关于“循环型经济”与“节约型经济”的深层辨析
出处：论文网
时间：2007-05-17
[摘要] 物理学是生态学的基础，两者的关系是：符合物理学规律的，不一定符合生态学规律；而违反物理学规律的，则一定违反生态学规律。由于“循环型经济”首先违反了物理学规律，因而无法谈及符合生态学规律。节约型经济的理论基础是对自然资源的有限性与无限性关系的辩证思考，主张为社会的可持续发展留下充分的余地。循环型生产在一定条件下是应当提倡的，但“循环型经济”却是一种误导。循环型生产只有在节约型经济的统驭下才能正确发挥作用，“循环型经济”作为一种错误理论不可能与节约型经济理论互补。
[关键词] 物理学 生态学 循环型经济 节约型经济 熵增原理 可持续发展 互补原理
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“循环型经济”与“节约型经济”的争论产生以后,一些学者认为,循环型经济是以生态学为基础的经济模式,节约型经济是以物理学为基础的经济模式,两者的依据不同，不能相互取代，但可以互补。这里实际上包含着三个问题：第一，生态学与物理学是否对立；第二，节约型经济的基础是什么;第三，循环型经济与节约型经济是否能够互补。以上三个问题，从理论上说牵涉到到几大学科的一些根本性问题，如果对这些问题不作澄清，那么就会带来理论上的混乱，不仅有直接关联的几门学科会发生混乱，而且整个自然科学甚至社会科学的理论体系都会发生混乱；从实践上来看，理论的混乱必然造成指导思想的含混，进而造成行动上的摇摆、甚至失误。这些问题在经济学范围内是不能解决的，必须求助于哲学。关于节约型经济，笔者在发表《论节约型经济系统》[1]一文之后，又在《再论“循环型经济”与“节约型经济”》[2]一文中作了进一步阐述，然而，上述问题的提出，笔者感到还有必要在更深层次上做一个全面的探讨，这就是为什么要写本文的初衷。
1 生态学与物理学是否对立？
生态学在现代社会已成为一个十分时髦的名词，本来这个名词在学界内部是不应该再进行解释的，但现实中的事情往往又是这样，越是时髦的名词就越容易被误识（这种误识有时还令人吃惊），所以在这里不得不再做一些可能是多余的工作。“生态学ecology”一词，源于希腊文oikos，意思是“住所”或“生活所在地”。最初，生态学是以生物学的分支学科的面目出现的。奥德姆（Odum,E.P.）指出：“通常，生态学的定义是研究生物或者生物群体及其环境，或者是生活着的生物及其环境之间相互联系的科学。”[3]生态学的基础是什么？首先从作为生物学分支的经典生态学的角度看，第一个要讨论的核心概念就是“生态系统”，这个概念是英国生态学家坦斯列（Tansley，A.G.）在1935年提出的，它的提出是经典生态学确立的标志。
整个生态系统可以分为物理环境和生命有机体两大部分，生命有机体中又分为生产者、消费者和分解者三部分。物理环境（宇宙环境、大气环境、水环境、土地环境）控制着生命有机体的活动，生命活动同时也反作用于物理环境。物理环境的运动受物理学规律的支配，这是无疑的。生命运动是自然界中最高层次的运动，高层次的运动虽然不是低层次运动的简单迭加，但低层次的运动毕竟是高层次运动的基础，无论从自然界演化的顺序来看、还是从自然科学认识的历程来看，情况都应该如此。但是，在现实中、特别是在系统科学的影响逐渐扩大的背景下，人们往往把生物学与物理学对立起来，这是产生本文开头所说问题的一个深层原因。
生物学与物理学的对立，与哲学对还原论的批判有很大关系。自17世纪起，当以分析为主要特征的近代科学兴起之时，就出现了笛卡儿（Descartes,R）、拉美特利（de La Mettrie， J.O.）等以机械类比生物的还原论，随着分析科学的推进，生命过程又先后被类比为化学过程、自动机器过程等。到19世纪，这种态势开始逆转。19世纪40年代，杜里舒（Driesch,H.）发现，将海胆双细胞胚胎人工分成两个细胞之后，并不是各自分别变为“半个成体”，而是两个完整的幼体。可以说，这是还原论遇到的第一个严重挑战。据此杜里舒提出，支配生命的是一种神秘的“隐德来希（整体原则）”。1944年，物理学家薛定谔（Schrodinger,E.）在《生命是什么？》一书中提出：“根据我们已知的关于生命物质的结构，我们一定会发现，它的活动方式是无法归结为物理学的普通定律的。”[4]20世纪40年代中期，贝塔朗菲（von Beterlanffy,L.）建立一般系统论特别是复杂性研究兴起之后，关于生命现象的的整体论观点就完全占据了主导地位，而还原论则被逼到了墙角，有人认为，系统论的问世是对笛卡儿分析主义、机械论的一次彻底清算。
