自然界的存在与演化(1).ppt

第二讲、自然界的系统存在,第1节. 自然界的系统性存在,第2节. 自然界的演化,第3节.人与自然界,(一)物质形态的差异性与多样性,自然界的物质不仅具有客观实 在性和统一性，而且其形态是千 姿百态、无限多样的，同时，这 种物质形态的差异性和多样性也 是其统一性的前提条件。,第1节、自然的存在,1、根据能否自我新陈代谢和遗传变异,据此可以把自然界中各种各 样的物质形态划分为：非生命 世界和生命世界。,(1)非生命世界,1)宇观世界中有：星云、行星、恒星、星系、星系团、超星系团、类星体、总星系等不同的物质形态。 2)宏观世界包括：有机物、无机化合物(100多万种)、单质等形式。 3)微观领域中有：110多种元素；400多种基本粒子(含两大类：轻子类，包括光子族和轻子族；重子类，包括介子族和重子族)。,（2）生命世界,从生物大分子、细胞、微生物到植物、动物、生物圈更是五彩缤纷、形态万千。 目前，人们已发现其存在的动物(含昆虫)就有150多万种； 植物30多万种； 微生物89万种。,2、依据不同的物质聚集状态,据此自然界的物质形态可以划分为： 固态、液态、气态； 等离子态； 超密态； 真空场 反物质(其根据是所有的基本粒子都有反粒子)。,(二)自然界的物质统一性,自然界的物质形态尽管多种多样，各不相同。 但不同形态的物质客体又具有统一性。,1、化学元素上的统一性,经光谱分析发现宇宙万物在化学元素上具有统一性： 其一，宇观世界都是由在地球上均可找到的化学元素所组成； 其二，无机物与生命物质在化学成分上也有着同一性； 最后，对微观领域物质形态统一性的论证已深入到基本粒子层次，而且在基本粒子之间也有着相互转化。,2、物质基本形态上的统一性,自然界的物质形态可归结为实物和场两种基本形态，其间存在着统一性。 一方面，实物与场之间相互联系，不可分割，有实物存在就有实物之间相互作用的场，任何场都是某种实物之间的相互作用。 另一方面，实物与场之间在一定的条件下可以相互转化。 如电子和正电子相遇时可“湮灭”而转化为光子，即转化为电磁场；反之，在核子场中光子的能量足够大时，光子也可以转化为正、负电子。,3、质能守恒定律,质量守恒定律和能量守恒与转化定律也是自然界物质形态统一性的一个有力证据。 核物理在研究核聚变反应过程中，发现有“质量亏损”的现象。 “质量亏损”并不是质量真的丢失了，而是指静止质量的减少，但与此同时运动质量则相应增加，或实物状态的物质以能量的形式转化成场状态的物质，亏损的静止质量转化成场的质量，所以整个系统的总质量仍然守恒。这种守恒通常表现为质能守恒。,二、自然界物质系统的整体性,整个自然界中的各种物质客体，从微观粒子到宇宙天体，从生物大分子到整个生物圈，无不以系统的方式存在着。 系统是由若干相互联系、相互作用的诸要素所组成的具有一定结构和功能的有机整体，是自然界的一种根本属性和存在方式。,1、整体性,所谓整体性是指物质系统所具有的不可还原的整体性质，即作为物质系统的整体，出现了它的组成部分所没有的性质或者失去了组成部分所具有的性质。 物质系统的“整体”与“堆”有着显著的区别。 系统的整体性是系统中整体与部分之间非加和性关系的表征。,2、整体与部分的关系,整体与部分的关系包括：加和性与非加和性关系两种。 所谓加和性关系，是指各部分可以用简单相加的办法逐渐建立整体的特性，即整体的特征能够分解为各个要素的特征之和。 但由各部分之间的相干性造成的非加和性关系的存在，却使系统出现其组成部分所没有的新属性，使系统与其构成要素之间出现质的差异。 相干性是指一种耦合关系。 