自然辯證法專題三_系統(tǒng)自然觀

1、專題三專題三 系統(tǒng)自然觀系統(tǒng)自然觀自然界的存在方式自然界的存在方式與演化發(fā)展與演化發(fā)展 19世紀(jì)末世紀(jì)末20世紀(jì)初以來(lái)，自然世紀(jì)初以來(lái)，自然科學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了系統(tǒng)自然觀和系統(tǒng)自然觀和生態(tài)自然觀的形成和確立生態(tài)自然觀的形成和確立，這是對(duì)，這是對(duì)辯證唯物主義自然觀的新發(fā)展。辯證唯物主義自然觀的新發(fā)展。 系統(tǒng)自然觀系統(tǒng)自然觀第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學(xué)基礎(chǔ)系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 自然界的系統(tǒng)存在方式自然界的系統(tǒng)存在方式第三節(jié)第三節(jié) 自然界的演化自然界的演化 20 20世紀(jì)的科學(xué)革命廣泛而深刻：世紀(jì)的科學(xué)革命廣泛而深刻：它發(fā)生在它發(fā)生在宇觀宇觀（相

2、對(duì)論）、（相對(duì)論）、宏觀宏觀（分形理論、混沌理論等）、（分形理論、混沌理論等）、微觀微觀（量子力學(xué)、分子生物學(xué)等）三大（量子力學(xué)、分子生物學(xué)等）三大層次。層次。 第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)基礎(chǔ)一、自然科學(xué)基礎(chǔ)一、自然科學(xué)基礎(chǔ)v 世紀(jì)之交的物理學(xué)革命世紀(jì)之交的物理學(xué)革命v相對(duì)論、量子力學(xué)和分子生物學(xué)相對(duì)論、量子力學(xué)和分子生物學(xué)v系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)（一）物理學(xué)新發(fā)現(xiàn)和物理學(xué)革命（一）物理學(xué)新發(fā)現(xiàn)和物理學(xué)革命1、物理學(xué)上空的物理學(xué)上空的“兩朵烏云兩朵烏云” “以太漂移以太漂移”的否定結(jié)果：的否定結(jié)果：1887，M-M 黑體輻射和黑體輻射和“紫外災(zāi)難紫外災(zāi)

3、難”：1900，瑞利，瑞利 以太漂移以太漂移 18761876年年-1879-1879年間，美國(guó)物理學(xué)年間，美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷進(jìn)行了搜索家邁克爾遜和莫雷進(jìn)行了搜索以太風(fēng)的實(shí)驗(yàn)。他們?cè)O(shè)想，以太風(fēng)的實(shí)驗(yàn)。他們?cè)O(shè)想，如如果地球有相對(duì)于以太的運(yùn)動(dòng)而果地球有相對(duì)于以太的運(yùn)動(dòng)而以太又是光的傳播介質(zhì)，那么以太又是光的傳播介質(zhì)，那么光順著以太的方向運(yùn)動(dòng)到一定光順著以太的方向運(yùn)動(dòng)到一定距離再沿逆著以太方向運(yùn)動(dòng)到距離再沿逆著以太方向運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)的時(shí)間，必然會(huì)大于光垂原點(diǎn)的時(shí)間，必然會(huì)大于光垂直于以太運(yùn)動(dòng)方向往返同樣距直于以太運(yùn)動(dòng)方向往返同樣距離的時(shí)間，離的時(shí)間，就好像游泳時(shí)順流就好像游泳時(shí)順流逆流各游相等距

4、離的時(shí)間必然逆流各游相等距離的時(shí)間必然大于等距離往返對(duì)岸的時(shí)間。大于等距離往返對(duì)岸的時(shí)間。多次實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有找到以太風(fēng)或多次實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有找到以太風(fēng)或地球相對(duì)于以太的相對(duì)運(yùn)動(dòng)地球相對(duì)于以太的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。邁克爾遜邁克爾遜 黑體輻射：黑體受高溫而向外輻射。黑體輻射：黑體受高溫而向外輻射。斯特凡：斯特凡：黑體輻射的總能量與他的黑體輻射的總能量與他的絕對(duì)溫度的絕對(duì)溫度的4 4次方成正比。次方成正比。瑞利和金斯：瑞利和金斯：瑞利瑞利- -金斯公式在長(zhǎng)波金斯公式在長(zhǎng)波部分與實(shí)驗(yàn)吻合，在短波部分，得部分與實(shí)驗(yàn)吻合，在短波部分，得出荒謬的結(jié)論出荒謬的結(jié)論, ,即當(dāng)輻射的波長(zhǎng)無(wú)限即當(dāng)輻射的波長(zhǎng)無(wú)限小時(shí)可以獲得無(wú)限大的能量

