导　言

人文生态学是人伦哲学思想与生态学相结合的一门边缘学科。由于科学正向广度及深度发展，这种跨学科的综合研究显得日益重要，例如生物物理学、生态物理学、量子生物学的建立，又如社会生态学、宇宙生态学、基因伦理学正在兴起。看来到21世纪，人类生命的优质化以及地球与宇宙生态系统的平衡问题更需要提上研究日程。对于这一系列的问题的研究，关键在于从人性思想与人伦行为入手。

耗散结构的创建人普里哥津，从混沌研究秩序;为了探索人与自然的新关系，他把自然科学与人文哲学综合起来考虑，并且说:“今天的科学正在使我们世界降格。几代以来的愉快和惊奇的泉源，在它一触之下，变得干涸;它所触及的一切，都失去了人性。”他主张我们应该在大自然之中，寻找人类价值的保证;我们不能只停止于“量”的世界，而应该进入“质”的世界。现在的计量世界是科学的物性世界，真正的品质世界是伦理的人性世界。科学使世界降格不是科学本身的问题，而是控制科学技术大权的某些人的问题。

普里哥津又说:“在古代人看来，大自然就是智慧的源泉;在中世纪大自然被看成是上帝;在近代大自然变得如此沉默寡言。”他认为:达尔文的进化论说明，人类是镶嵌在生物进化之中的;爱因斯坦的相对论说明，人类是镶嵌在一个进化着的宇宙之中的。这两个镶嵌把爱因斯坦引向一个新的大陆，那就是大自然中的一个基本而简单的层次;也就是人类进化同宇宙进化的整体秩序的伦理观。

以上的讨论指出:为了全球性的自然生态平衡，使人类生命优质化，必须按伦理标准引导科学技术的使用。伦理在一定程度上意味秩序，从哲学来说，那就是人性;只有在人性基础上进化出来的智慧，才是真正的智慧。这一系列的复杂问题，要把它们综合在一起讨论，找出它们的内在联系，形成一个统一的体系，当然是很困难的。尽管困难很多，为了探索真理，我们着重讨论一个主导问题，那就是以人为中心的生态学。

众所周知:当代著名的物理学家薛定锷(1887－1961)于1944年9月写完《生命是什么》一书之后，在序言中说:“最近一百多年来，知识的各种各样的分支在广度和深度上的展开，使我们陷入了一个奇异的困境。．．．要把所有已知的知识综合成为一个统一体，我们现在还只是刚刚开始获得可靠的资料。”他又说:“除非我们中间有些人敢于冒险去着手综合这些事实和理论，此外，我再看不到有摆脱这种困境的其他办法了。否则，我们真正的目的将永远达不到。”

从科学发展的趋势来看，到21世纪，某些科学与哲学可能逐渐走向一体;在这方面，基因伦理学也许是其先锋之一。一般说来，哲学上的伦理意味生物社会的有序化;事实上，基因遗传系统与地球生态系统，延伸到宇宙生态系统都是有序的;否则混乱一团就进化不成生命与生态。一个系统的有序化，基本上可以用扩充的热力学熵的概念来定义，这就有利于把科学上的“量的世界”与哲学上的“质的世界”，逐渐统到一起。基于以上论点，所以本书着重讨论两方面的内容:(一)认识伦理与生态的基本关系，(二)讨论以人为中心的地球生态系统，延伸到宇宙生态系统。

第一方面的内容基本上分散在本书各章中有所讨论，为了突出重点，这里先从四方面讨论于下。

第一是重新认识天演论的基本精神。英国著名科学哲学家T·H赫胥黎(1825－1895)在1893年完成“进化论与伦理学”(evolution and ethics)，对于达尔文进化论的宣传起到很大作用;我国翻译家严复为了突出演化问题，将该书的书名译为天演论，而省去了伦理学。伦理的同义语可以说是道德哲学，在人类社会、生态环境以及物种的自然演化过程中是不可缺少的。生物界的自然演化，称为天演;天就是自然，演意味进化．天演也可以说是天行，行就是运行;因自然势力之运行，而使生态环境发生变化，故又简称为天行．