耦合各方经过物质、能量、信息的交换而彼此约束、选择、协同和放大。 约束和选择意味着耦合各方原有自由度的减少乃至部分属性的丧失； 协同和放大意味着耦合各方在一种新的模式下协调一致地活动，其原有的属性可以被拓宽放大。 它们交错重叠在一起，共同导致属性不可分割的整体的形成。,非加和性关系成因例证,在一个原子中，原子核与电子之间的制约使电子受到时空状态、随机性、自由度等方面的约束；由于约束，排除了一部分可能的状态，保留了另一部分可能的状态，这便意味着选择，最终使得核与核外电子协同构成原子，使原子具有了金属性、非金属性等原子核与核外电子所不具有的新属性。 如果整体由于部分的相干性出现新属性，则整体(已成为系统)在相关的属性上，便表现出非加和性。 这种非加和性特征表明，物质系统的整体特性既不能归结为它的组成部分的特性，也不是其组成部分的简单“堆积”。 它所反映的是某种具有新质的联系，是标志物质系统具有整体性的一种必不可少的联系方式。,三、自然界物质系统的稳定性,物质系统的稳定性是指物质系统在一定环境条件下能够保持某种状态的特性，它体现了物质系统与环境的相互作用关系。 依据系统与环境的关系，物质系统可以分为孤立、封闭和开放系统三类。 孤立系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换； 封闭系统与环境之间仅有能量交换，而无物质交换； 开放系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。 在这三类系统中，开放系统具有更大的普遍性。,1、系统稳定性的衡量标准,系统的稳定性可通过涨落衡量。系统的状态变量对平均值的一定偏离或起伏即涨落。只有经受涨落后能恢复自身状态的物质系统，才有存在的可能。这种对涨落的不变性就是系统的稳定性。 然而，并非系统的每种状态都是稳定的。按照对涨落的不同反应可以区分出三种状态： 恒稳态对涨落保持不变的状态；亚稳态在一定范围内对涨落保持不变的状态；不稳定态在涨落下即行消失的状态。,2、系统的稳定性与耗散结构,物质系统的稳定性的产生和耗散结构的存在是密切相关的。 一个远离平衡态的开放系统通过不断与外界交换物质与能量， 在外界条件的变化达到一定阈值时，可能从原来的无序混乱状 态，转变为一种时空或结构有序的新状态，这种有序状态需要不 断地与外界交换物质和能量才能维持，并保持一定的稳定性。 这种在远离平衡情况下形成的新的有序结构，称为“耗散结 构”。 耗散结构作为一种时空有序结构，正是在一个自我保持 和自我修复的系统中维护各部分之间关系的一种特定构型。因而 其存在就标志着系统处于“稳定状态”。 耗散结构的产生过程也 是一种自组织形成的过程，其形成机制在一定程度上反映了系统 稳定性产生并得以保持的内在原因。,3、系统稳定性的相对性,物质系统的稳定性是相对于一定范围而言的。超出这个范围， 原有的稳定态就会失稳，涨落将支配系统的行为。当这种涨落被 一定条件所巩固时，就会出现新的稳定态。即随着外界控制参量 的变化，系统会经历稳定失稳再稳定的演化历程。普利高津提 出的结构功能涨落图(见下图)，就是这种过程的形象表述。按 这个图式，随机涨落会导致系统内部机制的改变(普利高津称这 种机制为“功能”)。如果这种改变不是发生在临界点附近，那么 系统的结构会平息涨落，系统依然是稳定的。如果涨落被放大到 临界点附近，结构无法调整这些机制，稳态将转化为失稳，宏观 时空结构也会发生变化。而在变化了的时空结构中，又会有新的 涨落。