5、，后來(lái)小時(shí)可以獲得無(wú)限大的能量，后來(lái)被稱為被稱為“紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難”。 2 2、世紀(jì)之交物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn)、世紀(jì)之交物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn) X射線：射線：1895，（德）倫琴，（德）倫琴 放射性：放射性：1896，（法）貝克勒爾，（法）貝克勒爾 電電 子：子：1897，（英）湯姆遜，（英）湯姆遜貝貝克克勒勒爾爾倫倫琴琴v 在今天，人們提出與昨天完全相反在今天，人們提出與昨天完全相反的主張。在這個(gè)時(shí)期，已經(jīng)沒(méi)有真理的的主張。在這個(gè)時(shí)期，已經(jīng)沒(méi)有真理的標(biāo)準(zhǔn)，也不知道科學(xué)是什么了，我很悔標(biāo)準(zhǔn)，也不知道科學(xué)是什么了，我很悔恨我沒(méi)有在這些矛盾出現(xiàn)的五年前死去。恨我沒(méi)有在這些矛盾出現(xiàn)的五年前死去。 洛倫茲洛倫茲（1）

6、相對(duì)論）相對(duì)論愛(ài)因斯坦愛(ài)因斯坦（ Albert Einstein,18791955 ）v1905年創(chuàng)立狹義相對(duì)論年創(chuàng)立狹義相對(duì)論 兩個(gè)基本原理：兩個(gè)基本原理：愛(ài)因斯坦相對(duì)性原理愛(ài)因斯坦相對(duì)性原理 光速不變?cè)砉馑俨蛔冊(cè)?時(shí)空觀的變革：時(shí)空觀的變革：尺縮效應(yīng)；鐘慢效應(yīng)；尺縮效應(yīng)；鐘慢效應(yīng)； 質(zhì)增效應(yīng)；質(zhì)能關(guān)系式。質(zhì)增效應(yīng)；質(zhì)能關(guān)系式。3、物理學(xué)革命、物理學(xué)革命相對(duì)論、量子力學(xué)誕生相對(duì)論、量子力學(xué)誕生v 根據(jù)科學(xué)家計(jì)算，當(dāng)飛船速度達(dá)到每根據(jù)科學(xué)家計(jì)算，當(dāng)飛船速度達(dá)到每秒鐘秒鐘299 900299 900千米時(shí)，飛船上的一米便只相千米時(shí)，飛船上的一米便只相當(dāng)于地面上的當(dāng)于地面上的0.020.02米

7、，飛船上的一秒鐘則米，飛船上的一秒鐘則相當(dāng)于地面上的相當(dāng)于地面上的5050秒鐘。秒鐘。 絕對(duì)的、真正的和數(shù)學(xué)上的時(shí)間自絕對(duì)的、真正的和數(shù)學(xué)上的時(shí)間自身在流逝著，而且由于其本性而均勻地、身在流逝著，而且由于其本性而均勻地、與任何其它外界事物無(wú)關(guān)地流逝著；絕與任何其它外界事物無(wú)關(guān)地流逝著；絕對(duì)的空間，就其本性而言，是與外界任對(duì)的空間，就其本性而言，是與外界任何事物無(wú)關(guān)而永遠(yuǎn)是相同的和不動(dòng)的。何事物無(wú)關(guān)而永遠(yuǎn)是相同的和不動(dòng)的。 牛頓牛頓v19161916年，愛(ài)因斯坦建立年，愛(ài)因斯坦建立廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論v驗(yàn)證驗(yàn)證：水星軌道近日點(diǎn)的反常進(jìn)動(dòng)：水星軌道近日點(diǎn)的反常進(jìn)動(dòng) 在強(qiáng)引力場(chǎng)中光譜應(yīng)向紅端移動(dòng)在強(qiáng)

8、引力場(chǎng)中光譜應(yīng)向紅端移動(dòng) 光線在引力場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)光線在引力場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)v相對(duì)論否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，揭示了空相對(duì)論否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，揭示了空間與時(shí)間、空間時(shí)間與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量間與時(shí)間、空間時(shí)間與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量與能量之間存在的辯證關(guān)系。與能量之間存在的辯證關(guān)系。（2）量子力學(xué)）量子力學(xué) 普朗克（普朗克（ Maz K.E.L.Planck,18581947 Maz K.E.L.Planck,18581947 ）v19001900年年1212月月4 4日，日，關(guān)于正常光譜的能量關(guān)于正常光譜的能量分布定律的理論分布定律的理論，提出能量子基本假，提出能量子基本假設(shè)設(shè)量子力學(xué)誕生。量子力學(xué)