天行与人事不能分开，人事则涉及到伦理，所以天演论导言七的标题是“人事与天行”。该书主要阐述进化与伦理的关系，例如当年伦敦人多，谋生困难，有百余人乘舟到澳洲南岛达斯马尼亚，开辟新的生态环境。那里的水土动植气候与英国不同，于是他们开辟草原，治理山河，播种英国的水稻，豢养英国的家畜，结果百里内外形成一个很好的生态区位。其所以如此，赫胥黎认为与当时垦荒者的伦理观念有关;他们能“通力合作而常以公利为期:养生送死之事备，而有以安其身;推选赏罚之约明，而有以平其气。故不数十年，蔚然成国。”反过来，如果不讲伦理，赫胥黎则说:“设此数十百民愚顽不仁;相友相助之不能，转而耗精力于相伐，则客主之势既殊，彼旧种者得因以为利，灭亡之祸，旦暮间耳。此即所谓:不知自致于最宜，用不为天之所择。”看来物竟天择，适者生存，不能没有伦理．

第二是弘扬基因伦理学的新思想。哈佛大学著名生物学家E．O．威尔逊认为，人类的利他主义有两种基本形式:一是无条件利他主义，这种利他行为是针对利他者的最近亲属而作出的，这种行为的能力基本上是通过个体水平的选择而获得的，并且深受文化特征的影响;二是有条件利他主义，这种利他者实际上期待社会对他或其亲属的报酬，他的行为是一种精心计算，是有意识的，是由社会错综复杂约束力和需求所决定的。

E．O．威尔逊认为:从整体来说，人类的利他主义是有遗传基础的。因此，他提出基因伦理学;从达尔文主义的意义来讲，生命有机体的基本功能是繁殖基因，像昙花一现的载体那样为基因而服务;由于有机体的利他主义使得基因在复制过程中对第二代也有利他性，因而利他主义的倾向就有可能传遍整个基因库．

人类为什么有利他主义，E．O．威尔逊认为:道德上所承担的义务完全是学习得来的，外界条件的作用是主要的机制，孩子们能使社会的行为模式进行内在化，逐渐达到成熟的标准而在心理上有所定向;这样的内外因素就是伦理行为发展的遗传基础．伦理的遗传与进化当然是一个漫长的过程，从脑神经生理学来说，这与人的“下丘脑同边缘复合系统”的情绪中心有关，因为这个系统“知道”人类的生存及繁殖必须与利他主义协调一致，否则人类不能进化到今天的水平．

关于人伦的重要性，人类学家从人类进化与生态学的角度，也有一些论述。人种从生态学上讲，是一个非常特殊的物种，它占据最广阔的地理领域，保持最高的地区群体密度;现代人已经占有了一切可以想象的人类小生境。返回到人类的起源，人的进化可以从两方面分析:第一是人类化，人类在六千万年前是在小型树上生活的哺乳类，以后发育到在树上用臂扒行，为了求食，就下地学会用足走路，逐渐直立起来，手脑并用;第二是人性化，婴儿出胎后，通过双亲的抚养，甚至长达十多年，这是任何灵长类动物所没有的。由于父母对子女的无条件的利他主义，所以孩提之童无不知爱其亲者．显然，这是人性与人伦进化的必要条件。此外人类有大脑，通过劳动又进化出思想与语言，有利于群聚生活，逐渐诞生了文化，这些也可以说是伦理与道德进化的充分条件。总之道德是生命有机体进化到人类的产物，人类的社会本能与合作需要是道德自然产生的前提。人类世代遣传，道德规范也在遗传，看来基因起着决定性的作用。

第三是促进社会生态学的建立。近十年来，西方有远见的社会学家与生态学家提出社会生态学，例如法国生态学家弗．拉别伊认为:人类应当对于地球生态系统与宇宙生态系统的作用规律有充分的认识，从而运用人类自己的伦理与智能去改变这些规律，使之成为更有利于人类的生态系统。苏联Ν．Π。格拉西莫夫院士指出:“我们不善于管理周围的环境，还不能使环境最优化;对于人类社会与自然界的相互关系的研究，还处在初始阶段．”苏联著名的生物学家M．M卡姆希洛夫认为:人类与自然界能合理进行调节，这意味着人类智慧的源泉。所谓合理就是充分而有效地利用自然界的物质与能量，而又能维护自然生态环境的平衡，人类的道德力量与良知良能也就由此有所加强。

