失。其中飓风卡特里娜造成290万户用户停电,飓风威尔玛更是造成600万户用户停电。事实上,由强风暴所造成的大停电在近些年来在世界各地呈现递增的趋势。

除了在强风作用下输电塔的倒塌,导地线的裹冰舞动也是造成事故的原因之一。导地线在裹冰的情况下,由于截面形状的改变,再加上其他一些因素,即使在风速不高的情况下,也可能引起导地线的舞动。舞动是一种发散型的振动,振幅很大。日本对其国内的输电线舞动状况进行过较为全面的观测,通过研究发现,舞动所造成的事故包括线间短路和接地短路,所造成的损失包括电弧烧伤!断股!断线!杆塔损坏!倒塔!防振锤或间隔棒损坏等[6]。

1.2 我国近年来电网风灾事故

改革开放以来,我国电力工业得到飞速发展,逐步缩小了与世界发达国家的差距。1996-2002年期间,我国新增发电装机容量1.37亿,年均1957万,占世界新增发电装机容量的30%左右,居世界首位。2002年,我国发电量完成15716.5亿#,发电装机容量达到3.54亿#,均居世界第二位,仅次于美国。500输电线路逐步成为我国各电网的主干线路。但同时,500输电线路的累计倒塔次数和倒塌基数也呈现越来越多的趋势。例如:1989年8月13日华东500江斗线镇江段4基输电塔倒塌;1992年和1993年,500高压输电线路两次发生风致倒塔事故[7];1998年8月22日华东500江南线江都段4基输电塔倒塌;2005年4月20日,位于江苏盱眙的同塔双回路500双北线发生风致倒塔事故,一次倒塌8基,造成非常严重的经济损失;2005年6月14日,国家/西电东送0和华东!江苏/北电南送0的重要通道 江苏泗阳500任上5237线发生风致倒塔事故,一次性串倒10基输电塔,造成大面积的停电[8]。大风同时造成临近的500任上5238线跳闸,两条线路同时停止输电。这两次500输电塔的风毁事故,对于华东电网造成了非常严重的影响。除此之外,我国其它地方的风致倒塔事故也频繁发生。2005年7月16日,龙卷风袭击了湖北黄州城区附近,造成黄冈电网220线路杆塔!110杆塔受损22基,其中倒塌220输电塔3基,110输电塔16基。7月19日,龙卷风袭击武汉洪山区,造成110两基输电塔被拦腰折断。2005年5月26日,青海省贵德县遭受狂风袭击,共造成330输电塔3基破坏。

除了龙卷风和飑线风造成的输电塔倒塌之外,台风对我国东南沿海电网所造成的破坏时有发生。2004年8月12日/云娜0台风在浙江登陆,损坏的输电线路达到3342。受这次台风影响,浙江电网500线路跳闸10次,全省共有9座220变电所失电;110系统线路跳闸68次,主变压器跳闸5台次[9]。2005年在我国登陆的台风共有8个,其中四个台风共造成110以上输电塔倒塌5基[7]。

根据不完全的资料统计显示,仅2005年,发生在我国的强风(包括飑线风!龙卷风和台风)即导致500输电塔倒塌18基,110以上输电线路倒塔60基[7]。

在输电线的舞动方面,自1957年至1992年初,我国共发生了44次导线舞动,涉及到线路161条,致伤导线66根,引起线路跳闸119次以上。其中,1988年12月25-26日,湖北省500姚双与双凤现中山口大跨越发生舞动,舞动峰-峰值10,持续舞动16后,1根子导线因严重磨损,断落江中,2根导线重伤,金具与护线条大量损坏。因舞动断线,造成停电5,抢修换线耗资300万元,少送电3600万,直接经济损失1260万元,社会经济损失27250万元[6]。

1.3 风致灾害频发原因

针对我国近些年来高压输电塔频发的倒塌事故,国内的研究者做过很多研究

[10,11]。从目前的研究结果来看,我国近些年风致倒塔的主要原因有:

从大环境来讲,全球气候变化是一个主要原因。由于人类对于自然的过度索取,使得全球的气候发生了变化,灾害性天气呈现出越来越频繁的趋势。

输电塔-线体系是一种复杂的空间耦联体系,这种耦合效应使得输电塔的动力特

性和风振响应的评估十分困难!复杂,是国际国内风工程界长期关注且至今未能解决的重大研究课题。目前对输电塔在风荷载作用下动力响应的了解相当缺乏。实际风场资料匮乏,输电塔线耦联体系的风振实际测试数据以及试验数据的缺乏,给研究带来了巨大的困难,严重阻碍了我国输电塔抗风研究。研究的相对滞后是我国风致倒塔频发的一个主要原因。高压输电塔抗风设防标准偏低。由于片面强调节省用钢量,我国仅对大跨越输电塔抗风设计采用50一遇的重现期,对于普通的高压输电塔采用的是30的重现期。而国际上其它国家的设计规范中对于设计 风速的重现周期最小都是50,有些规范还分不同的设计水准考虑100!200甚至500的重现周期。以日本为例,其高压输电塔抗风设计标准是以15高度10平均风速不小于40/设计,而我国对于500输电塔则是以20高度处10平均风速不小于30/设计的。设计标准较低是风灾影响严重的一个主要原因。

对风致倒塔事故的重视程度不够。对于抗风存在侥幸心理,使得每一次大规模的倒塔之后并未引起足够的重视,往往归结为风速超过了设计规范,没有从根本上解决问题。这也是风致倒塔事故频发的一个原因。电力系统的地震灾害

2.1 国外电力系统的地震灾害

地震的发生也会对电力系统产生很大的威胁。近年发生的多次强烈地震都对所在地区的电力系统造成了严重的破坏。在这些破坏性强烈地震中,电力系统中高压变电装置的破坏尤其引人注目。例如:1989年发生的美国地震中,230与550变电站破坏严重;1994年1月美国地震,电力系统的震害也集中于230和550变电站,地震同时造成北美地区110万人的用电中断。1995年1月日本神户地震中,一批770和275变电站破坏[12]。约20基输电塔发生基础沉陷!塔身倾斜,另有部分输电塔的绝缘子震坏。地震造成260万户用户停电。1999年土耳其地震,同样发生了很大范围的停电。大范围停电的一个最主要的原因是一380/154变电站的破坏。地震中,这一变电站中所有4个变压器均因为基础螺栓断裂而移动了50。6个主要的回路继电器中的5个破坏,导致油从绝缘套管泄漏[13]。

此次地震中,还有其它九座变电站的变压器!开关设备和建筑受到不同程度的破坏,所有的这些破坏都是与地面的强烈震动直接相关[14]。2004年10月日本新泻地震,造成28万户用户停电。在输电线路中,由于滑坡等造成1基输电塔倒塌!3基倾斜,轻微倾斜有20基。11个变电所受损,其中避雷器损坏1件,机器基础 下沉有21件。配电设备受损共有7566件,其中,支撑物等4227件(倒塌88件,倾斜4139件),与电线关联的有3339件(断线105件,其它3234件)。

2.2 我国电力系统的地震灾害

在我国发生的地震中,也多次对电力系统造成严重威胁。例如:1976年唐山大地震使电力系统遭受极大的破坏,从此展开了电力系统抗震的若干研究工作。1996年内蒙古包头地震,张家营变电站停止供电达

#128#自 然 灾 害 学 报15卷11;虽然地震没有造成人员的重伤和死亡,但造成损失电量304万时,约30多万2建筑设施受损严重,仅电力部门直属单位直接经济损失就达1亿元以上[15]。1999年9月21日,我国台湾集集大地震对于电力系统造成了非常大的破坏。这次震害的一个主要特点是高压输电塔的破坏,这在以前的地震记录中是非常少见的。由于一个开关站!多个变电站以及345输电线路的破坏,使得台湾的南电北送受阻,造成台湾彰化以北地区完全断电,社会和经济损失难以估计[16]。地震中还有大量的电力设备的破坏,特别是变电站和开关站的设备的大量破坏。高压输电塔-线体系的震害主要有以

下几种:(1)因山体滑坡!场地液化以及不均匀沉降引起的震害;(2)因地震断层地表破裂!地面变形引发的输电塔震害;(3)因输电塔结构抗震设计

不足所引发的震害;(4)因地震反应过大,导线相互接近发生短路!断线,以及绝缘子的震坏[17]。

2.3 电力系统的震害特点

历史震害经验表明,电力系统的震害主要有以下特点:

没有固定或锚固的电力设备是很容易受地震作用而破坏的,特别是那些设置在轨道上的设备以及没有可靠连接的支柱架设的设备。变压器破坏会大大延缓系统恢复供电的时间[14]。

由于强烈的地面运动以及设备之间连接的相互作用,高压变电站设备中的瓷性绝缘子比较容易在地震中遭受破坏。

由于输电线的低频振动对输入地震能量的解耦作用,同时也由于输电塔抗风设计的要求,输电塔结构的震害相对较轻。震害经验表明:输电塔的震害绝大多数源于地震所引起的地面变形!不均匀沉降以及基础的震害。在地震高烈度区,也会产生输电塔结构的动力破坏。

上述震害特点表明,电力系统的震害主要集中在发电!变电以及开关设备。因此,电力系统的抗震设防重点是厂房!设备及基础等,对于处于高烈度区的输电塔,也要重视抗震设计。电力系统的其它自然灾害

除了强风和地震外,其它的一些自然灾害也威胁到电力系统的安全运行和稳定。一些极端气候条件对电力系统的破坏还非常严重。

3.1 电力系统的冰灾情况

电力系统的冰灾事故在世界各地都有不同程度的发生。例如:1998年1月,加拿大冻雨!冰灾持续一周,是加拿大有记载的最大的天气灾害。冰灾造成输电设施上的最大覆冰厚度达75,导致116条高压输电线路破坏和1300基输电塔倒塌。配电线路破坏350条,杆塔倒塌16000座(个)。冰灾造成100万户用户停电,停电影响到的人口占加拿大人口总数的10%。

2005年2月7日到20日,我国华中地区的雨凇天气导致输电线路大范围覆冰,导致大范围的冰致电力系统灾害。这次大范围冰灾事故有3个主要特点是:(1)杆塔倒塌严重。华中电网220以上线路中电塔倒塌41处;(2)绝缘子串覆冰严重造成频繁冰闪。2004年12月20日至28日跳闸28次,2005年2月7日至20日,华中电网220以上电网共发生故障跳闸80次;(3)大幅度的导线舞动严重。舞动使部分双串玻璃绝缘子相互碰撞,最严重的一串中破碎17片,舞动的冲击力使绝缘子球头断裂导致掉串[18]。

3.2 电力系统的雪灾

除了冰灾,暴雪也会对输电线路造成非常的损失。1972年12月1日,日本北海道普降暴风雪。裹雪后的导线直径最大的达18。由于输电线的着雪以及风的作用,共有56基输电塔倒塌。迄今为止,这仍是日本北海道最为严重的输电设备事故。2005年10月10日,美国科罗拉多州普降暴雪,造成丹佛市大约2.5万户民宅和商店断电。

3.3 沙尘暴等灾害的影响

除了冰灾!雪灾以外,洪水!沙尘暴等也会对电力系统造成很大的危害。例如:1990年4月25日,由沙尘暴引起的停电在埃及首都开罗及主要城市造成了严重混乱。2001年4月,新疆阿克苏地区遭遇了近年来最大的一次强沙尘暴袭击,大量输电

塔!通信塔被吹倒,引起的大面积长时间停电。1993年7月中旬,美国核电站遭遇到一次百年不遇的洪水,由于洪水摧毁了堤坝,不得不紧急关闭该核电站。在美国,每年因为飓风所带来的降雨所造成的洪水对于电力系统的破坏都非常严重。4 电力系统防御自然灾害的对策

4.1 加强电力系统防灾研究,建立预警!应急与快速恢复机制

以已有的灾害性事故的信息和研究成果为基础,对电力系统在重大自然灾害下的系统响应进行全面的风险评估,特别是加强对地震!台风!雷暴!冰冻等自然灾害可能造成的电网大面积瘫痪的研究和评估工作,建立相应的事故预警机制!应急机制以及灾后快速恢复和重建机制。

4.2 积极开展输配电系统抗风研究,防止大面积的倒塔和大电网事故

强风是对输配电系统的主要威胁,应积极主动地开展以下研究工作:

(1)风的危险性分析:基于中长期的区域风场危险性分析与数值模拟,研究强风风场,特别是飑线风和龙卷风等对输电塔威胁最大的强对流天气的危险性分析,为输配电系统的抗风设防提供合理化依据。