尽管如此，还原论并没有因此而沉寂下来。为还原论声张合理性的声音首先来自生物学本身，生物学面貌的根本性变革是从分子生物学的诞生开始的，而分子生物学实际上就是从生物大分子运动的角度来对生命本质所做的揭示。不管哲学上对还原论做何种批判，目前生物学上的每一个突破，事实上都还是来自微观领域的探索，随着量子力学的发展，对生命现象的揭示甚至大有向量子水平发展的趋势。就是在对生命本质的系统运动的规律探索方面，似乎也不得不做某种还原。1970年，艾根（Eigen,M.）把物理学、化学的普遍性原理推广到生物学并与生物学成功结合，通过对经验事实的抽象来追踪历史的遗迹并逻辑地再现历史，从而建立了关于生命起源的超循环模型。
另一方面，如果完全否认低层次规律的作用，那么整体论解释也将陷入尴尬的局面，因为这样做，对生命现象的解释就只能仅仅落实在自然画面的一般性质上，于是人类的认识就只能停留在思辨的水平，这就不仅使生物学的研究无所作为，而且可能给神秘的活力论留下足够的生长空间。持这种观点的人，实际上是把承认低层次运动规律的作用，等同于18世纪那种把生命运动归结为低层次运动简单相加的机械论，忽视了始于19世纪下半叶的自然科学综合是一次辩证的复归。这种复归是在对自然界的细微部分有深刻了解的基础上，对从低级运动形式到高级运动形式进行的全面把握。就是说，既要承认生命运动与物理运动、化学运动的质的差异性，又要承认物理运动、化学运动在生命运动中的客观实在性。这才是系统哲学对生命体的真正认识。
从现代系统观来看，生命体虽然是高层次的物质体系，但同所有物质体系一样，不可能脱离基本的物质组分，只要有基本的物质组分，就必然存在相应的物质运动，但由于这些物质组分已经进入生命体系，所以组分之间同时又必然有较强的相互作用。由于组分之间存在相互作用，所以低层次的物质运动与组分单独存在时相比，运动状况不能不受到某些限制。高层次的生命运动，实际上就是以受限状态出现的低层次运动相互作用的结果。虽然生命运动不能简单归结为物理运动和化学运动的线形加和，但也不可能违背物理学规律和化学规律。诺贝尔医学生理学奖获得者莫诺（Monod,J.）说过：“生物界并不包含那一类可以预测的客体或事件，但生物界构成了一种特定的事件，这个事件同最重要的原理是不矛盾的，但不可能从这些原理中把它推导出来，所以本质上它是无法预言的。”[5]笔者对莫诺关于生物界不可预言的观点并不苟同，但可以说，遵守物理学和化学规律，是研究生命运动的必要条件，只不过不是充分条件，要揭示生命运动的规律，还需进一步研究组分之间的系统相关性。
超循环理论的创立者艾根对物理学和生物学的关系持有以下观点：1）生物是由非生物发展而来的，因而生物学规律不能违反物理学的基本规律；2）为了研究非线性的、非平衡的复杂系统，物理学需要形成一些新的特殊原理，这些原理并不与物理学原有的基本规律相矛盾；3）可以把物理学与生物学比喻为一般和特殊的关系，将物理学的普遍原理应用于生物学系统，既可以理解生物学的具体问题，又可以丰富和发展物理学的基本理论。
再看生物之间和生物与物理环境之间的关系，这种关系包括物质、能量和信息的交换关系，其中最主要的是物质交换关系和以物质为载体的能量交换关系。在天然生态系统中，这种关系表现为生物小循环（食物链）的运动和地球化学大循环运动，其中不仅包括生命运动，而且还包括生命体之间的互动、生命体与非生命体之间的互动以及非生命体之间的互动，是一个更为复杂的系统。关于系统描述，一般系统论的创立者贝塔朗菲说过：“‘整体大于部分之和’，这话多少有点神秘，其实它的含义不过是组合性特征不能用孤立部分的特征来解释。因此，复合体的特征与其要素相比似乎是‘新加的’或‘突现的’。然而，如果我们知道了一个系统所包含的所有组成部分以及它们之间的各种关系，那么就可能从组成部分的行为推导出这个系统的行为。”“这些陈述确确实实是很平常的，只是由于机械论观念的曲解，由于忽视了相互关系，倾向于把现象分解为单独的要素和因果链，才使得这些陈述成了问题，并导致生物学、心理学和社会学中的概念混乱。”[6]