9、誕生。v量子力學(xué)標(biāo)志了對(duì)量子力學(xué)標(biāo)志了對(duì)微觀世界微觀世界認(rèn)識(shí)的深入，認(rèn)識(shí)的深入，揭示了嶄新的、不同于宏觀客體規(guī)律的揭示了嶄新的、不同于宏觀客體規(guī)律的微觀客體規(guī)律，闡明了連續(xù)性與間斷性、微觀客體規(guī)律，闡明了連續(xù)性與間斷性、波動(dòng)性與粒子性的辯證統(tǒng)一，凸現(xiàn)了量波動(dòng)性與粒子性的辯證統(tǒng)一，凸現(xiàn)了量子（微觀）世界的概率隨機(jī)性，打破了子（微觀）世界的概率隨機(jī)性，打破了機(jī)械決定論的觀念。機(jī)械決定論的觀念。量子力學(xué)的建立，使自然科學(xué)進(jìn)展到量子力學(xué)的建立，使自然科學(xué)進(jìn)展到了人類(lèi)日常經(jīng)驗(yàn)以外的微觀世界，反映了人類(lèi)日常經(jīng)驗(yàn)以外的微觀世界，反映了人與自然相互作用的特征，表明了人與自然相互作用的特征，表明人并人并不是在自

10、然之外的獨(dú)立存在者和觀察者，不是在自然之外的獨(dú)立存在者和觀察者，而是作為自然的一部分參與自然現(xiàn)象的；而是作為自然的一部分參與自然現(xiàn)象的；表明表明人只有在同自然的相互作用中才能人只有在同自然的相互作用中才能認(rèn)識(shí)自然。認(rèn)識(shí)自然。2020世紀(jì)的生物學(xué)家致力于探索世紀(jì)的生物學(xué)家致力于探索物種進(jìn)化物種進(jìn)化和遺傳的機(jī)制和遺傳的機(jī)制，由于高分子化學(xué)的發(fā)展，由于高分子化學(xué)的發(fā)展及其向生物學(xué)的滲透，以及及其向生物學(xué)的滲透，以及X X射線衍射和射線衍射和電子顯微鏡的發(fā)明與應(yīng)用，科學(xué)家們開(kāi)電子顯微鏡的發(fā)明與應(yīng)用，科學(xué)家們開(kāi)始在分子水平上研究生命物質(zhì)及其功能，始在分子水平上研究生命物質(zhì)及其功能，并建立了分子生物學(xué)。并

11、建立了分子生物學(xué)。（二）分子生物學(xué)（二）分子生物學(xué) 1953 1953年，沃森等科學(xué)家在分析年，沃森等科學(xué)家在分析X X射線衍射線衍線資料的基礎(chǔ)上，建立了線資料的基礎(chǔ)上，建立了DNADNA分子的雙螺旋結(jié)分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。將生物學(xué)構(gòu)模型。標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。將生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)水平推進(jìn)到了大分子層次，并在生物大的實(shí)驗(yàn)水平推進(jìn)到了大分子層次，并在生物大分子層次上闡明了自然界結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的高分子層次上闡明了自然界結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的高度一致性。度一致性。沃森和克里克: DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)分子生物的分子生物的大生命觀大生命觀p 在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的DNADNA

12、重組技術(shù)（遺傳重組技術(shù)（遺傳工程，工程，19731973年首次成功）、克隆技術(shù)，表明年首次成功）、克隆技術(shù)，表明現(xiàn)代生命科學(xué)已經(jīng)發(fā)展到足以改造人類(lèi)自身、現(xiàn)代生命科學(xué)已經(jīng)發(fā)展到足以改造人類(lèi)自身、改變?nèi)说淖匀槐拘缘某潭?。人參與、影響自改變?nèi)说淖匀槐拘缘某潭取Ｈ藚⑴c、影響自然進(jìn)程的力量更強(qiáng)了然進(jìn)程的力量更強(qiáng)了。p它表明，所有生物（包括非細(xì)胞生物病毒）它表明，所有生物（包括非細(xì)胞生物病毒）都有著共同的遺傳物質(zhì)核酸，而核酸也有共同都有著共同的遺傳物質(zhì)核酸，而核酸也有共同的核苷酸鏈的分子結(jié)構(gòu)和基本相同的遺傳機(jī)制。的核苷酸鏈的分子結(jié)構(gòu)和基本相同的遺傳機(jī)制。（三）、系統(tǒng)科學(xué)（三）、系統(tǒng)科學(xué)v系統(tǒng)科學(xué)是研究系統(tǒng)

13、的一般模式，結(jié)構(gòu)和規(guī)系統(tǒng)科學(xué)是研究系統(tǒng)的一般模式，結(jié)構(gòu)和規(guī)律的學(xué)問(wèn)，它研究各種系統(tǒng)的共同特征，用律的學(xué)問(wèn)，它研究各種系統(tǒng)的共同特征，用數(shù)學(xué)方法定量地描述其功能，尋求并確立適數(shù)學(xué)方法定量地描述其功能，尋求并確立適用于一切系統(tǒng)的原理、原則和數(shù)學(xué)模型，是用于一切系統(tǒng)的原理、原則和數(shù)學(xué)模型，是具有邏輯和數(shù)學(xué)性質(zhì)的一門(mén)新興的科學(xué)。具有邏輯和數(shù)學(xué)性質(zhì)的一門(mén)新興的科學(xué)。貝塔朗菲（貝塔朗菲（1901197219011972）v19371937年，提出了一般系統(tǒng)論的初步框架年，提出了一般系統(tǒng)論的初步框架v 19451945年在年在德國(guó)哲學(xué)周刊德國(guó)哲學(xué)周刊 1818 期上發(fā)期上發(fā)表表 關(guān)于一般系統(tǒng)論關(guān)于一般系統(tǒng)論

