自然辯證法專題

自然辯證法專題1第一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三引言:人文修養(yǎng)的人生價值一、幾種常見的誤解:1.對課程的誤解，黑格爾：意識形態(tài)三層次：2.對人文科學的誤解原因：①由于生存壓力很大而導致社會上普遍重“術(shù)”輕“道”政治法律思想文藝道德等宗教哲學2第二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三②由于人文科學知識的直接利用率較低。人文科學對問題的思考有很多是超越現(xiàn)在的現(xiàn)實、超越具體利益、超越個體存在的意義層面或價值層面的思考，直接利用率較低③與社會中人們急功近利的心態(tài)相關(guān)**過于講究實惠、多得到不如現(xiàn)得的心理3.為什么說認為“人文科學沒有用”是一種誤解？第一，對有用無用的判斷實際上建立在一種不太真實的大前提基礎(chǔ)上。邏輯學：前提正確結(jié)論不一定正確前提錯誤結(jié)論一定錯誤3第三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三第二，人文科學的知識以及與之相應(yīng)的人文精神的修養(yǎng)修煉，實際上是會影響到我們?nèi)松腋５姆浅Ｖ匾囊蛩亍Ｈ松康摹非罂鞓沸腋Ｈ松娜齻€三分之一*努力工作*享受生活、感悟生命*睡眠4第四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三二、人文修養(yǎng)的人生價值⑴人文修養(yǎng)與工作成就和工作快樂①有益于科學研究?，F(xiàn)代科學發(fā)展的趨向：人文科學和自然科學的方法走向融和②會影響到工作方法（工作方法是成功的重要條件）第谷與刻卜勒；愛因斯坦；

③有益與科學精神的培養(yǎng)?？茖W精神既包含著理性精神、實證精神、分析精神，也包含著很人文的開放精神、民主精神、批判精神等。5第五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三④會影響人的認知視角自然科學研究與人文科學的差異：A.自然科學的結(jié)論往往是一唯的，或是具有唯一性的，從邏輯學上講就叫做：不能同真只能同假。人文科學研究卻可以是多視角多層面的，并且往往可以多視角同真并可以同假。

B.自然科學研究的結(jié)論往往可以用實驗來加以實證和重復(fù)實驗，并且可以加以量化，人文科學的許多已經(jīng)成果都很難實證和重復(fù)實驗且很難加以量化。如幸福、美、思想豐富性等6第六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三⑤人的人品人格情智等會影響工作成就**一個人一輩子工作成就和人生幸福，大約只有30%是靠智力智商（IQ），而70%的要靠情感智商（EQ），這是很多IQ高達160的人卻很難獲得成功的原因——戈爾曼《情感智商》**要成功必須會合作，但“人總是喜歡那些喜歡自己的人，不喜歡那些不喜歡自己的人”——阿倫森**人際交往存在著增值效應(yīng)和減值效應(yīng)7第七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三⑵人文修養(yǎng)與生活幸福①人文修養(yǎng)會影響對幸福的理解和追求對幸福的二種基本判斷傾向：一種是以內(nèi)在標準來判斷，它看重的是人的尊嚴、人格、人品、價值等，一種是以外在的標準來判斷，它看重的是金錢、權(quán)利、地位等。**對外在的東西不能追求無度，否則會異化**對外在東西的追求不能失去做人的基本原則，更不能讓人性中惡的東西加以膨脹擴散8第八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三②人文修養(yǎng)會影響對幸福的判斷和感受幸福其實是一個非常相對的概念**得失：得與失**幸福與痛苦——悖反叔本華：幸福是一個不斷陷于痛苦并擺脫痛苦的過程人是通過經(jīng)歷痛苦去感受到幸福的，甚至有時候為了能得到幸福，往往會先把自己推向痛苦的狀態(tài)之中。9第九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三③人文精神會使我們有一個一輩子的精神支柱**物質(zhì)生活的富裕是人生幸福的一種基本的條件或重要條件,但卻不是充分條件——幸福不是有錢人的專利**心理學家奧爾波特將“有比較一致的人生精神追求”看作是健康人格的六要素之一④人文修養(yǎng)可以為我們獲得幸福創(chuàng)造條件人的一生生活應(yīng)該是多彩和豐富的，生活的能力、品位情趣等東西，都和人文修養(yǎng)很緊密的聯(lián)系在一起10第十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三結(jié)語：自主而適意的人生需要以人文修養(yǎng)的提升為條件