在人类未诞生以前，地球上的生物圈就有所发展，那时主要是植物与动物的演化，就产生了生命有机体从环境摄取能量的生态现象。在人类诞生以后，直到今天，情况更为复杂;因此，对于以人为中心的生态圈的研究，显得特别重要，这就是正在兴起的社会生态学。显然它的中心内容是:发扬人性精神，合理利用自然资源，协调新型社会与自然环境的相互作用。所谓新型社会就是排除物资污染与精神污染的理想社会。人类的教育、文化、科学、技术与经济的发展都应为此而作贡献;这也就是生物圈在人伦的基础上向智慧圈的发展．否则人类的困惑问题就会愈来愈多。爱因斯坦一再指出:“单靠知识和技巧，并不能使人类走上幸福与高尚的生活．人类有充分的理由把那些崇高的道德标准与道德价值的传播者，置于客观真理的发现之上．”他更指出:“我们所赞美的技术进步，甚至我们的物质文明，都像病态罪犯手中的斧头．”看来爱因斯坦的思想涉及到人文生态学。

第四是指出人的因素使地球生态日益失去平衡将造成的隐患。人类只重视科学技术的使用，很少从人伦与人道方面来考虑全人类生命的优质化问题。因此，伦敦最早首先变为雾都，莱茵河、泰晤士等河水污染不堪;纽约、东京等大城市的废气、废水未能很好回收;很多地区的原始森林失去保护以致引起大火，或滥加采伐。在这一系列的影响下，大气中的二氧化碳每年增长0．4%;1960年大气中二氧化碳的浓度为百万分之314，1965年增加到320，今天仍在增长．因而从本世纪20年代以来，全球大气温度增高，气候变暖。全球温度增长1．5－4．5度，形成温室效应。

由于这种效应的影响，30年来地球上的北方河流进入枯水期，而南方河流进入丰水期，以致南北雨量水土失调，影响农作物丰收．由于全球温度增高，以致海洋水面升高20－165厘米，沿海有些城市有逐渐被淹的可能性。此外空气中的二氧化碳增多，对于人类的健康是有害的;二氧化碳的毒性比一氧化碳高出4－5倍;氮化物难溶于水，吸入肺部形成亚硝酸，容易引起肺水肿;亚硝酸盐进入血液后，与血红蛋白结合，形成高铁血蛋白，容易引起组织缺氧以及癌症等。

从发展的形势来看，温室效应对地球生态圈的影响会日益加重，所以很多生态学家郑重指出:先进国家及先进的生产单位不能只顾自己眼前的利益，误用先进技术，使整个地球生态失去平衡;最终对于自己的国家与人民及子孙后代也并非带来真正的幸福。

看来维护地球生态，涉及到全人类及其子孙后代的生存权利问题。为此，伟大的和平战士英国著名的科学与哲学家罗素曾经起草宣言，从人性方面入手，呼吁禁止核武器，防止破坏生存空间，故特别指出:“作为人，我们要向人类呼吁，请记住你们的人性，而忘掉其余．”事实上人性意味人伦与道德，这是人类社会的命脉，所以爱因斯坦看了这份宣言，马上签名．很多科学主要是科学家发明的，科学家就有权利与义务去防止科学在技术上的错误用途;罗素与爱因斯坦在这方面作了很多贡献，收到了一些效果。

本书第二方面的内容主要是以人类社会为中心，把生态学中的一些基本问题分别在各章讨论，而又有机地联系起来。

在第一章中，首先从生态学的基本意义，引出人文生态学的中心思想。人类不能单独生存，因而列举了与人类直接相关的植物、动物及森林生态的例子．由此讨论生命有机体的利它性与自私性，这两种属性的论点主要是剑桥大学的廷伯金学派与哈佛大学的威尔逊学派提出来的;前一学派主要研究动物的侵害行为及其社会组织，后一学派则着重研究基因的伦理行为。从这两方面入手，我们讨论生命有机体的共同演化问题，这是本章的重点。

共同演化的中心问题是“生态消长”(ecological fluctuation)的模式，它是根据进化有序的原则，利用生态学与生物学中常用一种数学方法推导出来的。这个模式表明，一个生态系统的原来结构可以演化出一个新的结构;这就刻画了生态系统结构的稳定性，可以从定量方面来认识“适者生存”的意义。人类社会就是在伦理思想的指导下，循着生态消长的规律，逐步而稳定地向前进化的。