即使对于开放性的复杂巨系统来说，尽管人们已经认识到不可能用还原方式来建立其模型，但也很难否认还原方法在某些方面、某些层次上的有效性。对开放的复杂巨系统的总体把握，钱学森认为传统的定量方法已经失效，主张采用定性和定量相结合的综合集成法。对于综合集成法，它的设想是从复杂巨系统按级作的特例来分化出其他系统理论，即先讲大的总观点，然后讲各种条件下简化的特例，也就是从繁到简。他倡导采用一种由知识体系、专家体系、工具体系组成、并按层次结构分级的开放性学术组织――“研讨厅体系”，对开放性复杂巨系统进行研究。显然，这里并没有、同时也无法排除还原方法的意义。钱学森给复杂性下的定义是：“所谓‘复杂性’实际是开放的复杂巨系统的动力学。”[7]可见，即使在定义上，要离开还原论也是不可能的，可以说，综合集成论是还原论和整体论的辩证统一。从本体论看，它既承认运动的普遍性，又承认运动的特殊性；从方法论看，在处理问题的某一个方面时，可以暂时忽略次要矛盾，集中力量解决主要矛盾，既使问题得到简化，又不至于出大的偏差。
今天，人类所处的生态系统，实际上是一个比天然生态系统复杂得多的开放的复杂巨系统――人类生态系统，对于这个系统，目前所能采用的方法，只能是以上所述的综合集成法，它虽然不能归结于物理学方法的集合，但也不可能排除物理学方法，至少在能量流动方面，物理学定律还没有被推翻的证据，而能量流动是任何生态系统得以存在和发展的基础。所以，把生态学和物理学对立起来的说法，是完全不能成立的。可以说：违反生态学规律的，不一定违反物理学规律；而违反物理学规律的，则一定违反生态学规律。
2 节约型经济的基础是什么？
从系统科学的角度看，地球这个体系中存在着两个相反的过程：一是统计物理和热力学所揭示的不可逆过程，这个过程服从熵增原理。现代系统科学已经证明，熵增原理是一个带有普遍性的原理，这个原理指出：任何系统都存在着从各种不均匀的、对称性较少的状态，向着均匀的、对称性较大的状态演化的过程，即熵增过程。另一个是达尔文进化论所揭示的与熵增相反的过程。
普利高津（Prigogine,I.）创立的耗散结构理论指出，自然界中有两类有序结构：一类称为平衡结构，这类结构的宏观有序性是依靠微观粒子的规整排列来取得的，它要依靠降低系统原有能量、并要尽量减少外界对系统的干扰才能形成，而且结构在形成之后，要不受外界影响才能保持，例如固体结晶形成的结构，这类结构本质上是死的结构。第二类结构的宏观有序性形成依靠的则是微观子系统的不停运动，微观子系统运动的形成和维持需要不断地提供物质和（或）能量，因此称这种结构为“耗散结构”。一个远离平衡态的开放系统，如果系统内部存在非线形相互作用，那么在子系统随机运动涨落的驱动下，系统就可能从无序走向有序，从序化程度较低的状态走向序化程度较高的状态。这类结构本质上是活的结构。
地球生态系统就是一个典型的耗散结构，一方面它有自发地从有序走向无序的熵增趋势，另一方面，它又不断地从外界吸收能量（主要是太阳能）以抵消熵增（也可以说是吸收负熵），从无序走向有序。不管现代社会对经济概念如何界定，经济活动的核心都是人和自然之间的物质变换，以及与此相伴的能量和信息的流动。作为原材料和能源的物质被利用之后，从物质的基本组分来看，存在状态不灭，但组织状态发生变化，有序程度降低，同时使周边物理环境和生物环境的有序程度降低，即信息量减少。从这个意义上说，传统经济的本质就是消耗地球的负熵。
在人类社会出现以前，地球生态系统发展的总趋势是熵减大于熵增。人类社会的出现使自然界出现了新的物质、能量和信息的流动形式。在采猎业社会时期，自然界的原生状态虽然受到一些影响，但由于人口数量不大，而且开发强度低下，所以总的来说还是熵减大于熵增。
在农业社会时期，人类开始模拟生物小循环，构建出了一个利用天然生物能源推动的物质循环利用的经济模式――定居农业。这是人们通常认为的标准的“循环型经济”模式，即生态型经济模式，因为其中的物质是完全可以循环利用的，在有的地方，由于人类有意识的积极干预，生态状况甚至得到了改善，于是在某种程度上使熵增得到了抵消甚至出现了熵减，但随着人口规模的扩大和农垦活动的加剧，当自然资源（主要是生物资源）的消耗速度超过再生速度的时候，也带来了局部的环境退化，这个时期总的趋势是熵增开始大于熵减。
工业社会的诞生是自然界物质运动的一个突变。工业技术体系的特点在于：使用了深度加工的材料、矿化形态的能源以及密集处理的信息。深度加工的材料很难在自然条件下降解，矿化能源的开发严重改变了元素的天然流动，而信息的密集处理则使生产高度集约化，从而加剧了材料和能源的消耗速度，同时加剧了其他各种环境要素组织程度的降低。这样，自然界的熵增速度就大大超过了负熵的增长。这就是所谓的生态危机。