11第十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

正處、副處，最后都不知落在何處；正局、副局，最后都是一樣的結(jié)局；正部、副部，最后都在一起散步；總理、副總理，最后都是一個道理；主席、副主席，最后都會一樣缺席。人生如賽場，上半場按學歷、權(quán)力、職位、業(yè)績、薪金比上升；下半場以血壓、血脂、血糖、尿酸、膽固醇比下降。上半場順勢而為，聽命；下半場事在人為，認命！愿您上下兼顧，兩場都要贏。沒病也要體檢，不渴也要喝水，再煩也要想通，有理也要讓人，有權(quán)也要低調(diào)，不疲勞也要休息，不富也要知足，再忙也要鍛煉。人的一生，好比乘坐北京地鐵一號線一路向西：途徑國貿(mào)，羨慕繁華；途徑天安門，幻想權(quán)力，途徑金融街，夢想發(fā)財；經(jīng)過公主墳，遙想華麗家族；經(jīng)過玉泉路，依然雄心勃勃---這時有個聲音飄然入耳：乘客您好,八寶山快到了！頓時醒悟：人生苦短！12第十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三專題一：

科學發(fā)展和物質(zhì)觀的演化第一節(jié)人類對世界本原的探討及其歷史進程一、古代樸素唯物主義的物質(zhì)觀古希臘：泰勒斯：水、赫拉克利特：火、恩培克勒：四根說（水、火、土、氣）等。亞里士多德是古希臘自然哲學的集大成者，他認為一切事物都是由質(zhì)料因和形式因所構(gòu)成的。(四因論:質(zhì)料因、動力因、形式因、目的因）13第十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三古代中國的“五行學說”史書——西周時期的《尚書》〈洪范篇〉記載：構(gòu)成宇宙間萬事萬物的“一曰水、二曰火、三曰土、四曰木、五曰金。”因為“水曰潤下、火曰炎上、木曰曲直、金曰從革、土曰稼穡”?！皾櫹伦飨獭⒀咨献骺?、曲直作酸、從革作辛、稼穡作甘?！?4第十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三水的特性：“水曰潤下”是指水具有滋潤和向下的特性。引申為凡是具有寒涼、滋潤、向下運行的事物，均歸屬于水?；鸬奶匦裕骸盎鹪谎咨稀笔侵富鹁哂袦責?、上升的特性。因而引申為具有溫熱、升騰作用的事物，均歸屬于火。木的特性：“木曰曲直”是指樹木的生長形態(tài)，為枝干曲直，向上向外周舒展。因而引申為具有生長、升發(fā)、條達舒暢等作用或性質(zhì)的事物，均歸屬于木。15第十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三金的特性：“金曰從革”是指“變革”的意思。引申為凡是具有清潔、肅降、收斂等作用的事物，均歸屬于金。土的特性：“土爰稼穡”是指土有種植和收獲農(nóng)作物的作用。因而引申為凡是具有生化、承載、受納作用的事物，均歸屬于土。故有“土載四行”和“土為萬物之母”之說。16第十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

五行數(shù)理：金為七,木為八,水為六,火為九,土為五。五行與方位、天干、顏色、神獸的關(guān)系：東方：甲、乙：木：綠色：青龍南方：丙、丁：火：紅色：朱雀西方：庚、辛：金：白色：白虎北方：壬、癸：水：黑色：玄武中央：戊、己：土：黃色：黃麟

17第十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三五行與季節(jié)：五行是指氣體的五種運動方式．春屬木：生發(fā)，代表氣體向四周擴散的運動方式，春天，樹木花草生長茂盛，樹木的枝條向四周伸展，養(yǎng)料往枝頭運輸，所以春屬木。夏屬火：生長，代表氣體向上的運動方式。夏天各種植物向上生長，長勢迅猛，所以夏屬火。秋屬金：收獲，代表氣體向內(nèi)收縮的運動方式。秋收儲蓄糧食為過冬作準備，樹葉凋落，所以秋屬金。冬屬水：收藏，代表氣體向下的運動方式．水往低處流，冬天萬物休眠，為春天蓄積養(yǎng)料，所以冬屬水。因有四季而有四行，但夏天和秋天之間要有過渡段，因此便有了土。土代表氣的平穩(wěn)運動