第二章主要讨论以人为中心的生命有机体的各种属性。生命有机体这个名词是当初著名物理学家薛定锷在他的“生命是什么”一书中提出来的。从生物学来说，生命有机体的属性是多方面的，本书只从人文生态学的角度简单介绍几种密切相关的属性。关于生命有机体一个最重要的概念，就是有序化，不仅是体内基因、细胞、脏器等物质结构的有序化，而且对于人来说，大脑的意识、思维、智能系统都必须高度有序化。现已证明细胞器内的结晶型结构排列得是非常有序的，由此可以推断:蛋白质生命或碳基生命的基本砖头可能是自然界的结晶体;地球上最早的生命可能是生长的结晶体。

生命有机体除了有序化外，还必须有能量的代谢率;这两方面结合起来，就导出生命有机体的测度。有这个标准就可以判断一个有机体是存活或者是死亡。根据热力学第二定律，生命系统的有序化在于减熵，所放出的多余热量必然为周围的环境所吸收。减熵并非生命有机体的唯一特征，宇宙中的星体也在减熵。这就把生命与宇宙从有序化方面联系起来了。

生命有机体的减熵、有序化涉及到信息概念，而能量的代谢涉及遗传物质;生命有机体之所以能世世代代地延续下去，是由于遗传物质有密码能复制基因，所以我们联系到与太极理论有关的生物分子的双螺旋结构。

人类生命的遗传特性通常由血型表示，这方面的问题比较复杂，容易混淆不清。因此我们采用简明的数学方法，把基因、基因型与表现型，以及基因频率、基因型频率与表现型频率这六个概念进行对比的讨论，使问题易于认识清楚;从而便于讨论基因频率的突变与表现型的差异。通过数学上的说明，我们将看到:一个基因频率经过突变，扩大到2倍大约要经过一万代。这样漫长的时间，要从实验上找出来是非常困难的，借用数学就很容易得到精确的答案。此外人体在外表体型上，生理功能上以及社会行为方面的差异，要从实验上去探索也有困难，用数学方法可以得出各种差异度以说明表现型的不同。

人类生命的最重要的一个属性就是智能，这涉及到脑量在进化过程中的逐渐增大。脑量的增大是智力的物质基础，按中国哲学唯识论的看法，在脑量的基础上可能还进化有一个意识思维活动的种子库，这个库也许与基因库是对应的，同样受到生态环境的作用。人类进化的历史指出:在伦理基础上演化出来的智能是高层次的，对人类社会更为有益;伦理和智能都不能离开有序化，并与地球生态同宇宙生态系统密切相关。

生命主要建立在有机物质的基础之上，因此从生态学的观点来看，我们在第三章讨论地球上的能源及其运输机理。其中最主要的是太阳能，它的特点是无污染，蕴藏量大，约为地球所有裂变能、聚变能与其它各能量总和的一百万倍。地球上的潮汐能、地热能以及轻核聚变与重核裂变能都是非常可观的．从能源科学发展的趋势来看，真空能量是可以开发的，很多国家开始研究真空工程;从中国哲学来说，这种最精细能量的有序化状态，也可以从定性上说明人伦与人智的机理．根据中医理论，人体内的生机能量(vital energy)也可能是人体内的精细能量波的传播。

为了讨论生命有机体摄取能量的方式，我们先讨论能支持生命存在的行星，它的大气层必须经历熵生产，把多余的热量反射到宇宙空间，使此行星表面有序化，便于生长生命;同时行星表面上空还必须有使物质能进行流动的功能，以便向生命有机体提供有关的能量。

支持生命的环境具备了上述两个条件是生命诞生的外因，而生命有机体本身还必须有力量去摄取能量作为自己生存的内因．例如生命有机体特别是动物靠扩散、对流与游动等方式直接去摄取所需要的能量．生命有机体在摄取能量的过程中，一般会找到它们所适应的小生境与能量富集的旋涡基地。