人们对生态危机的最初认识就是污染，解决办法是在污染物产生之后用技术手段将污染物进行无害化处理，这种方式被称为“末端治理”。但是，污染物的处理不仅牵涉到技术，而且牵涉到利益，其中，利益是技术处理的根本动力，由于单纯的无害化处理只有社会效益而无经济效益，污染治理者只有投入毫无回报，所以无论社会施加多高的压力，末端治理也总是治不胜治。
经过一段曲折的历经后人们看到，污染的本质是自然资源的低效利用或无效利用，生产过程中产生的废弃物和消费完结后产生的废弃物，实际上是地位错置的资源。如果对生产全程进行技术改造，使得原材料和能源在整个生产过程中得到多层次的、尽可能充分的利用；对于产品消费完结后转化而成的废弃物，进行有效分类，重新作为资源进入生产，那么就会有效地减少甚至完全杜绝污染物的排放，既能提高经济效益，也能取得生态效益。这种方式称为“清洁化生产”，也叫“全程治理”，所谓“循环型经济”遵循的就是这种思路。
应该说，“循环型经济”的出发点是善良的，而且也确实比末端治理的思路大进了一步。从表面看，它是对自然界物质循环的一种模拟，所以赢得了一种生态型经济的美誉，也就是说这是一种以生态学为基础的经济，但只要略做认真推敲，就可以看到事实并非如此。如前所述，在自然界的运动中，生态系统的运动比起生物体的运动来，是层次更高的运动。我们认为高层次的运动中包含着低层次的运动，而且要求承认低层次运动在高层次运动中的有效性，但并不承认用低层次运动模拟高层次运动的有效性，特别是要用用物理运动和化学运动来模拟生物体运动，目前显然面临巨大的障碍，更遑论生态系统的运动。上个世纪90年代初，美国人曾经在亚利桑那沙漠中精心构建了一个名为“生物圈-2”的人工生态系统实验，让来自美国、英国、比利时的8位科学家在其中生活2年，结果未待实验结束供氧就出现了问题，最后不得不由外界提供氧气来维持参试者的生存。
当然，我们不能断然肯定人类永远不能突破人造生命和人造生态系统的禁区，但即使能够达到这一步，也不可能构建出“循环型经济”，因为即使对于天然生态系统来说，也只有物质的循环而没有能源的循环，而所谓经济，是既离不开物质，也离不开能源的。能的转化和守恒定律（热力学第一定律）指出，违背能量守恒的过程（例如永动机的工作过程）是不可能实现的，然而这并不意味着遵守能的转化和守恒定律的过程就一定能够实现。热力学第二定律指出，热传递有方向性，并进一步引出了熵增原理。根据这个原理，地球上所有被利用的能量，最后都会以热的形式向太空释放，至于释放到太空的热如何重新聚集起来以及人类如何开发利用，这不是在地球生态圈内讨论的问题，就是在宇宙空间，也不是在可见的历史时期内能讨论的问题。根据熵增原理，物质利用之后，其熵必定增加，自然界固有的熵增趋势加上人为的熵增，很难通过简单的方式化解。
原材料的再生利用的确是减少污染、尽收物利的一个重要途径，对此，笔者不仅不反对，而且多少年来一直在身体力行地大力倡导。但笔者又同时认为，仅看到这一点还是远远不够的。第一，任何原材料的再生利用都要消耗能量，而能量只能单向传递、不可循环。在有的情况下，为实现原材料的循环甚至要付出巨大的能量消耗，这反而会加剧自然界的熵增。第二，现实的原材料循环不仅受到技术水平的制约，而且受到经济代价的影响，因此有相当部分的原材料将很难进入循环。因此，作为一种熵增消减手段，原材料的循环是应当提倡的，但不能寄予过高的期望。第三，有相当多的环境要素如土地、生物物种等是不可循环使用的，一旦损坏，很难再生。第四，有的循环在自然界中虽然存在，但有一定的限度，如果作为经济开发大规模地模拟，则可能带来危害，如畜牧业中对畜产品的循环利用等。
经济的生态化是人类经济发展的必然方向，早在1992年，笔者就在博士论文中提出：按照生产关系来划分，人类社会可以分为从原始社会到共产主义社会的五个阶段；按照生产力划分，人类社会可以分为四个阶段：采猎业社会——农业社会——工业社会——生态产业社会，这四个阶段的发展是一个否定之否定过程[8]。经济的生态化是经济发展的总趋势，但是要用“循环”来概括生态型经济的总特征，显然是片面的。
笔者提出建立节约型经济系统这样一个思想的基础在于：按照辩证唯物主义的观点，地球生态系统和其他任何事物一样，都有一个产生、生长和消亡的过程。随着内外因素的作用，特别是外界输入的负熵不足以抵消系统内正熵的增加时，系统将无可挽回地呈衰落趋势，以至逐渐走向崩溃。当然，即使地球生态系统崩溃，也并不意味着自然界的活力就从此消失。恩格斯在《自然辩证法》中做过这样的预言：“物质虽然在某个时候一定以铁的必然性在地球上毁灭自己最高的精华——思维着的精神，而在另外的某个地方和另外的某个时候一定又以同样的铁的必然性把它重新产生出来。”[9]这是彻底的唯物主义自然观！