18第十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

“陰陽理論”相傳天地形成之前，宇宙一片渾沌，盤古開天辟地，將渾沌一分為二，天為陽，地為陰，由此有了陰陽的概念。自然界；陽：日天晝火熱溫夏春干清、向上生長動…

陰：月地夜水寒涼冬秋濕濁、向下消亡靜…人體：

陽：男外表背上氣腑實……

陰：女內(nèi)里腹下血臟虛……19第十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三“五行學說”與“陰陽理論”結(jié)合，形成了中國古代樸素唯物主義和樸素辯證法的觀念：★陰陽五行的生克乘侮關(guān)系：▲五行的相生與相克

相生，是指這一事物對另一事物具有促進、助長和資生的作用；相克，是指這一事物對另一事物的生長和功能具有抑制和制約的作用20第二十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三五行的相生相克關(guān)系可以解釋事物之間的相互依存、相互制約從而相互動態(tài)平衡的關(guān)系。任何事物都不可能獨自存在，它必須以其它事物的存在作為自己存在的條件和根據(jù)，必然要受到其它事物的限制和制約；同時任何事物也必然是其它事物存在的條件和根據(jù)。相生與相克是不可分割的兩個方面。沒有生，就沒有事物的發(fā)生和成長；沒有克，就不能維持其正常協(xié)調(diào)關(guān)系下的變化和發(fā)展。21第二十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三五行的相生關(guān)系：

木火水金土22第二十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三五行的相克關(guān)系木火金水土23第二十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三24第二十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三相生與相克是不可分割的兩個方面。沒有生，就沒有事物的發(fā)生和成長；沒有克，就不能維持其正常協(xié)調(diào)關(guān)系下的變化和發(fā)展。只有依次相生，依次相克，如環(huán)無端，才能生化不息，并維持著事物之間的動態(tài)平衡。例如人與自然、人與社會、社會各個階層等等。**獨存獨大的背反

25第二十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三▲五行的相乘相侮關(guān)系通常用來表示事物之間平衡被打破后的相互作用和相互影響相乘實際上就是過度的相克，其次序與相克是一致的，比如，木氣偏亢，太過的木便去乘土，或者土氣虛弱而導致土虛木乘。相侮又叫反克，即本來是自己可以克勝的一方，卻反而被它克勝，其次序正好和相克相反。比如，正常的相克關(guān)系是水克火，但如果火氣偏亢，或者水偏弱，火就會反過來侮水。26第二十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三相乘和相侮，都是不正常的相克現(xiàn)象，兩者之間是既有區(qū)別又有聯(lián)系，相乘與相侮的主要區(qū)別是：首者是按五行的相克次序發(fā)生過強的克制，從而形成五行間相克關(guān)系的異常；后者則是與五行相克次序發(fā)生相反方向的克制現(xiàn)象，從而形成五行間相克關(guān)系的異常。兩者之間的聯(lián)系是在其發(fā)生相乘時，也可同時發(fā)生相侮；發(fā)生相侮時，也可以同時發(fā)生相乘。如：木過強時，既可以乘土，又可以侮金；金虛時，既可以受到木的反侮，又可以受到火乘。27第二十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三五行學說在中醫(yī)學中的應(yīng)用：中醫(yī)應(yīng)用五行學說解釋人體的生理功能，說明機體病理變化，用于疾病的診斷和治療，中醫(yī)的“臟象學說”，就是將人的五臟器官的關(guān)系按照陰陽五行的關(guān)系加以認識，肝、心、脾、肺、腎，對應(yīng)為木、火、土、金、水，人的臟象之間也處于相生相克相乘相侮關(guān)系之中，因此中醫(yī)對疾病治療常常以機體的相生相克關(guān)系和狀態(tài)作為依據(jù)，觀虛實察寒熱，辯證施治。28第二十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三▲五行與臟腑的生理功能及其相互關(guān)系①用五行說明五臟的生理活動特點：如肝喜條達，有疏泄的功能，木有生發(fā)的特性，故以肝屬“木”；心陽有溫煦的作用，火有陽熱的特性，故以心屬“火”；脾為生化之源，土有生化萬物的特性，故以脾屬“土”；肺氣主肅降，金有清肅、收斂的特性，故以肺屬“金”；腎有主水、藏精的功能，水有潤下的特性，故以腎屬“水”