14、的文章，但不久的文章，但不久毀于戰(zhàn)火，未被人們注意。毀于戰(zhàn)火，未被人們注意。v 19471947年在美國(guó)講學(xué)時(shí)再次提出系統(tǒng)論思年在美國(guó)講學(xué)時(shí)再次提出系統(tǒng)論思想。想。 v19501950年發(fā)表年發(fā)表物理學(xué)和生物學(xué)中的開(kāi)放物理學(xué)和生物學(xué)中的開(kāi)放系統(tǒng)理論系統(tǒng)理論。v19551955年專著年專著一般系統(tǒng)論一般系統(tǒng)論，成為該領(lǐng)，成為該領(lǐng)域的奠基性著作。域的奠基性著作。v60607070年代受到人們重視。年代受到人們重視。19721972年發(fā)表年發(fā)表一般系統(tǒng)論的歷史和現(xiàn)狀一般系統(tǒng)論的歷史和現(xiàn)狀，把一般，把一般系統(tǒng)論擴(kuò)展到系統(tǒng)科學(xué)范疇。系統(tǒng)論擴(kuò)展到系統(tǒng)科學(xué)范疇。 1 1、貝塔朗菲一般系統(tǒng)論、貝塔朗菲一般系統(tǒng)

15、論：從理論上確：從理論上確立了科學(xué)的系統(tǒng)理論立了科學(xué)的系統(tǒng)理論, ,使科學(xué)從研究孤立的部使科學(xué)從研究孤立的部分轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)及其規(guī)律。分轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)及其規(guī)律。v 現(xiàn)實(shí)世界是一個(gè)自組織的由實(shí)體構(gòu)成的遞現(xiàn)實(shí)世界是一個(gè)自組織的由實(shí)體構(gòu)成的遞階秩序結(jié)構(gòu)，通過(guò)許多物理、化學(xué)系統(tǒng)的疊加階秩序結(jié)構(gòu)，通過(guò)許多物理、化學(xué)系統(tǒng)的疊加就構(gòu)成了生物和社會(huì)系統(tǒng)。就構(gòu)成了生物和社會(huì)系統(tǒng)。v 不能把分割的部分的行為拼加成整體，不能把分割的部分的行為拼加成整體，必須考慮各個(gè)子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系才必須考慮各個(gè)子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系才能了解各部分的行為和整體。能了解各部分的行為和整體。v 系統(tǒng)具有整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性、

16、系統(tǒng)具有整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性、有序性、目的性等特性。有序性、目的性等特性。2 2、美國(guó)美國(guó)維納維納創(chuàng)立控制論創(chuàng)立控制論（2020世紀(jì)世紀(jì)30304040年年代）：代）：概念概念：目的、行為、控制、反饋、通訊、信：目的、行為、控制、反饋、通訊、信息、輸入、輸出；息、輸入、輸出；控制原理控制原理：控制論系統(tǒng)模型即輸入輸出反：控制論系統(tǒng)模型即輸入輸出反饋控制模型；饋控制模型；系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)自然觀理論建構(gòu)的基本框架系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)自然觀理論建構(gòu)的基本框架和模型。和模型。3 3、信息學(xué)的產(chǎn)生、信息學(xué)的產(chǎn)生（2020世紀(jì)中葉）：世紀(jì)中葉）：信息學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)的信息傳遞和信息學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)的信息傳遞和處理的科學(xué)

17、理論。處理的科學(xué)理論。v19481948年，申農(nóng)發(fā)表了年，申農(nóng)發(fā)表了通信的數(shù)學(xué)理通信的數(shù)學(xué)理論論，宣告了信息論的誕生。申農(nóng)的信，宣告了信息論的誕生。申農(nóng)的信息論提煉出了包括信源、信宿、信道的息論提煉出了包括信源、信宿、信道的信號(hào)傳輸?shù)钠者m模型，定義了信息量，信號(hào)傳輸?shù)钠者m模型，定義了信息量，提出了信源編碼定理等重要定理，為一提出了信源編碼定理等重要定理，為一般意義上的信息傳輸?shù)於死碚摶A(chǔ)。般意義上的信息傳輸?shù)於死碚摶A(chǔ)。v19481948年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)誕生。計(jì)年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)誕生。計(jì)算機(jī)的誕生意味著人工信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，算機(jī)的誕生意味著人工信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，它也反映了人類(lèi)對(duì)系統(tǒng)的