,普利高津结构功能涨落图,（决定论的） 功能 结构 涨落 （随机的）,四、自然界物质系统的层次性,一个较为复杂的系统都是按层次结构组织起来的，即每个物质系统都是较高一级系统的一个要素，同时它作为较高一级系统的要素本身，通常又是较低一级的系统，这样便形成了自然界物质系统的层次性（如下图）。,图2-2非生命世界物质层次 图2-3生命世界物质层次,总星系 星系团 生物圈 星系 生态系统 恒星 生物群落 行星(包括卫星) 种 群 生物个体 地面上的宏观物体 ,图2-2非生命世界物质层次 图2-3生命世界物质层次,地面上的宏观物体 生物个体 分子 系统 原子 器官 原子核 组织 基本粒子 细胞 夸克 生物大分子,(一)层次结构的基本特征,层次结构指的是，若干要素经相互作用构成的系统，再通过新的相互作用而构成新系统的逐级构成的结构关系。 在这种关系中，参与构成的系统称为低层系统，构成后的新系统称为高层系统。,1、构成性：层次结构特征之一,层次结构的一个显著特征是，低层系统对高层系统具有构成关系：低层系统必须是高层系统的构成部分，而高层系统也只能以低层系统为存在基础。 层次结构中的构成性关系是物质系统之间的纵向的或垂直的有序关系，即子系统与母系统、各个子系统之间的相互包含和相互作用，它反映出不同层次之间是相互依存的。,2、相干性：层次结构特征之二,层次结构中的相干性关系是物质系统间的横向关系。 只有通过相干性关系，它们才能结合起来构成高一级系统，导致纵向层次间质的差异。 随着每一个新物质层次的形成，总会有新质的突现和新功能的问世。 相干性关系所造成的新层次往往在自身结构上更简单一些，从而为低层系统能够并入高层次的活动模式创造条件。,(二)层次结构的结合度,由层次结构的基本特点决定了其结合度的差异性和递减性等特征。 一般随着层次由低向高推进，结合的紧密程度由大到小而递减： 从将夸克结合为基本粒子的力量到将中子和质子结合为原子核的核交换力；从将原子核与电子结合 的电磁力到将原子结合为分子的共价键或离子键；从将化学分子结合为生命大分子到将多细胞结合为生命整体；直至维持生物群落和生态系统的力量，不但具有巨大的强弱差异，而且是依次递减的。,(三)层次结构的因果链,层次结构中存在着双向因果链：上向因果链和下向因果链。 其一，低层系统及其相干性关系作为原因，可以在高层系统中引起一定的结果，决定高层系统的特点和规律，此乃其上向因果链。 其二，高层系统对低层系统的支配、影响和限制，这是其下向因果链。这种双向因果链的存在，不仅造成了层次之间的差别，也沟通了层次之间的联系： 上向因果链的存在，提供了从低层次规律入手认识高层次现象的可能性；而下向因果链的存在，则保证了从高层次规律出发对加入高层系统的低层现象进行解释和预言的可能性。,第2节 自然界的演化,自然界不仅存在着，而且生成着并消逝着。 生成与消逝的不断更替，便构成了自然界的演化链条。 要揭示自然界的奥秘，展示自然界的图景，除了把自然界作为一种存在来把握，还必须把自然界当作一种过程来理解。,一、自然界的演化过程,根据目前已确认的科学事实和比较公认的科学假说，我们可对自然界的演化过程作出一个大致的描述。,(一)宇宙和天体的起源与演化,1、宇宙起源与大爆炸假说 关于宇宙起源的认识主要来自于伽莫夫“大爆炸假说”及其修正。 而形成后的宇宙的演化先后经历了基本粒子形成阶段、辐射阶段或核合成阶段、实物阶段。 2、恒星演化与弥漫说 恒星的演化，按目前广为接受的弥漫说，一般要经历以下几个阶段： 引力收缩阶段(包括快收缩阶段和慢收缩阶段)：主序星阶段；红巨星阶段；脉动阶段；爆发阶段和高密阶段等。 在恒星演化的特殊阶段和特定条件下，在宇宙之一隅出现了太阳系以及作为太阳系一个成员的地球。