一个物种的群体不能占用地球生态系统的所有能量，只能从局部上摄取他们所需要的物质，这就涉及到第四章关于领域性行为的问题．我们采用简单的数学方法模拟:(－)物种群体受到的领域压力，以及每天巡逻领域与狩猎等活动所消耗的能量;(二)举例说明原始人群在一定的领域范围内的狩猎活动情况及猎获物所提供的食物量;(三)原始人为争夺领土而战斗的频率，这方面的基本方法用来描述人类的战争是非常有用的;(四)人类从1820年到1945年第二次大战，为争夺领土共发生大小战争约有300次，总计战死人数在一千一百万以上;物资建设上的损失与对生态环境的危害都是相当严重的。

人类争夺了领土与能源后，接踵而来的就是人口繁殖问题，这方面的讨论是第五章的任务。人口涉及到人数增长，所以第五章首先用数学方法重新认识马尔萨斯人口论。人口论的模型主要讨论人口增长律与出生律和死亡律的关系，而未联系到食物的增长情况。生态数学家弗尔特拉则补进了食物增长与食者总数相关的情况，因而建立了二物种群体的生态数学模型。

为了使生态方程能模拟更实际的情况，我们介绍了数学上关于奇点附近的相轨迹围绕奇点盘旋的理论，以及确定奇点性质的定理，然后讨论更符合实际的生态方程。一个物种发展到今天，要预测它继续发展的趋势，所考虑的因素更多，特别是影响出生率与死亡率的一些情况，我们都进行了介绍;然后讨论食物恒定供应时二群体增长的数学模型;最后介绍了与二群体方程求解有关的极限环理论。

各物种有了栖息地及食料就繁殖了群体，因而形成生物圈，再联系到海陆空的生存空间，就构成生态圈。对于地球上的生命来说，主要以碳为物质基础，所以在第六章中借用简单的数学方法讨论地球生态圈中的碳循环。地球上没有生命以前，在大气与海洋中就有碳量;地球表面的无机物与有机物组成的杂碎物中也含有碳量。在此二条件的基础上，由于日光的作用，地球的陆地上就逐渐进化出植物。植物存活时，既从大气与水中吸收碳量，枯死后就变为杂碎物存入地上;而杂碎物又不断向大气与水中输送碳量。这就大致刻画了地球早期生态圈中的碳量循环情况。有了植物以后，地球生态圈就逐渐进化出动物。动物从采集的植物碎屑中摄取碳量，又向大气中呼出碳量，死后就成为地面上的杂碎物。动物的这种情况与植物的碳循环组合在一起，就勾画出今天地球生态圈中的碳循环轮廓。

进化是从高熵状态向低高熵状态的方向进行的。星球、太阳与地球都是由大量减熵的气体与尘土的云状物凝聚而成形的。这就允许发生热力学的有序化过程，因之也就允许生命有机体的存在;所以第七章讨论了以人为中心的地球生态系统的过去进化。

生命有机体经自然选择而接受或拒绝遗传变异，从而使它进化。遗传变异的原因是由染色体遗传基础，胞质遗传物质，自发突变，以及病毒感染等造成的。从表现上概括进化方向的体系，有氨基酸，多肽，蛋白质，病毒样颗粒，原核单细胞，真核单细胞，多细胞生物以及生态系统。生态系统的演替概括了进化，并指出生物量的增大。生物量最大的原理指出:进化的方向是朝着较高的生态效率，最大的繁殖率，物种的激增，个体体积的增大，无柄的自养生物，游动的异养生物以及较长的寿命期限。

回顾过去的进化是为了展望未来，所以第八章讨论了人类在用工具、用火、用智力的基础上，将发明而利用更先进的机器。机器也将像人一样，向着生产量增大，工作效率增高，品种增多，游动性增强而进化。

机器将与碳基生命竞争，在历史上机器曾经取代了马、骡、驴、牛、橡胶树、蚕等等。随着机器工业的发展，生命将从大片土地上迁移，这些土地将供修路，盖工厂，修货栈之用。同时将由于倾倒垃圾、露天采矿、废水与废气的排泄将毁掉溪河、湖泊、山区以及农田和耕地中的生命。