18、信息處理本質(zhì)它也反映了人類(lèi)對(duì)系統(tǒng)的信息處理本質(zhì)的更深刻認(rèn)識(shí)，同時(shí)也表明信息科學(xué)有的更深刻認(rèn)識(shí)，同時(shí)也表明信息科學(xué)有了一種技術(shù)表現(xiàn)形式。了一種技術(shù)表現(xiàn)形式。 哈肯哈肯研究了多組分大系統(tǒng)怎樣由無(wú)序態(tài)，研究了多組分大系統(tǒng)怎樣由無(wú)序態(tài)，經(jīng)過(guò)其中的子系統(tǒng)的合作運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚪Y(jié)經(jīng)過(guò)其中的子系統(tǒng)的合作運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚪Y(jié)構(gòu)，建立了協(xié)同學(xué)（構(gòu)，建立了協(xié)同學(xué)（19691969）。）。 艾根艾根提出的超循環(huán)論，揭示了生物大分子提出的超循環(huán)論，揭示了生物大分子形成的自組織形式，架設(shè)了從無(wú)生命向生命過(guò)形成的自組織形式，架設(shè)了從無(wú)生命向生命過(guò)渡的橋梁。渡的橋梁。 普利高津普利高津提出了以耗散結(jié)構(gòu)為核心的系提出了以耗散結(jié)

19、構(gòu)為核心的系統(tǒng)自組織理論。統(tǒng)自組織理論。系統(tǒng)科學(xué)的研究主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面系統(tǒng)科學(xué)的研究主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面v對(duì)生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的一般系統(tǒng)論對(duì)生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的一般系統(tǒng)論v對(duì)技術(shù)科學(xué)研究產(chǎn)生的控制論、信息論和系對(duì)技術(shù)科學(xué)研究產(chǎn)生的控制論、信息論和系統(tǒng)工程；統(tǒng)工程；v對(duì)非生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的非平衡理論；對(duì)非生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的非平衡理論；系統(tǒng)自然觀的形成系統(tǒng)自然觀的形成v在以上的科學(xué)發(fā)展的背景下，人們開(kāi)始從在以上的科學(xué)發(fā)展的背景下，人們開(kāi)始從研研究實(shí)體轉(zhuǎn)向研究關(guān)系究實(shí)體轉(zhuǎn)向研究關(guān)系，從，從研究個(gè)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向研究個(gè)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)功能研究系統(tǒng)功能，提出一系列整體的、綜合的，提出一系列整體的

20、、綜合的系統(tǒng)方法和系統(tǒng)觀念系統(tǒng)方法和系統(tǒng)觀念，并逐漸地將其上升到，并逐漸地將其上升到更具普遍性的哲學(xué)層面，用其去考察整個(gè)自更具普遍性的哲學(xué)層面，用其去考察整個(gè)自然界和社會(huì)。然界和社會(huì)。 系統(tǒng)自然觀的意義系統(tǒng)自然觀的意義v豐富和發(fā)展辯證唯物主義自然觀；豐富和發(fā)展辯證唯物主義自然觀；v提供了系統(tǒng)的思維方式；提供了系統(tǒng)的思維方式；系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵見(jiàn)教材見(jiàn)教材P4749v揭示了自然系統(tǒng)是存在與演化的統(tǒng)一；揭示了自然系統(tǒng)是存在與演化的統(tǒng)一；v確定性與隨機(jī)性的統(tǒng)一；確定性與隨機(jī)性的統(tǒng)一；v簡(jiǎn)單性與復(fù)雜性的統(tǒng)一；簡(jiǎn)單性與復(fù)雜性的統(tǒng)一；v線性和非線性的統(tǒng)一；線性和非線性的統(tǒng)一；一、自然

21、界系統(tǒng)的普遍性一、自然界系統(tǒng)的普遍性 自然界的物質(zhì)性主要回答存在著的自然界的物質(zhì)性主要回答存在著的“是什么是什么”的問(wèn)題；的問(wèn)題；“如何存在如何存在”由系統(tǒng)由系統(tǒng)方式和運(yùn)動(dòng)形式來(lái)回答。方式和運(yùn)動(dòng)形式來(lái)回答。 物質(zhì)普遍聯(lián)系的基本形式物質(zhì)普遍聯(lián)系的基本形式系統(tǒng)系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 自然界的系統(tǒng)存在方式自然界的系統(tǒng)存在方式 何為系統(tǒng)何為系統(tǒng)? ?恩格斯恩格斯：我們面對(duì)著的整個(gè)世界形成一個(gè)體我們面對(duì)著的整個(gè)世界形成一個(gè)體系，即各種物體相互聯(lián)系的總體。系，即各種物體相互聯(lián)系的總體。貝塔朗菲貝塔朗菲：處于一定的相互關(guān)系中并與環(huán)境處于一定的相互關(guān)系中并與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各組成部分（要素）的總體。發(fā)生關(guān)系的各組成