29第二十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三②用五行說明人體臟腑組織之間生理功能的內(nèi)在聯(lián)系。如腎（水）之精以養(yǎng)肝，肝（木）藏血以濟心，心（火）之熱以溫脾，脾（土）化生水谷精微以充肺，肺（金）清肅下行以助腎水。這就是五臟相互資生的關(guān)系。肺（金）氣清肅下降，可以抑制肝陽的上亢；肝（木）的條達，可以疏泄脾土的壅郁；脾（土）的運化，可以制止腎水的泛濫；腎（水）的滋潤，可以防止心火的亢烈；心（火）的陽熱，可以制約肺金清肅的太過，這就是五臟相互制約的關(guān)系。③用五行說明人體與外界環(huán)境四時五氣以及飲食五味等的關(guān)系。酸味入肝，苦味入心，甘味入脾，辛味入肺，咸味入腎。30第三十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三31第三十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三▲陰陽五行與中醫(yī)治療原則：四診：望聞切問、八綱：陰陽表里寒熱虛實根據(jù)相生關(guān)系有“補母瀉子”法根據(jù)相克關(guān)系有“抑強膚弱”法

32第三十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三《黃帝內(nèi)經(jīng)》：“夫四時陰陽者，萬物之根本也?！比说钠咔樽兓竟?jié)氣象變化有著密切關(guān)系。比如秋高氣爽，人的精神往往開朗、舒暢。冬天寒風凜凜，夏季烈日炎炎，人的心情也會變得煩躁、沉悶、壓抑。因此，精神活動也需隨著季節(jié)天氣變化而采取相應(yīng)措施，予以調(diào)節(jié)。

33第三十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

春天要養(yǎng)生發(fā)之機，夏天為養(yǎng)生長之機，秋天為養(yǎng)收斂之機，冬天為養(yǎng)收藏之性。

**關(guān)于女子傷春、男子悲秋最苦是，蝴蝶滿園飛，無人撲

——北宋周邦彥：無計留春住，淚眼問花花不語，亂紅飛過秋千去?！纤务T延巳34第三十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

風住塵香花已盡，日晚倦梳頭。物是人非事事休，欲語淚先流?！钋逭铡段淞甏骸芳拍铋|，柔腸一寸愁千縷。惜春春去，幾點催花雨。倚遍闌干，只是無情緒。人何處？連天芳草，望斷歸來路?！钋逭铡饵c絳唇》

“花謝花飛飛滿天，紅消香斷有誰憐”，“一朝春盡紅顏老，花落人亡兩不知?！薄主煊?5第三十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三不知細葉誰裁出，二月春風似剪刀。

——唐賀知章《詠柳》綠楊煙外曉寒輕，紅杏枝頭春意鬧。

——宋宋祁《玉樓春》

人面不知何處去，桃花依舊笑春風。

——唐崔護《題都城南莊》

水光瀲滟晴方好,山色空蒙雨亦奇。

欲把西湖比西子,濃妝淡抹總相宜。

——宋蘇軾

《飲湖上初晴后雨》36第三十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三秋風蕭瑟天氣涼，草木搖落露為霜