,浩瀚的宇宙,一、宇 宙 的 演化 由 小 到 大,彗星 (Comet) 數十公里 小行星 (Asteroid) 數百公里 衛星 (Satellite) 數千公里 行星 (Planet) 數萬公里 恆星 (Star) 數十萬公里 星雲 (Nebula) 數光年 星團 (Cluster) 數光年 疏散 (Open), 球狀 (Globular),一、宇 宙 的 演化 由 小 到 大 (續),銀河 / 星系 (Galaxy) 數十萬光年 星系團 (Cluster of galaxies) 數百萬光年 超級星系團 (Supercluster of galaxies) 數億光年 宇宙 (Universe) 一百四十億光年 掌管所有子宇宙的母宇宙？,二、宇 宙 的 運 動 由 慢 到 快,地球的自轉 地球的公轉 太陽系繞銀河中心的公轉 銀河系在本地星系群中的運動 本地星系群在室女座星系團中的運動 淨運動：400 km/sec (0.001c),三、宇宙在膨脹 如何發現的？,我們相信宇宙起源於一百二十億年前的一次高溫大爆炸（“大霹靂”）： (Big Bang) 支持大爆炸學說的證據： (1) 星系奔離 (Vesto Slipher, Edwin Hubble) (2) 2.73 K 黑體輻射 (Penzias and Wilson) (3) 宇宙初始的元素豐度 (Abundances),探寻星云的本质,关于星云的两种观点： 1.星云是银河系内的星际物质。 2.幸运是像银河系一样巨大的恒星集团，只是因为太远而看起来像“云”。,Hubbl 与 Slipher 的工作,1924年， Hubbl利用威尔逊山的大望远镜观察仙女座大星云，发现它实际上由许多恒星组成，并用光度方法测定了它的距离为70万光年之外。此后的进一步观测使人类的视野扩大到5亿光年的范围。 1912年开始， Slipher 致力于恒星的光谱研究，发现河外星云的谱线存在着向红端移动的现象。根据多普勒效应，它们远离地球而去。 1929年， Hubbl 提出了哈勃定律：星系的红移量与它们离地球的远近成正比。这就向人们展示了一幅宇宙整体膨胀的图景。,Vesto Slipher Edwin Hubbl 發現星系紅位移 確立紅移 距離的關係,Hubble 原始觀測記錄 近代較先進儀器觀測結果,表象 ：星系奔離 實際 ：星系間的時空增加,三、宇宙在膨脹如何發現的？(續),我們相信宇宙起源於一百二十億年前的一次高溫大爆炸（“大霹靂”） ： (Big Bang) 支持“大爆炸學說”的證據： 星系奔離(Vesto Slipher, Edwin Hubble) 2.73 K 黑體輻射 (Penzias and Wilson) 宇宙初始的元素豐度 (Abundances),Arno Penzias (left) and Robert Wilson (right),早期的宇宙背景輻射觀測,三、宇宙在膨脹如何發現的？(續),我們相信宇宙起源於一百二十億年前的一次高溫大爆炸：大霹靂 (Big Bang) 支持大霹靂學說的證據： (1) 星系奔離(Vesto Slipher, Edwin Hubble) (2) 2.73 K 黑體輻射 (Penzias and Wilson)（3）宇宙初始的元素豐度 (Abundances),四、宇宙的未來 誰來決定？,開放、臨界，還是 關閉 ？ (To Close or not to, is the question.) 由宇宙中物質總量來決定 減速參數 (Deceleration Parameter)： q0 = 0 (Open) +1 q0 = 1/2 (Critical) 0 q0 1/2 (Closed) - 1,(二)地球的演化,地球是在太阳系形成的过程中诞生的，迄今的历史约46亿年。