[关键词] 物理学 生态学 循环型经济 节约型经济 熵增原理 可持续发展 互补原理
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“循环型经济”与“节约型经济”的争论产生以后,一些学者认为,循环型经济是以生态学为基础的经济模式,节约型经济是以物理学为基础的经济模式,两者的依据不同，不能相互取代，但可以互补。这里实际上包含着三个问题：第一，生态学与物理学是否对立；第二，节约型经济的基础是什么;第三，循环型经济与节约型经济是否能够互补。以上三个问题，从理论上说牵涉到到几大学科的一些根本性问题，如果对这些问题不作澄清，那么就会带来理论上的混乱，不仅有直接关联的几门学科会发生混乱，而且整个自然科学甚至社会科学的理论体系都会发生混乱；从实践上来看，理论的混乱必然造成指导思想的含混，进而造成行动上的摇摆、甚至失误。这些问题在经济学范围内是不能解决的，必须求助于哲学。关于节约型经济，笔者在发表《论节约型经济系统》[1]一文之后，又在《再论“循环型经济”与“节约型经济”》[2]一文中作了进一步阐述，然而，上述问题的提出，笔者感到还有必要在更深层次上做一个全面的探讨，这就是为什么要写本文的初衷。
1 生态学与物理学是否对立？
生态学在现代社会已成为一个十分时髦的名词，本来这个名词在学界内部是不应该再进行解释的，但现实中的事情往往又是这样，越是时髦的名词就越容易被误识（这种误识有时还令人吃惊），所以在这里不得不再做一些可能是多余的工作。“生态学ecology”一词，源于希腊文oikos，意思是“住所”或“生活所在地”。最初，生态学是以生物学的分支学科的面目出现的。奥德姆（Odum,E.P.）指出：“通常，生态学的定义是研究生物或者生物群体及其环境，或者是生活着的生物及其环境之间相互联系的科学。”[3]生态学的基础是什么？首先从作为生物学分支的经典生态学的角度看，第一个要讨论的核心概念就是“生态系统”，这个概念是英国生态学家坦斯列（Tansley，A.G.）在1935年提出的，它的提出是经典生态学确立的标志。
整个生态系统可以分为物理环境和生命有机体两大部分，生命有机体中又分为生产者、消费者和分解者三部分。物理环境（宇宙环境、大气环境、水环境、土地环境）控制着生命有机体的活动，生命活动同时也反作用于物理环境。物理环境的运动受物理学规律的支配，这是无疑的。生命运动是自然界中最高层次的运动，高层次的运动虽然不是低层次运动的简单迭加，但低层次的运动毕竟是高层次运动的基础，无论从自然界演化的顺序来看、还是从自然科学认识的历程来看，情况都应该如此。但是，在现实中、特别是在系统科学的影响逐渐扩大的背景下，人们往往把生物学与物理学对立起来，这是产生本文开头所说问题的一个深层原因。
生物学与物理学的对立，与哲学对还原论的批判有很大关系。自17世纪起，当以分析为主要特征的近代科学兴起之时，就出现了笛卡儿（Descartes,R）、拉美特利（de La Mettrie， J.O.）等以机械类比生物的还原论，随着分析科学的推进，生命过程又先后被类比为化学过程、自动机器过程等。到19世纪，这种态势开始逆转。19世纪40年代，杜里舒（Driesch,H.）发现，将海胆双细胞胚胎人工分成两个细胞之后，并不是各自分别变为“半个成体”，而是两个完整的幼体。可以说，这是还原论遇到的第一个严重挑战。据此杜里舒提出，支配生命的是一种神秘的“隐德来希（整体原则）”。1944年，物理学家薛定谔（Schrodinger,E.）在《生命是什么？》一书中提出：“根据我们已知的关于生命物质的结构，我们一定会发现，它的活动方式是无法归结为物理学的普通定律的。”[4]20世纪40年代中期，贝塔朗菲（von Beterlanffy,L.）建立一般系统论特别是复杂性研究兴起之后，关于生命现象的的整体论观点就完全占据了主导地位，而还原论则被逼到了墙角，有人认为，系统论的问世是对笛卡儿分析主义、机械论的一次彻底清算。