——曹丕《燕歌行》萬里悲秋常作客，百年多病獨登臺

——杜甫《登高》多情自古傷離別，更那堪冷落清秋節(jié)。

——柳永《雨霖鈴》夜半酒醒人不覺，滿池荷葉動秋風

——唐·竇鞏《秋夕》莫等閑，白了少年頭，空悲切

——岳飛《滿江紅》37第三十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三“八卦說”——把天、地、雷、水、火、風、山、澤八種常見的實物作為構(gòu)成世界的基本物質(zhì)，用八卦（乾、坤、震、巽、坎、離、艮、兌）來表示，并與陰陽理論結(jié)合，以—為（陽）、--為（陰），形成陰陽八卦理論。每卦由三爻組成，（下中上：初爻,二爻,三爻），以此來說明世界萬事萬物的發(fā)展變化。八卦又稱八經(jīng)卦。太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦，八卦生萬物。乾坤震巽坎離艮兌天地雷風水火山澤古代中國的“八卦說”：––––––———––

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————––38第三十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三39第三十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三八卦與五行:乾、兌為金震、巽為木坤、艮為土坎為水離為火40第四十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三《易經(jīng)》六十四卦《易經(jīng)》中又將八經(jīng)卦以二為單位進行組合，可以得到六十四組合方式，其內(nèi)涵是：八大自然現(xiàn)象兩兩相撞，就產(chǎn)生了六十四種新的現(xiàn)象，也就是六十四卦。六十四卦又稱復(fù)卦或六爻卦。下為內(nèi)卦，上為外卦，讀卦時先讀外卦再讀內(nèi)卦，并且不是讀卦本身，而要讀卦象。天地合為“否”卦，地天合為“泰”卦，天雷合為“無妄”，水火合為“既濟”等。41第四十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三六十四卦卦象名稱乾坤屯蒙需訟師比小畜履泰否同人大有謙豫隨蠱臨觀噬嗑賁剝復(fù)無妄大畜頤大過坎離咸恒遁大壯晉明夷家人睽蹇解損益夬姤萃升困井革鼎震艮漸歸妹豐旅巽兌渙節(jié)中孚小過既濟未濟42第四十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三43第四十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三乾為天、坤為地、水雷屯、山水蒙、水天需、天水訟、地水師、水地比、風天小畜、天澤履、地天泰、天地否、天火同人、火天大有、風澤中孚、；雷地豫、澤雷隨、山風蠱、地澤臨、風地觀、火雷噬嗑、山火賁、山地剝、地雷復(fù)、天雷無妄、山天大畜、山雷頤、坎為水、離為火、澤山咸、雷風恒、天山遯（遁）、雷天大壯、火地晉、地火明夷、風火家人、火澤睽、水山蹇、雷水解、山澤損、風雷益、澤天夬、天風姤、澤地萃、地風升、澤水困、水風井、澤火革、火風鼎、震為雷、艮為山、風山漸、雷澤歸妹、雷火豐、火山旅、巽為風、兌為澤、風水渙、水澤節(jié)、風澤中孚、雷山小過、水火既濟、火水未濟。44第四十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三無妄卦:天雷無妄45第四十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三既濟卦：水火既濟46第四十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三“元氣說”認為世界萬物都是由彌漫的“元氣”所構(gòu)成?！疤斓睾瑲庵匀灰病?/p>

——西漢王充《談天篇》

“天地合氣，萬物自生”“天地含氣萬物自住，猶夫婦合巹，子自生矣”

——《自然篇》

47第四十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三德莫克利特的原子說古代樸素唯物主義對物質(zhì)認識的最高成就是德莫克利特，他認為：世界是由一些精細的原子組成的，原子的基本性質(zhì)是：內(nèi)部充實、沒有虛空、不可分割，宇宙萬物都由其構(gòu)成（甚至靈魂），并且原子在數(shù)量則是無限的，只是在形狀、次序和位置上相互區(qū)別。48第四十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三古代樸素唯物主義物質(zhì)觀的歷史地位和缺陷

地位：從物的因素中尋找世界統(tǒng)一性的基礎(chǔ)，并在當時科學與實踐所能達及的水平基礎(chǔ)上對什么是物質(zhì)作了探討。從認識論上講，這代表了人類認識發(fā)展的正確方向。缺陷：其一，它是建立在經(jīng)驗有的甚至猜測的基礎(chǔ)上的。其二是將物質(zhì)與具體物混為一談。49第四十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三二、近代形而上學唯物主義的物質(zhì)觀

1.形而上學唯物主義的物質(zhì)觀的自然科學基礎(chǔ)