(2)进行输电塔线耦联体系现场测试和输电塔系统安全监测的研究,为深入了解输电塔抗风特性提供

真实可靠的数据。

(3)加强输电塔线耦联体系的相关研究,如:输电塔-线耦联体系的精细化建模!输电塔-线耦联体系的风荷载反演与识别!输电塔的静力与动力试验;足尺寸单相四分裂导线的风洞试验;两塔三线模型的风洞试验研究等。

(4)以现场的风振实测数据和风洞试验的研究结果为基础,进行输电塔抗风的合理化设计方法研究。

对在役输电系统的抗风加固和改造方法的研究。

(5)进行输配电系统抗风可靠性的分析与研究,在系统层次提供决策!控制方案等。

4.3 开展电力系统的抗震研究,防止地震发生后的大范围停电

地震对电力系统的威胁不容忽视,为此,应积极采取如下对策:

(1)强化电力系统中发电厂!变电站!开关站等的抗震研究工作,特别是设备系统的抗震研究,推广使用

抗震性能可靠的新技术和新装备;

(2)进一步研究和提高输电塔的抗震性能,对于地震高烈度区的输电塔,强化其抗震性能。

(3)加强区域电力系统抗震可靠性分析的研究,采取切实可行的措施,提高电力系统在地震灾害下的可靠性。

4.4 研究和推广使用先进可靠的新技术和新装备,提高电力系统的防灾能力 在应对其它自然灾害方面,如:冰灾!洪水!雪灾等方面,应与气象部门合作,加强电力系统在这些灾害发生前的预警工作,采用先进可靠的新技术和新装备以提高防御能力,研究电力大系统灾害模拟!监测与控制的理论与方法,电力系统在极端气候灾害后的快速恢复和重建机制等。结语

提高我国电力系统抵御自然灾害能力,问题急迫!刻不容缓。针对电力系统在防御自然灾害方面严峻的现实,应积极开展下述工作:

(1)重大灾害事故的研究和评估,对地震!台风!洪水!冰冻!暴风雪等自然灾害可能造成的电网大面积瘫痪,应尽快建立相应的事故预警机制和应急机制;

(2)区域性灾害危险性分析。应加强对中长尺度区域性灾害(如地震!强风暴)的危险性分析研究工作,并将这一工作与电力系统的抗灾可靠性研究相结合,建立电力系统灾害防御的长效机制;

(3)在电力系统防御自然灾害的研究中,应将抗风研究的重点放在输电塔线体系和其它高耸设备(如冷却塔)中,而将抗震的研究重点放在发电!变电!开关设备及重要建!构筑物等方面;

(4)加大电力系统防御重大自然灾害的科技投入,研究!设计!建设!管理单位相互支持配合,努力使我国的电力系统防灾进入世界先进国家行列。

参考文献:

[1]李杰.生命线工程抗震)基础理论与应用[].北京:科学出版社,2005.#130#自 然 灾 害 学 报15卷[2]陈竟成.输电网安全形势与对策[].电力安全技术,2003,5(8).[3]胡超凡,陈刚,赵玉柱.2004年国家电网安全运行情况分析[].中国电力,2005,38(5):9-10.[4]日本電力中央研究所.送電設備N風荷重!風答評価技術[].電中研,2003,48.[5]日本電力安全委員会.送電線鉄塔倒壊事故調查報告[].平成14年11月28日.電力安全小委員会送電線鉄塔倒壊事故調查

篇6：系统的自然观

基于3S技术的自然灾害应急管理系统设计

针对抢险救灾过程申存在的问题和不足,分析了如冷冻、地震这种大型自然灾害在应急管理上的功能需求.综合3S技术在应急管理中的`重要作用及我国国情,提出了基于3S技术的自然灾害应急管理系统的初步设计方案,对减灾救灾具有一定的借鉴意义.

作 者：谢洪斌 杨武年 潘倩 XIE Hongbin YANG Wunian PAN Qian  作者单位：成都理工大学遥感与GIS研究所、国土资源信息技术与应用"国土资源部重点实验室,四川,成都610059 刊 名：地理空间信息 英文刊名：GEOSPATIAL INFORMATION 年，卷(期)： 7(2) 分类号：P208 关键词：3S技术   地震   应急管理系统   防灾减灾