22、部分（要素）的總體。錢(qián)學(xué)森錢(qián)學(xué)森：由相互作用和相互依賴的若干組成由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體，且部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體，且此系統(tǒng)本身又是它所從屬更大系統(tǒng)的組成部此系統(tǒng)本身又是它所從屬更大系統(tǒng)的組成部分。分。v系統(tǒng)：系統(tǒng)：由若干相互聯(lián)系、相互作用的要素組由若干相互聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有特定功能的有機(jī)整體成的具有特定功能的有機(jī)整體。2）系統(tǒng)的要素間存在著特定的關(guān)系，）系統(tǒng)的要素間存在著特定的關(guān)系，形成一定的結(jié)構(gòu)形成一定的結(jié)構(gòu)1）系統(tǒng)是由若干要素組成的）系統(tǒng)是由若干要素組成的3）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)成為一個(gè)有特定功）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)成為一個(gè)有特定功

23、能的整體能的整體4）功能在系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互作用中）功能在系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互作用中表現(xiàn)出來(lái)，系統(tǒng)總存在是一定環(huán)境中表現(xiàn)出來(lái)，系統(tǒng)總存在是一定環(huán)境中1、如何理解系統(tǒng)概念？、如何理解系統(tǒng)概念？v 要素、結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境，是一個(gè)系統(tǒng)所要素、結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境，是一個(gè)系統(tǒng)所必須的規(guī)定。系統(tǒng)的功能依賴于其要素、結(jié)必須的規(guī)定。系統(tǒng)的功能依賴于其要素、結(jié)構(gòu)和環(huán)境。要素性質(zhì)的變化、結(jié)構(gòu)的變化、構(gòu)和環(huán)境。要素性質(zhì)的變化、結(jié)構(gòu)的變化、環(huán)境條件的變化，都會(huì)影響系統(tǒng)的功能表現(xiàn)。環(huán)境條件的變化，都會(huì)影響系統(tǒng)的功能表現(xiàn)。v 自然界的一切物質(zhì)客體都是系統(tǒng)，都是自然界的一切物質(zhì)客體都是系統(tǒng)，都是由其內(nèi)部若干要素按一定規(guī)則相

24、互聯(lián)系、相由其內(nèi)部若干要素按一定規(guī)則相互聯(lián)系、相互依賴而組成的、具有確定功能的相對(duì)獨(dú)立互依賴而組成的、具有確定功能的相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。因此，的系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)是自然界物質(zhì)的普遍的系統(tǒng)是自然界物質(zhì)的普遍的存在方式。存在方式。2）開(kāi)放性：與環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)、能量、）開(kāi)放性：與環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換信息交換2 2、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)1）整體性：整體大于它的各部分的總和）整體性：整體大于它的各部分的總和3）動(dòng)態(tài)性：運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展）動(dòng)態(tài)性：運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展4）層次性）層次性系統(tǒng)具有其要素所沒(méi)有的新性質(zhì)、功系統(tǒng)具有其要素所沒(méi)有的新性質(zhì)、功能和規(guī)律，能和規(guī)律，處

25、于系統(tǒng)中的要素的性質(zhì)、處于系統(tǒng)中的要素的性質(zhì)、功能和規(guī)律不同于它們?cè)诠铝顟B(tài)時(shí)的功能和規(guī)律不同于它們?cè)诠铝顟B(tài)時(shí)的性質(zhì)、功能和規(guī)律。性質(zhì)、功能和規(guī)律。1）整體性：整體大于它的各部分的總和）整體性：整體大于它的各部分的總和v“譬如一只手，如果從身體上割下來(lái)，按照譬如一只手，如果從身體上割下來(lái)，按照名稱雖仍然可叫做手，但按照實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，已名稱雖仍然可叫做手，但按照實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，已不是手了。不是手了?！?“” “只有作為有機(jī)體的一部分，只有作為有機(jī)體的一部分，手才獲得它的地位。手才獲得它的地位。” ” 黑格爾黑格爾 著名橋梁專家茅以升說(shuō)過(guò)：著名橋梁專家茅以升說(shuō)過(guò)：“并不如并不如加，如果每天有小時(shí)學(xué)習(xí)，來(lái)改

26、變不懂加，如果每天有小時(shí)學(xué)習(xí)，來(lái)改變不懂科學(xué)，生產(chǎn)效率低的狀況，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者就會(huì)科學(xué)，生產(chǎn)效率低的狀況，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這正是一種投資，決不是浪費(fèi)。發(fā)現(xiàn)，這正是一種投資，決不是浪費(fèi)。”自然系統(tǒng)具有物質(zhì)、能量、信息自然系統(tǒng)具有物質(zhì)、能量、信息“三要素三要素”。孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)同環(huán)境沒(méi)有物質(zhì)、能量交換的系統(tǒng)。同環(huán)境沒(méi)有物質(zhì)、能量交換的系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)同環(huán)境只有能量交換而沒(méi)有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。同環(huán)境只有能量交換而沒(méi)有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。開(kāi)放系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)同環(huán)境既有物質(zhì)又有能量交換的系統(tǒng)。同環(huán)境既有物質(zhì)又有能量交換的系統(tǒng)。開(kāi)放系統(tǒng)是開(kāi)放系統(tǒng)是“活系統(tǒng)活系統(tǒng)”，孤立系統(tǒng)是，孤立系統(tǒng)是“死死系統(tǒng)系統(tǒng)”。自