**化學原子論以1789年拉瓦錫的《化學綱要》一書為始點，他認為在化學反應(yīng)中物質(zhì)既不表現(xiàn)出增多也不表現(xiàn)出減少的性質(zhì)，是因為化學元素是不能用化學方法加以分解的最基本單位。1791年李希特（Richter）提出了化學反應(yīng)的當量比定律；英國化學家道爾頓對化學原子論進行了總括，他從科學上論證了原子是組成物質(zhì)的最基本單位，世界上的一切物質(zhì)，無論是怎樣的都由原子組成，并且原子具有不可分性和不可入性（即在化學反應(yīng)中不變）。50第五十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三**牛頓力學從16世紀中葉到18世紀末，天文學、力學和數(shù)學取得了很大進步，物理學、化學和生物學也開始逐漸形成。但只有力學得到比較完善的發(fā)展，形成了經(jīng)典力學體系，它以牛頓的巨著《自然哲學的數(shù)學原理》（1687）的出版為標志。牛頓在這部著作中總結(jié)了伽利略、開普勒等人的研究成果以及自己的科學成就，提出了力學的三大定律和萬有引力定律，把地面上物體的運動和太陽系內(nèi)行星的運動統(tǒng)一在相同的物理定律之中，實現(xiàn)了人類史上第一次自然科學的大綜合。51第五十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2.近代形而上學唯物主義物質(zhì)觀的特點和局限它克服了古代自然觀的局限，具有較堅實的科學基礎(chǔ)，在對自然界細節(jié)的認識上高于古代。另一方面，它對自然界整體的看法又低于古代，形成了形而上學的觀念。局限性：①形而上學性②機械性③導致神創(chuàng)論（笛卡爾、牛頓）52第五十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三三、辯證唯物主義的物質(zhì)觀1.物理學的危機和哲學危機**電子的發(fā)現(xiàn)**放射性元素的發(fā)現(xiàn)**物理學的危機以及由此引發(fā)的哲學危機。1900年4月27日，當時的物理學泰斗——凱爾文勛爵作了題為《熱和光的動力理論上空的19世紀烏云》的長篇講演，認為物理學在19世紀取得了巨大發(fā)展，“在已經(jīng)基本建成的科學大廈中，后輩的物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了”，而在20世紀“物理學將是一片晴朗的天空，只有兩朵小小的烏云”，即黑體輻射和以太問題。53第五十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三發(fā)現(xiàn)電子電子是在研究陰極射線的本質(zhì)過程中得到的，陰極射線究竟是什么？物理學家湯姆遜設(shè)計了一個巧妙的實驗裝置，證實了陰極射線是由帶負電荷的粒子組成的，并推算出其質(zhì)量和電荷比值54第五十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三發(fā)現(xiàn)Ｘ光

1895年，物理學家倫琴在探索陰極射線本性的研究中，意外發(fā)現(xiàn)了X光。X光的發(fā)現(xiàn)，不僅揭開了物理學革命的序幕，也給醫(yī)療保健事業(yè)帶來了新的希望。倫琴因此成為第一個諾貝爾物理學獎得主。55第五十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三發(fā)現(xiàn)放射性