在这期间，地球发生了一系列的变化。 1、地球内部圈层的演化 2、地球外部圈层的演化 (1)大气圈 (2)水圈 （3）岩石土壤圈,(三)生物圈:生命起源和生物进化,生命是蛋白质和核酸多分子体系存在的一种方式，它是由非生命物质在原始地球环境中经过长期的演化而形成的。 1、原始生命的诞生 在原始地球条件下，当具有催化功能的原始蛋白质和能起模板作用的原始核酸一旦产生并结合为多分子体系时，真正的原始生命就随之诞生了。 2、生物进化与人类起源 原始生命出现以后，又经历了从非细胞到细胞、从原核细胞到真核细胞，再到单细胞生物进化成多细胞生物，进而分化成动物和植物。 在适宜的环境中，植物沿着菌藻植物苔藓和蕨类植物裸子植物被子植物的方向进化；动物则沿着无脊椎动物脊椎动物的方向发展，直到人类的出现。,宇宙演化链(如下表),二、自然界的演化方向,自然界的任何物质系统都要经历产生、成长、衰落、毁灭的历史过程。 所有这些演化均可以归为两大类：进化与退化。 一般认为，进化对物质世界更具有积极意义。 但是，人类最早精确认识并深入研究的演化现象却是退化。,(一)退化及其根据,所谓退化，是指物质系统由有序向无序、由高序向低序的演化过程和趋势。 退化的理论根据就是热力学第二定律。 这一定律指出，在一个孤立系统中，任何物理过程或化学过程总是导致熵的增加，系统最终达到一个具有极大熵值的平衡态，而且这种熵增过程是一个不可逆的自发过程。 可见，退化过程就是熵增过程。,(二)进化的根据和条件,进化是指物质系统由无序到有序、由低序到高序的演化过程和趋势。 进化的根据则是生物进化论与自组织理论。 根据自组织理论，一个系统具备以下条件就会进入有序状态。 (1)系统从无序走向有序，必须处于远离平衡的状态。 (2)产生有序结构的系统，必须是一个开放系统。 (3)形成有序结构的各要素之间存在着非线性的相互作用，这种相互作用使各要素之间产生相干效应与协调动作，从而可以使系统从杂乱无章变为井然有序。 (4)系统中的正反馈可以促使系统的变化被放大和加剧，从而推动系统的质变，加速系统自复制自组织的过程。 (5)涨落和突变是产生有序状态的条件。,(三)进化与退化的关系,进化和退化是自然界中广为存在的两种趋势和过程。 当代科学对进化的深入研究表明，进化与退化是不可分割、辩证统一的。 1、进化与退化相互包含 2、进化与退化互为条件 3、进化与退化依据一定条件以互相转化,三、自然界演化的规律性,自然界的演化不是杂乱无章，而是遵循着一定的规律。这些规律主要是演化的不可逆性和周期性。,(一)自然界演化的不可逆性,自然界的演化是以物质系统的要素、结构、功能等方面的新旧交替为标志的，这种新旧交替有不可完全逆转的性质，且具有普遍性。 一个物质系统从某一状态出发，经过某一过程达到另一状态，如果存在一个反过程，它能够使该物质系统和外界环境完全恢复，即物质系统回到原来状态，同时消除了原来过程对外界环境引起的影响，则原来的过程为可逆过程。 反之，用任何方法都不可能使物质系统和外界环境完全复原，则原来的过程为不可逆过程。,(二)自然界演化的周期性,自然界演化发展中有序与无序的不断转化，进化与退化的不断交替，便使其呈现出周期性规律。 周期性是事物随时间的变化，表现出形态的相似、性质的相同、结构的重复、过程的重演等向其原来出发点的回归现象。 自然界演化的不可逆性，决定了这种回归不是简单的重复，而是辩证的否定之否定过程。,1、周期性的表现,物质系统演化的周期性，在自然界中是普遍存在的。 