27、然界的絕大部分子系統(tǒng)都是。自然界的絕大部分子系統(tǒng)都是開(kāi)放系開(kāi)放系統(tǒng)統(tǒng)。2）開(kāi)放性：與環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)、）開(kāi)放性：與環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換能量、信息交換 開(kāi)放的自然系統(tǒng)都是運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展的，開(kāi)放的自然系統(tǒng)都是運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展的，都有一個(gè)孕育、產(chǎn)生、發(fā)展、成熟、消亡的過(guò)都有一個(gè)孕育、產(chǎn)生、發(fā)展、成熟、消亡的過(guò)程，這是由物質(zhì)存在的根本方式（運(yùn)動(dòng)）和物程，這是由物質(zhì)存在的根本方式（運(yùn)動(dòng)）和物質(zhì)系統(tǒng)的開(kāi)放性決定的。質(zhì)系統(tǒng)的開(kāi)放性決定的。3）動(dòng)態(tài)性：運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展）動(dòng)態(tài)性：運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展4 4）層次性）層次性系統(tǒng)由一定的要素構(gòu)成，要素則是由更小的系統(tǒng)由一定的要素構(gòu)成，要素則是由更小的其

28、它要素構(gòu)成子系統(tǒng)，系統(tǒng)自身又是更大系統(tǒng)其它要素構(gòu)成子系統(tǒng)，系統(tǒng)自身又是更大系統(tǒng)的組成要素。的組成要素。拉茲洛：拉茲洛：“自然界的組織結(jié)構(gòu)就像一座復(fù)雜的、多層自然界的組織結(jié)構(gòu)就像一座復(fù)雜的、多層的金字塔，的金字塔，在它的底部是許多相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，在在它的底部是許多相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，在它的頂部是幾個(gè)（極頂是一個(gè)）復(fù)雜的系統(tǒng)。所有自然它的頂部是幾個(gè)（極頂是一個(gè)）復(fù)雜的系統(tǒng)。所有自然的系統(tǒng)占據(jù)了這些界限之間的位置；它們同上面和下面的系統(tǒng)占據(jù)了這些界限之間的位置；它們同上面和下面的層次連接在一起。就它們的組成部分來(lái)說(shuō)，它們是整的層次連接在一起。就它們的組成部分來(lái)說(shuō)，它們是整體，但就更高層次的整體來(lái)說(shuō)，它們

29、又是部分。體，但就更高層次的整體來(lái)說(shuō)，它們又是部分?！?總星系總星系星系團(tuán)星系團(tuán)星系星系恒星恒星行星行星地面上的宏觀物體地面上的宏觀物體分子分子原子原子原子核原子核（基本）粒子（基本）粒子夸克夸克非生命世非生命世界物質(zhì)系界物質(zhì)系統(tǒng)的層次統(tǒng)的層次宇觀宇觀宏觀宏觀微觀微觀（a a）微觀領(lǐng)域微觀領(lǐng)域：原子物理學(xué)、核物理學(xué)、量：原子物理學(xué)、核物理學(xué)、量子物理學(xué)等；子物理學(xué)等；（b b）宏觀領(lǐng)域宏觀領(lǐng)域：經(jīng)典物理學(xué)、麥克斯韋電磁：經(jīng)典物理學(xué)、麥克斯韋電磁理論、熱力學(xué)等；理論、熱力學(xué)等；（c c）宇觀領(lǐng)域宇觀領(lǐng)域：廣義相對(duì)論、星系動(dòng)力學(xué)和：廣義相對(duì)論、星系動(dòng)力學(xué)和宇宙學(xué)等。宇宙學(xué)等。 生物圈生物圈生態(tài)系統(tǒng)

30、生態(tài)系統(tǒng)生物群落生物群落種群種群生物個(gè)體生物個(gè)體系統(tǒng)系統(tǒng)器官器官組織組織細(xì)胞細(xì)胞生物大分子生物大分子生命世界的生命世界的基本物質(zhì)系基本物質(zhì)系統(tǒng)層次統(tǒng)層次v層次結(jié)構(gòu)的結(jié)合能與層次尺度成反比的規(guī)律：層次結(jié)構(gòu)的結(jié)合能與層次尺度成反比的規(guī)律：隨著層次由低到高推進(jìn)，系統(tǒng)要素結(jié)合的緊密隨著層次由低到高推進(jìn)，系統(tǒng)要素結(jié)合的緊密程度由大到小而遞減程度由大到小而遞減。將夸克結(jié)合為基本粒子的力量很強(qiáng)（結(jié)合能將夸克結(jié)合為基本粒子的力量很強(qiáng)（結(jié)合能為為105106eV105106eV），原子間的結(jié)合能為），原子間的結(jié)合能為100101eV100101eV，分子間的結(jié)合能為，分子間的結(jié)合能為10-210-10-210-