在對X光的研究中，物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)只要有鈾元素存在，就有貫穿輻射產(chǎn)生，由此證明，發(fā)射這種射線是鈾原子自身的作用。1903年，貝克勒爾與皮?！ぞ永锖途永锓蛉艘虬l(fā)現(xiàn)放射線榮獲諾貝爾物理學獎。56第五十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三1911年，居里夫人因發(fā)現(xiàn)兩種新元素而再度獲諾貝爾獎。這一次是化學獎?；瘜W家們終于承認了居里夫人的工作。她成了第一位兩次獲諾貝爾獎殊榮的人物。57第五十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三“以太飄移”的測定，是由美國實驗物理學家邁克爾遜和莫雷于1886年完成的。邁克爾遜—莫雷實驗得到了“以太飄移的零結(jié)果”。自此后，近50年中有11位科學家發(fā)表了13份精確實驗數(shù)據(jù)，都得到了“以太飄移的零結(jié)果”。這是對“以太”存在與否的判定性實驗。邁克爾遜-莫雷實驗裝置58第五十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三干涉實驗一個點光源S發(fā)出的光束經(jīng)干涉儀M2＇和M1反射后，相當于由兩個虛光源S1和S2發(fā)出的相干光束，S1和S2間的距離為M1和M2＇間距兩倍，將觀察屏放入光場疊加區(qū)的任何位置處，都可觀察到干涉條紋，這種條紋稱為非定域干涉條紋。SEG1G2M2M1M2'θd2dLORAS1S259第五十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三邁克爾遜-莫雷實驗中“零”干涉證明了以太根本不存在，普朗克著手對“黑體問題的解決，以及1905年相對論的提出量子力學的誕生等等，都對傳統(tǒng)哲學對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識和說明形成了巨大的沖擊，拓展了人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識，并同時又使得傳統(tǒng)的觀念——原子是構(gòu)成事物的最基本單位的說法失去了科學的根據(jù)，并由此而引發(fā)了一場物理學和哲學的革命。60第六十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2.列寧的物質(zhì)定義及其理論意義P21注意：可知性的相對性，是指只要存在發(fā)展就有被可能認識，而不是一定能夠認識**由人類存在的有限性決定（對過去的認識和對未來的認識）**由認識手段的有限性或局限性決定（如對基本粒子）**由認識的主觀性決定（如自我，他人）61第六十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三專題二：自然界的演化和發(fā)展第一節(jié)自然界演化的歷史過程一、自然界演化的歷史過程“道生一，一生二，二生三，三生萬物。道者，無也”。

——老子《道德經(jīng)》

無極生太極，太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦，以至無窮。——《易經(jīng)》62第六十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三康德星云說拉普拉斯63第六十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三一、大爆炸宇宙學1.伽莫夫的暴脹宇宙模型大爆炸宇宙學認為宇宙從宇宙年齡處于10-35/秒時發(fā)生開始爆炸并且持續(xù)膨脹至今。64第六十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三宇宙最初演化*宇宙年齡10-35秒，宇宙大爆炸，持續(xù)時間10-32秒，膨脹10-50倍**宇宙年齡=0.01秒，溫度1000億攝氏度，宇宙物質(zhì)主要是輕子**宇宙年齡=0.1秒，溫度300億攝氏度，出現(xiàn)電子、中子、質(zhì)子。**宇宙年齡1秒，溫度100億攝氏度，電子—正電子對開始發(fā)生湮滅反應(yīng)**宇宙年齡=13.8秒，溫度30億攝氏度，質(zhì)子和中子已可形成像氘、氦那樣穩(wěn)定的原子核。**宇宙年齡=35分鐘，宇宙溫度下降到3億度，核形成停止，但由于溫度還是很高，質(zhì)子仍然不能和電子結(jié)合起來形成中性原子。

**宇宙年齡=30萬年，宇宙溫度3000度，中性原子開始形成**宇宙年齡大約70萬年左右開始形成原始星云。65第六十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三66第六十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三67第六十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2、宇宙的時間歷程68第六十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三3.大爆炸宇宙學的科學基礎(chǔ)（實證）①紅移現(xiàn)象哈勃發(fā)現(xiàn)了非穩(wěn)衡宇宙多普勒—裴索效應(yīng)紅移（見圖）69第六十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三哈勃定律1.1929年由美國天文學家哈勃（EdwinHubble）提出了著名的“哈勃定律”2.星系退行的速度（V）與它們離地球的距離（R）大致成正比，即V=HR，H稱為哈勃常數(shù)3.根據(jù)觀測星系離我們越遠，它就顯得越紅，退行速度也就越快。最快的星系已經(jīng)接近光速

4.