恒星经历的“星云恒星星际弥漫物质新一代恒星”的演化，海底地壳经历的“地壳地幔新的地壳”的演化，全球气候经历的“温暖期寒冷期温暖期”的演化，都体现出这种周期性。 至于像天文学中太阳黑子爆发的周期，生物学中生物世代繁衍的周期等，则在自然界中随处可见。,2、周期性的证据,这些具体物质系统演化周期的形成机制，已由相应的各门自然科学加以阐明。 而系统科学尤其是自组织理论的发展，又为解释一般周期的形成机制提供了新的富有启发意义的思考途径。 耗散结构、协同学、超循环等非平衡自组织理论认为，一个远离平衡的开放系统，通过与外界环境交换物质和能量，从环境中获得负熵流来抵消系统内部的熵产生，就可能从一种混乱无序的状态演化成为一种稳定有序的结构。 同样，非平衡自组织理论也揭示了通向混沌的道路，说明了系统从有序向无序的转化过程。,3、结 语,有关研究终将揭示弥散的物质和能量重新聚集起来的途径，从而从根本上揭示自然界的演化不但存在周期性，而且存在无限循环的可能。 正如恩格斯指出，当自然科学的发展水平难以解决这个问题的时候，必须借助哲学思维的帮助才能使自己的自然观成为一个和谐的整体。 如果我们从质的不灭性方面来理解物质不灭原理和运动不灭原理，自然界的演化图景就只能是周期性的无限循环发展。,第3节 人和自然界,人是自然界演化发展到特定阶段的产物，是自然界的一个组成部分。 在人出现的同时，也就出现了人和自然的关系。 这种关系，既影响着由人所构成的社会的发展，也影响着除人类社会之外的自然界的演化，成为自然界演化发展中的新因素。,一、人与自然的对象性关系,人不仅是自然界的人，是一种自然存在物，是自然界长期演化的产物； 而且是有意识、有意志、能动的自然存在物，而是按照自己的主观愿望主动地、积极地适应和改造周围的自然界，使其顺应自己日益增长的需要。,（一）人的受动性及其表现,人首先是自然界的人，是一种自然存在物，即自然界是人产生、存在、发展的自然基础。人的受动性的表现： 第一，人是自然界的产物。 正是自然界在其发展过程中，经由一般物质有机物原始生命体高等动物 人，最终把人（通过劳动）“创造”出来。因此，没有自然界的长期发展，就没有人的产生。 第二，人的生存离不开自然界。即自然界为人类生存和发展提供充足的自然资源。 第三，人的社会关系形成和发展离不开人与自然的关系。即其为人类提供宽广的活动空间。,（二）人的能动性及其表现,人不仅是一种自然存在物，而且是有意识、有意志、能动的自然存在物。 第一，人在改造自然的同时，也改造自身的自然，促进自身自然的进化与发展。 第二，人作用于自然界，不断改变自然界的面貌，推动自身需要的发展。,二、人工自然的扩大,与人工自然相对应的还有自在或天然自然及人化自然。天然自然指未受到人类影响的那部分自然界，即人类认识和作用手段还未触及的那部分自然界，“是一个绝对非人的存在物”(列宁选集Vol.2,1964:81)。其实质只是一种抽象或思维上的把握，并无现实基础，也不给人以知识或信息。而其一旦成为认识对象，便不再是纯自在。 人化自然指人类观测所及从而能够感知其信息的那部分自然界，包括从总星系到基本粒子范围内(1028cm-10-16cm)所有人类已经认识或已开始认识到的自然物、自然现象和过程。它是自然界人化的结果，是已被纳入了人类(社会)活动范围的自然界。它以天然自然为基础，是人和自然构成的通信系统。,1、人工自然的本质,人工自然是人类实践活动所变革了的那部分自然界，它主要指：(1)受人类实践活动直接影响的那部分自然界(主要指生态环境)；(2)人利用自然界的材料创造出自然界中本来没有的人工自然物(如各种新材料、新工具、人工建筑、人工智能机、新生物物种等)。