在工作能力方面，未来的机电设备具有更高的效率，它们有非常优越的传感器与计算能力，可以承受而移动巨大的重物，能在地球上空，外层空间，海底，高温与腐蚀的环境以及宇宙空间进行各种各样的工作。看来地球海洋上游动的生态系统、宇宙空间中围绕太阳飞行的生态系统在未来或许是可能的。人类生命的优质化问题，以及与人脑有关的宇宙智能生命的研究也会有一些进展。达尔文的进化论证实了人类是镶嵌在地球生态系统中的，而爱因斯坦的相对论与未来的生态学及新的量子力学结合起来，人类终究会找到宇宙智能生命的新大陆。

前面的八章主要讨论以人为中心的地球生态系统，后面的三章则涉及到与智能生命有关的宇宙生态系统。

因此，第九章的任务是探索外星生命，这个问题是通过一些著名科学家提出来的。例如阿姆巴．扬楚米、维纳、埃弗雷、外尔、薛定锷、波普尔等人的思想都涉及到这一问题。牛顿早年从事炼金术追求的永恒真理，以及爱因斯坦的相对论，各从不同的角度都与这一问题有关。所以本书探索外星生命不涉及飞碟方面的情况，主要是用拟人的特征把地球人的高层次智能予以延伸。

今天的宇航科学资料证明，在我们太阳系的其它行星上尚未发现有我们地球人这样的智能生命及动植物。至于太阳系外的其它星体上是否有更高级的智能生命，目前尚无科学证据;然而宇宙是如此之大，有很多白倭星，中子星，脉冲星，它们都是低熵的有序化结构，正与地球的情况相似，所以我们不能完全排除那里没有智能生命。

为了地球人将来能在围绕太阳的轨道上，建立最佳的宇宙生态系统，我们讨论了在宇宙中可以摄取的太阳能，以及我们太阳系已经逸散的能量与现存的能量。

第十章主要讨论中国古代人文生态观。在中国的易经中，人文与天文两词是相提并论的，以人文指导社会生态，而天文则涉及宇宙生态。人类应该发扬伦理精神，使社会像宇宙那样有序化地向前发展;所以易经明确指出:“观察天文以察时变，观乎人文以化成天下。”为了刻画地球的自然活力状态，易经采用天地、山川、风雷、水火八个现象，这与今天所讨论的地球生态的基本框架是一致的。更有意义的是，易经教人要特别注意自然现象与社会现象发生的微小变化，这就从信息的角度补充了生态学的内容，因为西方生态学目前只着能量的运转，尚未涉及信息的传递。

书经在生态方面的特点是强调自然现象的五行与人际关系的五事，这实际上反映了西方关于演化与伦理的统一观点。中庸人文生态观的特点是，指出天地山川动植组成一个生机活泼的生态系统，人是这个系统的主人。故教育人类要至诚专一，开发人性与物性，以便参与赞助天地生化的功能。这就涉及社会生态学所强调的人的主导作用。至于道德经的人文生态观则强调，人类应该遵循大自然的有序化的自然法则，反对违反人性的措施;主张要常善救人而不弃人，常善救物而不弃物。所以道德经的人文生态观是积极的而不是消极的。关于内经的人文生态观对于人这个生命有机体更为重要，除了指出人的外生态观环境外，又补充了内环境，这是西方生态学所不足的。当然西医在人体的内环境方面有所研究，作为生态的整体观来说，内经的思想是全面的。

社会生态学的观点是近十年来西方的生态学家提出来的，但无完整的体系，而其中心思想与中国古代的论点基本上是大同小异，所以本章最后把一些零散的观点系统地总结出来，以见一般。

第十一章只是展望宇宙生态系统，因为这个问题太复杂;然而很多有远见的科学家都非常向往这个系统，所以本书按中国古代哲人的实际感受，以及今天的科学前沿理论，初步进行展望一下。高度集中起来的焦点是物质世界的太阳光子与智能世界的心灵光子。这两个光子的统一背景是否是真空态，值得继续探索。从发展的观点来看，人文生态学不仅讨论显态与显序，而且涉及到隐序与隐态。真空理论与真空工程已开始进行研究，生物学与生态学的发展以及新的生命科学，不能脱离物理学的精细能量及其所承载的信息。这里的信息涉及到人类的伦理与智能;在今天，意识对于物理世界的作用，基因与伦理的关系已经提上研究的日程。把地球人的高层次伦理与智能向宇宙引伸，宇宙生态系统是可以展望的。