雨露滋润禾苗壮。马克思科学地认识新陈代谢，并把它作为术语引入经济学中来，是通过对重农学派的批判、从社会科学的角度实现的。
早在写《1844手稿》时马克思就开始接触重农学派思想，但此时的考察角度主要是社会科学，具体而言，是从生产关系的角度去认识土地与资本两者的区别的，叙述语言也颇多哲学色彩。他说：“土地只有通过劳动、耕种才对人存在。因而财富的主体本质已经移入劳动之中。但是，农业同时是唯一的生产的劳动。因此，劳动还不是从它的普遍性和抽象性上被理解的，它还是同一种作为它的材料的特殊自然要素结合在一起，因此，它也还是仅仅在一种特殊的、自然规定的存在形式中被认识的。因此，劳动不过是人的一种特定的、特殊的外化。”[28]异化劳动、对象化劳动概念中所蕴含的劳动自然属性和放大功能的内涵、关于重农学派的认识、对比雷关于新陈代谢的摘引，三者以分离的形态并存于《1844手稿》中，内在的联系还没有被揭示。
而到1857—1858年情况就完全不同了。此时，重农学派自然秩序的哲学思想和纯产品的经济学概念给了马克思极大的启示，加深了马克思对劳动自然属性和劳动放大功能的认识。
重农学派原本的名称是“Physiocrates”，1767年由重农学派成员之一杜邦·德·奈穆尔把希腊文“自然”和“统治”两字组合而成，首次用来命名他们的理论体系，但这个新名称当时没有通用。斯密的《国富论》依据他们“把土地生产物看作各国收入及财富的唯一来源或主要来源”的学说，称他们为“农业体系”，中文根据斯密意译为“重农学派”。[29]实际上，不论从名称形式上还是内容上，重农学派与物理学、生理学都有着不解的渊源。从名称形式看，重农学派与物理学（physics）、生理学（physiologische）有着共同的辞源Physio，希腊文是φυσικ，意思是“自然”。从内容看，三者的哲学方法论颇相似。这三门科学都把自然作为认识对象。重农学派把自然秩序作为自己的哲学基础，认为人类社会与物质世界一样存在着不以人们意志为转移的客观规律，即具有永恒、理想、至善特征的自然秩序。重农学派认为社会的自然秩序不同于物质世界的规律，它没有绝对的约束力，人们可以以自己的意志来接受或否定它，以建立人为的秩序。根据这样的哲学前提，重农学派提出的纯产品学说认为，物质财富是物质产品，财富来源于生产而不是流通，所以财富的生产意味着物质创造和其量的增加，“纯产品”[30]是农业中投入和产出的使用价值的差额。
“春种一粒粟，秋收万颗子”，农产品的种子与果实外观上看差异不大，从而性质也没有什么差异（当时显然还认识不到基因突变这样的现象），而数量差异较为明显。基于这种直观现象，重农学派概括和提炼出了“纯产品”概念。而深入地看，纯产品正是农业生产中劳动放大功能的外在表现形式。
换成系统语言来说，包括农产品等在内的植物自然生长过程就是一个自然系统，即使没有人的劳动的参与，不依赖于人的劳动，这个自然系统的输出也是大于输入的。也就是说，作为系统输出的果实数量多于作为系统输入的种子数量，植物生长本身就有“纯产品”，这就是所谓的自然力，是没有人参与其中的纯自然的客体系统。如果作为主体的人加入其中，与植物的生长重新组成系统，那么，人的劳动就成为人与自然的两个要素的联结环节，劳动所起的作用与自然所起的作用就是一样的。以植物生长所需要的水为例。来自人的劳动如人挑的水，与来自河流、来自天上，在性质和数量上没有什么不同。但是，有了人的劳动后，人的劳动虽然不能直接加入植物的生长，但却可以作为植物生长的环境因素，提供植物生长发挥作用的条件。人的劳动在这里替代并充当了自然力。随着作为劳动主体的人的加入，原本作为客体的植物自然生长系统，从一个纯粹自然的植物生长系统，扩大而成为由农业劳动的主客体组成的农业生产系统，在扩大了的系统中，人的农业劳动把农业的主客体联结起来，种子和人的劳动共同作为输入量，而果实是输出量。扩大后的农业生产系统尽管新增加了人的因素，但依然存在着农产品产出大于投入的情况，依然存在着纯产品现象，从结果倒推原因：这只能说明农业劳动作为一种自然力，本身具有放大功能。(www.xing528.com)