人工自然是人们按照自己的价值标准，通过实践创造的对象化的世界，其实质就是人的本质力量的外化展现。 随着人类生产水平的不断提高和科学技术的不断进步，人类改造自然的能力不断增强，人工自然的范围不断地扩大。,2、人工自然与生态平衡,人工自然的每一步扩大，都意味着人的活动介入了自然界的一个新领域，也意味着这个领域中原有的稳定状态受到干扰甚至被改变。 可以说，随着从农业社会、工业社会向现代社会的过渡，自然界原有的平衡在越来越多的领域内被改变了。 这里所谓的自然界的平衡不是热力学意义上的平衡态，而是自然本身形成的远离热平衡的稳定状态。,3、生态系统,所谓生态系统，是指由生物群落及其地理环境相互作用所构成的功能系统。 这种系统按作用又可分解成无机环境、生物的生产者、生物的消费者、生物的分解者四个基本要素，它们共同发挥作用并形成一个整体。生态系统是开放的非平衡态系统，它吸收太阳能并经由光合作用而转化为有机物，同时又通过蒸发、呼吸、微生物分解等多种渠道向外界输出物质和能量，其中的生物与生物之间、生物及其无机环境之间有着源源不断的物质、能量、信息流。生态系统中存在着复杂的反馈机制，这种机制可以使系统稳定在一定的状态下，这被称为自然平衡。但是，如果系统中出现了某种涨落，当涨落被放大到失稳的临界点时，自然平衡的打破是不可避免的。在人工自然中，人的活动正是一种不可忽视的引起和放大涨落的力量，它所引起的自然平衡的改变有时远远超过自然原因引起的自然平衡的改变。,4、生态规律,所谓生态规律，简单地说是指：(1)从环境(自然界)中索取的资源，不能超过其自我增殖能力；(2)排放到环境中的废弃物，不能超过其自我净化能力。其具体包括： “物物相关”律； “能流物复”律； “负载有额”律； “相生相克”律； “协调稳定”律 ；“时空有宜”律。,三、人与自然的协调发展,迄今日益严重的“全球性问题”表明，人与自然的协调发展不仅是紧迫而必要的，而且在指导思想、协调方式和途径等方面，人类必须作出深刻的反思和慎重的选择。,(一)人与自然协调发展的必要性,20世纪以来，随着现代科学技术革命所带来的人对自然的干涉能力的巨增，现代人类对自然平衡的干预已超过了自然界的再生能力和自我调节能力，使不同水平的自然平衡都已濒临自我修复的极限，而这种平衡的改变又明显地带来了不利于人类生存发展的后果，从而引出了所谓的“全球性问题”。,1、人口问题,它是引发其他一系列问题的基本问题。 人是生产者，又是消费者。 对于生物圈来说，种群结构的恶化首先是人口的增长，由于地球上的资源和环境都是有一定限度的，人口的增长就必然受到限制。 地球上一系列环境问题，都是由于人口剧增对物质、能量的需求扩大，而又尚未找到满足需求的有效途径所造成的。,2、环境问题,目前，人类赖以生存的空气、水、土壤以及各种食物都已受到不同程度的污染。 环境污染主要是工业生产中产生的一些有害物质、生产排放的废物(废水、废气、废渣)、农药和化肥的使用以及人们生活消费中产生的废物造成的。 无节制的排放超出了区域性自然环境的自净能力，从而酿成了一系列危及人类生存发展的灾害，其中突出的有烟雾事件、酸雨、温室效应、臭氧层空洞等问题。 这些事件不仅已经和正在导致大量人员的致病和死亡，而且还引发了另外一些生态问题，如森林生产力降低，鱼类大批量灭绝，沙漠化倾向加剧，全球性气候失调等。,3、资源短缺,人类目前消耗的能源和其他物质资源大多数是不可再生的。有些资源(如石油)虽然是可以再生的，但因其再生周期太长而对人类失去了意义。 土地、淡水、生物等可再生资源，也会由于开发利用不当而造成资