31、1eV1eV第三節(jié)第三節(jié) 自然界的演化自然界的演化p自然系統(tǒng)演化的基本方式自然系統(tǒng)演化的基本方式p自然物質(zhì)演化的自組織機(jī)制自然物質(zhì)演化的自組織機(jī)制二、自然系統(tǒng)演化的基本方式二、自然系統(tǒng)演化的基本方式v分叉分叉：穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性；：穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性；v突現(xiàn)突現(xiàn)：突發(fā)性、間斷性和不可預(yù)測(cè)性；：突發(fā)性、間斷性和不可預(yù)測(cè)性；v“內(nèi)在隨機(jī)性內(nèi)在隨機(jī)性”：確定性和隨機(jī)性；確定性和隨機(jī)性；（見(jiàn)教材（見(jiàn)教材P6265P6265）三、三、 自然物質(zhì)演化的自組織機(jī)制自然物質(zhì)演化的自組織機(jī)制v系統(tǒng)自己走向有序結(jié)構(gòu)就可稱為系統(tǒng)自己走向有序結(jié)構(gòu)就可稱為自組織自組織，依靠外部指示組織起來(lái)的行為稱為依靠外部指示組織起來(lái)的行

32、為稱為“他組他組織織”。v自組織理論從自組織理論從1968年普里高津的耗散結(jié)構(gòu)年普里高津的耗散結(jié)構(gòu)理論開(kāi)始，包括協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、突理論開(kāi)始，包括協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、突變理論、混沌動(dòng)力學(xué)、非線性科學(xué)等。變理論、混沌動(dòng)力學(xué)、非線性科學(xué)等。v自然界的系統(tǒng)演化，自然事物的結(jié)構(gòu)的形自然界的系統(tǒng)演化，自然事物的結(jié)構(gòu)的形成和有序化都是自組織的過(guò)程。成和有序化都是自組織的過(guò)程。v自組織現(xiàn)象普遍地存在于自然界之中。自組織現(xiàn)象普遍地存在于自然界之中。1）開(kāi)放性、遠(yuǎn)離平衡態(tài)開(kāi)放性、遠(yuǎn)離平衡態(tài)，是系統(tǒng)演化的基，是系統(tǒng)演化的基本條件；本條件；2）系統(tǒng)中的）系統(tǒng)中的非線性相互作用非線性相互作用是系統(tǒng)進(jìn)是系統(tǒng)進(jìn)化的基本

33、根據(jù)化的基本根據(jù)3）內(nèi)部漲落內(nèi)部漲落是系統(tǒng)進(jìn)化的直接誘因：是系統(tǒng)進(jìn)化的直接誘因：“生序原理生序原理”自組織實(shí)現(xiàn)的條件：自組織實(shí)現(xiàn)的條件： 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，孤立系統(tǒng)只能自發(fā)地根據(jù)熱力學(xué)第二定律，孤立系統(tǒng)只能自發(fā)地走向無(wú)序（熵增大）。開(kāi)放系統(tǒng)則不然。走向無(wú)序（熵增大）。開(kāi)放系統(tǒng)則不然。 可見(jiàn)可見(jiàn)演化的系統(tǒng)必須是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，演化的系統(tǒng)必須是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，即即系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境之間要有物質(zhì)、能量、信息的交系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境之間要有物質(zhì)、能量、信息的交換與流通，且必須是系統(tǒng)從外部輸入的負(fù)熵流換與流通，且必須是系統(tǒng)從外部輸入的負(fù)熵流絕對(duì)值大于系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生，從而使系統(tǒng)的絕對(duì)值大于系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生，從而使系統(tǒng)的熵逐步減小。熵逐步減小。1）開(kāi)放性、遠(yuǎn)離平衡態(tài)開(kāi)放性、遠(yuǎn)離平衡態(tài)，是系統(tǒng)演化的基本條件；，是系統(tǒng)演化的基本條件； 遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)也是系統(tǒng)進(jìn)化的必遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)也是系統(tǒng)進(jìn)化的必要條件。要條件。因?yàn)榻胶鈶B(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，即便是開(kāi)因?yàn)榻胶鈶B(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，即便是開(kāi)放的，它受到擾動(dòng)后也會(huì)回到平衡態(tài)。放的，它受到擾動(dòng)后也會(huì)回到平衡態(tài)。所以，普里高津說(shuō)：所以，普里高津說(shuō)：“非平衡是有序之非平衡是有序之源源”。只有非平衡態(tài)才能導(dǎo)致有序，形。只有非平衡態(tài)