借助于农业劳动的放大功能这个理论环节，我们可以看到植物纯产品对马克思剩余劳动思想的启发。《1857—58手稿》中指出：“只有在自然界的种子同它的产品的关系上才能明显地表现使用价值的这种倍增，即产品超过必须用于新生产的那部分产品而有剩余——因而一部分余额可以被非生产地消费掉。从收成中只需要拿一部分作为种子重新直接播入土地；然后种子又通过自然界存在的产物，如空气、水、土壤、阳光这些要素，以及作为肥料等等加进来的各种物质，以倍增的数量把这部分作为人物等等生产出来。一句话，人类劳动只要用在化学的物质变换上（在农业中），并且部分的还用机械手段来促进这种变换，或者用在生命本身的再产生上（畜牧业），就能获得剩余产品，也就是说，就能把同一自然实体从不适用的形式变为适用的形式。因此，真正的一般财富形态就是土地产品（人物、牲畜、原料）的余额。”[31]可以看到，马克思在这里明白无误地使用“倍增”来概括植物产品的产出数量大于投入数量，用“人类劳动用在化学的物质变换”上来表明劳动的自然属性。这里的“物质变换”德文原文正是“新陈代谢”。[32]
不仅如此，把上述段落里中文的“物质变换”（“新陈代谢”）与第31页图2所示的今天关于光合作用的认识做比较，我们可以看到，马克思不仅准确地列出了空气、阳光、土壤、水等光合作用的所有要素，把“物质变换”（“新陈代谢”）当作劳动者的人与劳动对象的自然的中间环节，这说明他事实上超越了同时代自然科学的限制，完全把握了光合作用的内涵。虽然这里还没有把“对象化劳动”定义为新陈代谢，但把对象化劳动与“物质变换”（“新陈代谢”）同时作为“人－自然界”的对立结构中的中间环节，这意味着两者的地位与功能相似，预示着两者相似甚至相同。
1859年正式出版的《政治经济学批判》与1867年出版的《资本论》第一卷，马克思形容它们是初篇与续篇。[33]前者的内容几乎全部是商品和货币理论、相应的学说史，虽然已经鲜明地提出了劳动与新陈代谢的关系：“劳动作为以这种或那种形式占有自然物的有目的的活动，是人类生存的自然条件，是同一切社会形式无关的、人和自然之间的物质变换的条件。”[34]这里中文的“物质变换”的德文原文即“新陈代谢”，但是没有展开论述。并且这里把劳动看作是人与自然之间缺少不得的必要条件，与后来直接把劳动看成人与自然之间的新陈代谢过程，是有所不同的。对比此前的《1857—58手稿》，以及随后的《1861—1863经济学手稿》（以下称《1861—63手稿》）和《资本论》第一卷，《1857—58手稿》里剩余劳动和剩余价值思想与劳动的自然属性等认识成果都没有正式公布，一些重要的经济学术语如劳动能力、劳动力还没有定型，这都表明马克思的思想还在演化当中。他这样做一方面给今天把握他的认识发展造成一定程度困难，但另一方面也提供了他的认识发展痕迹，有助于比较马克思思想演化过程的认识与定型时的认识。
既然《资本论》第一卷出版时，自然科学对能量、光、电、磁、光合作用等一系列自然现象的认识还不成熟，那么，马克思建立劳动与新陈代谢之间的关系，能不能经受住后来自然科学认识的考验？或者说，我们揭示劳动的新陈代谢特征，把人的劳动与属于物理现象的能量代谢、属于物理化学、生物现象的物质代谢联系起来，如此大的学科跨界视野，是否缺少必要而坚实的理论环节支撑？是否把今天的认识主观地强加在了马克思头上，把马克思题中未有之义赋予了他？怎样理解恩格斯曾经批评过的19世纪的波多林斯基？[35]能否如生态学马克思主义第三阶段的趋势那样超越波多林斯基神话，“必须把马克思主义的自然观与马克思主义的政治经济学理论结合成一体，把社会和自然、人的生存和环境的关系问题融为一体”？[36]怎么融？为此，有必要插入一段20世纪自然科学及系统科学关于新陈代谢的认识，一方面，有助于相对完整地理解和把握《1861—63手稿》《资本论》第一卷马克思关于劳动与新陈代谢关系的认识演化，另一方面，有助于理解这方面的有关研究，如1995年孟氧教授的研究、[37]2006年美国学者保罗·伯克特，约翰·B.福斯特的研究。[38]
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