尽管如此，还原论并没有因此而沉寂下来。为还原论声张合理性的声音首先来自生物学本身，生物学面貌的根本性变革是从分子生物学的诞生开始的，而分子生物学实际上就是从生物大分子运动的角度来对生命本质所做的揭示。不管哲学上对还原论做何种批判，目前生物学上的每一个突破，事实上都还是来自微观领域的探索，随着量子力学的发展，对生命现象的揭示甚至大有向量子水平发展的趋势。就是在对生命本质的系统运动的规律探索方面，似乎也不得不做某种还原。1970年，艾根（Eigen,M.）把物理学、化学的普遍性原理推广到生物学并与生物学成功结合，通过对经验事实的抽象来追踪历史的遗迹并逻辑地再现历史，从而建立了关于生命起源的超循环模型。
另一方面，如果完全否认低层次规律的作用，那么整体论解释也将陷入尴尬的局面，因为这样做，对生命现象的解释就只能仅仅落实在自然画面的一般性质上，于是人类的认识就只能停留在思辨的水平，这就不仅使生物学的研究无所作为，而且可能给神秘的活力论留下足够的生长空间。持这种观点的人，实际上是把承认低层次运动规律的作用，等同于18世纪那种把生命运动归结为低层次运动简单相加的机械论，忽视了始于19世纪下半叶的自然科学综合是一次辩证的复归。这种复归是在对自然界的细微部分有深刻了解的基础上，对从低级运动形式到高级运动形式进行的全面把握。就是说，既要承认生命运动与物理运动、化学运动的质的差异性，又要承认物理运动、化学运动在生命运动中的客观实在性。这才是系统哲学对生命体的真正认识。
从现代系统观来看，生命体虽然是高层次的物质体系，但同所有物质体系一样，不可能脱离基本的物质组分，只要有基本的物质组分，就必然存在相应的物质运动，但由于这些物质组分已经进入生命体系，所以组分之间同时又必然有较强的相互作用。由于组分之间存在相互作用，所以低层次的物质运动与组分单独存在时相比，运动状况不能不受到某些限制。高层次的生命运动，实际上就是以受限状态出现的低层次运动相互作用的结果。虽然生命运动不能简单归结为物理运动和化学运动的线形加和，但也不可能违背物理学规律和化学规律。诺贝尔医学生理学奖获得者莫诺（Monod,J.）说过：“生物界并不包含那一类可以预测的客体或事件，但生物界构成了一种特定的事件，这个事件同最重要的原理是不矛盾的，但不可能从这些原理中把它推导出来，所以本质上它是无法预言的。”[5]笔者对莫诺关于生物界不可预言的观点并不苟同，但可以说，遵守物理学和化学规律，是研究生命运动的必要条件，只不过不是充分条件，要揭示生命运动的规律，还需进一步研究组分之间的系统相关性。
超循环理论的创立者艾根对物理学和生物学的关系持有以下观点：1）生物是由非生物发展而来的，因而生物学规律不能违反物理学的基本规律；2）为了研究非线性的、非平衡的复杂系统，物理学需要形成一些新的特殊原理，这些原理并不与物理学原有的基本规律相矛盾；3）可以把物理学与生物学比喻为一般和特殊的关系，将物理学的普遍原理应用于生物学系统，既可以理解生物学的具体问题，又可以丰富和发展物理学的基本理论。
再看生物之间和生物与物理环境之间的关系，这种关系包括物质、能量和信息的交换关系，其中最主要的是物质交换关系和以物质为载体的能量交换关系。在天然生态系统中，这种关系表现为生物小循环（食物链）的运动和地球化学大循环运动，其中不仅包括生命运动，而且还包括生命体之间的互动、生命体与非生命体之间的互动以及非生命体之间的互动，是一个更为复杂的系统。关于系统描述，一般系统论的创立者贝塔朗菲说过：“‘整体大于部分之和’，这话多少有点神秘，其实它的含义不过是组合性特征不能用孤立部分的特征来解释。因此，复合体的特征与其要素相比似乎是‘新加的’或‘突现的’。然而，如果我们知道了一个系统所包含的所有组成部分以及它们之间的各种关系，那么就可能从组成部分的行为推导出这个系统的行为。”“这些陈述确确实实是很平常的，只是由于机械论观念的曲解，由于忽视了相互关系，倾向于把现象分解为单独的要素和因果链，才使得这些陈述成了问题，并导致生物学、心理学和社会学中的概念混乱。”[6]
即使对于开放性的复杂巨系统来说，尽管人们已经认识到不可能用还原方式来建立其模型，但也很难否认还原方法在某些方面、某些层次上的有效性。对开放的复杂巨系统的总体把握，钱学森认为传统的定量方法已经失效，主张采用定性和定量相结合的综合集成法。对于综合集成法，它的设想是从复杂巨系统按级作的特例来分化出其他系统理论，即先讲大的总观点，然后讲各种条件下简化的特例，也就是从繁到简。他倡导采用一种由知识体系、专家体系、工具体系组成、并按层次结构分级的开放性学术组织――“研讨厅体系”，对开放性复杂巨系统进行研究。显然，这里并没有、同时也无法排除还原方法的意义。钱学森给复杂性下的定义是：“所谓‘复杂性’实际是开放的复杂巨系统的动力学。”[7]可见，即使在定义上，要离开还原论也是不可能的，可以说，综合集成论是还原论和整体论的辩证统一。从本体论看，它既承认运动的普遍性，又承认运动的特殊性；从方法论看，在处理问题的某一个方面时，可以暂时忽略次要矛盾，集中力量解决主要矛盾，既使问题得到简化，又不至于出大的偏差。
今天，人类所处的生态系统，实际上是一个比天然生态系统复杂得多的开放的复杂巨系统――人类生态系统，对于这个系统，目前所能采用的方法，只能是以上所述的综合集成法，它虽然不能归结于物理学方法的集合，但也不可能排除物理学方法，至少在能量流动方面，物理学定律还没有被推翻的证据，而能量流动是任何生态系统得以存在和发展的基础。所以，把生态学和物理学对立起来的说法，是完全不能成立的。可以说：违反生态学规律的，不一定违反物理学规律；而违反物理学规律的，则一定违反生态学规律。
2 节约型经济的基础是什么？
从系统科学的角度看，地球这个体系中存在着两个相反的过程：一是统计物理和热力学所揭示的不可逆过程，这个过程服从熵增原理。现代系统科学已经证明，熵增原理是一个带有普遍性的原理，这个原理指出：任何系统都存在着从各种不均匀的、对称性较少的状态，向着均匀的、对称性较大的状态演化的过程，即熵增过程。另一个是达尔文进化论所揭示的与熵增相反的过程。
普利高津（Prigogine,I.）创立的耗散结构理论指出，自然界中有两类有序结构：一类称为平衡结构，这类结构的宏观有序性是依靠微观粒子的规整排列来取得的，它要依靠降低系统原有能量、并要尽量减少外界对系统的干扰才能形成，而且结构在形成之后，要不受外界影响才能保持，例如固体结晶形成的结构，这类结构本质上是死的结构。第二类结构的宏观有序性形成依靠的则是微观子系统的不停运动，微观子系统运动的形成和维持需要不断地提供物质和（或）能量，因此称这种结构为“耗散结构”。一个远离平衡态的开放系统，如果系统内部存在非线形相互作用，那么在子系统随机运动涨落的驱动下，系统就可能从无序走向有序，从序化程度较低的状态走向序化程度较高的状态。这类结构本质上是活的结构。
地球生态系统就是一个典型的耗散结构，一方面它有自发地从有序走向无序的熵增趋势，另一方面，它又不断地从外界吸收能量（主要是太阳能）以抵消熵增（也可以说是吸收负熵），从无序走向有序。不管现代社会对经济概念如何界定，经济活动的核心都是人和自然之间的物质变换，以及与此相伴的能量和信息的流动。作为原材料和能源的物质被利用之后，从物质的基本组分来看，存在状态不灭，但组织状态发生变化，有序程度降低，同时使周边物理环境和生物环境的有序程度降低，即信息量减少。从这个意义上说，传统经济的本质就是消耗地球的负熵。
在人类社会出现以前，地球生态系统发展的总趋势是熵减大于熵增。人类社会的出现使自然界出现了新的物质、能量和信息的流动形式。在采猎业社会时期，自然界的原生状态虽然受到一些影响，但由于人口数量不大，而且开发强度低下，所以总的来说还是熵减大于熵增。
在农业社会时期，人类开始模拟生物小循环，构建出了一个利用天然生物能源推动的物质循环利用的经济模式――定居农业。这是人们通常认为的标准的“循环型经济”模式，即生态型经济模式，因为其中的物质是完全可以循环利用的，在有的地方，由于人类有意识的积极干预，生态状况甚至得到了改善，于是在某种程度上使熵增得到了抵消甚至出现了熵减，但随着人口规模的扩大和农垦活动的加剧，当自然资源（主要是生物资源）的消耗速度超过再生速度的时候，也带来了局部的环境退化，这个时期总的趋势是熵增开始大于熵减。
工业社会的诞生是自然界物质运动的一个突变。工业技术体系的特点在于：使用了深度加工的材料、矿化形态的能源以及密集处理的信息。深度加工的材料很难在自然条件下降解，矿化能源的开发严重改变了元素的天然流动，而信息的密集处理则使生产高度集约化，从而加剧了材料和能源的消耗速度，同时加剧了其他各种环境要素组织程度的降低。这样，自然界的熵增速度就大大超过了负熵的增长。这就是所谓的生态危机。
人们对生态危机的最初认识就是污染，解决办法是在污染物产生之后用技术手段将污染物进行无害化处理，这种方式被称为“末端治理”。但是，污染物的处理不仅牵涉到技术，而且牵涉到利益，其中，利益是技术处理的根本动力，由于单纯的无害化处理只有社会效益而无经济效益，污染治理者只有投入毫无回报，所以无论社会施加多高的压力，末端治理也总是治不胜治。
经过一段曲折的历经后人们看到，污染的本质是自然资源的低效利用或无效利用，生产过程中产生的废弃物和消费完结后产生的废弃物，实际上是地位错置的资源。如果对生产全程进行技术改造，使得原材料和能源在整个生产过程中得到多层次的、尽可能充分的利用；对于产品消费完结后转化而成的废弃物，进行有效分类，重新作为资源进入生产，那么就会有效地减少甚至完全杜绝污染物的排放，既能提高经济效益，也能取得生态效益。这种方式称为“清洁化生产”，也叫“全程治理”，所谓“循环型经济”遵循的就是这种思路。
应该说，“循环型经济”的出发点是善良的，而且也确实比末端治理的思路大进了一步。从表面看，它是对自然界物质循环的一种模拟，所以赢得了一种生态型经济的美誉，也就是说这是一种以生态学为基础的经济，但只要略做认真推敲，就可以看到事实并非如此。如前所述，在自然界的运动中，生态系统的运动比起生物体的运动来，是层次更高的运动。我们认为高层次的运动中包含着低层次的运动，而且要求承认低层次运动在高层次运动中的有效性，但并不承认用低层次运动模拟高层次运动的有效性，特别是要用用物理运动和化学运动来模拟生物体运动，目前显然面临巨大的障碍，更遑论生态系统的运动。上个世纪90年代初，美国人曾经在亚利桑那沙漠中精心构建了一个名为“生物圈-2”的人工生态系统实验，让来自美国、英国、比利时的8位科学家在其中生活2年，结果未待实验结束供氧就出现了问题，最后不得不由外界提供氧气来维持参试者的生存。
当然，我们不能断然肯定人类永远不能突破人造生命和人造生态系统的禁区，但即使能够达到这一步，也不可能构建出“循环型经济”，因为即使对于天然生态系统来说，也只有物质的循环而没有能源的循环，而所谓经济，是既离不开物质，也离不开能源的。能的转化和守恒定律（热力学第一定律）指出，违背能量守恒的过程（例如永动机的工作过程）是不可能实现的，然而这并不意味着遵守能的转化和守恒定律的过程就一定能够实现。热力学第二定律指出，热传递有方向性，并进一步引出了熵增原理。根据这个原理，地球上所有被利用的能量，最后都会以热的形式向太空释放，至于释放到太空的热如何重新聚集起来以及人类如何开发利用，这不是在地球生态圈内讨论的问题，就是在宇宙空间，也不是在可见的历史时期内能讨论的问题。根据熵增原理，物质利用之后，其熵必定增加，自然界固有的熵增趋势加上人为的熵增，很难通过简单的方式化解。
原材料的再生利用的确是减少污染、尽收物利的一个重要途径，对此，笔者不仅不反对，而且多少年来一直在身体力行地大力倡导。但笔者又同时认为，仅看到这一点还是远远不够的。第一，任何原材料的再生利用都要消耗能量，而能量只能单向传递、不可循环。在有的情况下，为实现原材料的循环甚至要付出巨大的能量消耗，这反而会加剧自然界的熵增。第二，现实的原材料循环不仅受到技术水平的制约，而且受到经济代价的影响，因此有相当部分的原材料将很难进入循环。因此，作为一种熵增消减手段，原材料的循环是应当提倡的，但不能寄予过高的期望。第三，有相当多的环境要素如土地、生物物种等是不可循环使用的，一旦损坏，很难再生。第四，有的循环在自然界中虽然存在，但有一定的限度，如果作为经济开发大规模地模拟，则可能带来危害，如畜牧业中对畜产品的循环利用等。
经济的生态化是人类经济发展的必然方向，早在1992年，笔者就在博士论文中提出：按照生产关系来划分，人类社会可以分为从原始社会到共产主义社会的五个阶段；按照生产力划分，人类社会可以分为四个阶段：采猎业社会——农业社会——工业社会——生态产业社会，这四个阶段的发展是一个否定之否定过程[8]。经济的生态化是经济发展的总趋势，但是要用“循环”来概括生态型经济的总特征，显然是片面的。
笔者提出建立节约型经济系统这样一个思想的基础在于：按照辩证唯物主义的观点，地球生态系统和其他任何事物一样，都有一个产生、生长和消亡的过程。随着内外因素的作用，特别是外界输入的负熵不足以抵消系统内正熵的增加时，系统将无可挽回地呈衰落趋势，以至逐渐走向崩溃。当然，即使地球生态系统崩溃，也并不意味着自然界的活力就从此消失。恩格斯在《自然辩证法》中做过这样的预言：“物质虽然在某个时候一定以铁的必然性在地球上毁灭自己最高的精华——思维着的精神，而在另外的某个地方和另外的某个时候一定又以同样的铁的必然性把它重新产生出来。”[9]这是彻底的唯物主义自然观！
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