哈勃常數(shù)的倒數(shù)可以看做是宇宙年齡★★哈勃的這個發(fā)現(xiàn)奠定了現(xiàn)代宇宙學的基礎(chǔ)

70第七十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三②宇宙年齡

A.按照大爆炸宇宙學理論，既然宇宙誕生于一次大爆炸，那么宇宙的年齡就是可測的，為了推導宇宙的年齡，宇宙學家要用到哈勃常數(shù)，即大爆炸造成的宇宙膨脹的當前速率。通過對宇宙膨脹的回溯，可以計算出過去什么時候宇宙的大小為零?；厮莸竭@個宇宙爆炸中心點所需要的時間就是宇宙的年齡。按大爆炸理論的推論，宇宙年齡大約在100—200億年之間。B.通過測量放射性元素及其衰變產(chǎn)物在星體中的豐度并以此來推測宇宙的年齡，而這種測試結(jié)果大多一致，與大爆炸理論相符（非證偽性）71第七十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三③氦豐度

大爆炸核合成宇宙學認為，宇宙在最初既沒有分子也沒有原子，第一批原子核是在大爆炸后10-2/秒到3分鐘這段時間內(nèi)由質(zhì)子和中子組合而成并遺留至今。在那一時間里中子和質(zhì)子進行劇烈的聚合反應(yīng)形成氘核、氦核和鋰核（主要是氦核）這個過程用完了所有的中子，余下的質(zhì)子就形成了氫原子核。3分鐘過后，宇宙的溫度降到10億攝氏度以下，物質(zhì)的密度也迅速下降，這類核反應(yīng)遂告中止。計算表明，最初3分鐘里大約有22%—24%的物質(zhì)形成氦4，剩下的物質(zhì)幾乎全部保持氫的形式，僅十萬分之幾成為氦3和氘，還有百萬分之幾成為鋰。72第七十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三因此，大爆炸模型預(yù)言宇宙中輕元素的豐度中氦豐度約為25%氫豐度約為75%，大爆炸后最初3分鐘里形成的氫和氦，構(gòu)成了宇宙中99%以上的物質(zhì)。多年來人們對宇宙各處包括太陽系、其它恒星、星際介質(zhì)、不同星系以及宇宙射線的觀測和研究中獲得數(shù)據(jù)表明，宇宙氦的含量這22%—25%之間，而氫和氦的比例約為3：1，即理論值與觀察值相符，從而極好的證實了上述豐度值的普適性，并成為大爆炸宇宙學的最早的證據(jù)。73第七十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三④3K微波背景輻射按照大爆炸理論，在宇宙大爆炸的最初幾分鐘里，宇宙是一個熾熱的火球，到處充滿溫度都高達幾十億度的光輻射。由于此時的宇宙處于熱平衡中，這種輻射具有獨特的光譜特征，被稱為“黑體譜”。隨著宇宙的膨脹，雖然輻射的溫度不斷下降，但仍然保持著黑體譜的性質(zhì)和總體上的均勻性。但當溫度降低到3000K左右的時，中性原子將大量形成，光子與它們失去耦合從而作為宇宙的一個獨立組分存留下來。伽莫夫預(yù)言，這種作為歷史遺跡的背景光子應(yīng)當可以在今天觀測到。74第七十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三**微波背景輻射實證20世紀60年代初，美國科學家彭齊亞斯和威爾遜為了改進衛(wèi)星通訊而建立了高靈敏度的號角式接收天線系統(tǒng)。1964年，他們用它測量銀暈氣體射電強度時，發(fā)現(xiàn)總有消除不掉的背景噪聲。他們認為，這些來自宇宙的波長為7.35厘米的微波噪聲相當于3.5K。1965年，他們又訂正為3K并將這一發(fā)現(xiàn)公諸于世，為此獲1978年諾貝爾物理學獎。75第七十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三二、恒星起源和演化的四個階段引力收縮階段—恒星的幼年期；主序星階段—恒星的中年期；紅巨星階段—恒星的老年期；白矮星和中子星階段—恒星的臨終期。76第七十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三1、從原始星云到原恒星17世紀牛頓提出：散布于空間中的彌漫物質(zhì)可以在引力作用下凝聚為太陽和恒星。但第一個在科學上產(chǎn)生巨大影響的星云說是18世紀的“康德-拉普拉斯星云說”。20世紀40年代以后出現(xiàn)的星云說被稱之為“現(xiàn)代星云說”，它吸取了康德-拉普拉斯學說中的精髓和合理部分——太陽系由同一團星云在自然規(guī)律作用下逐漸形成，并且充分運用了現(xiàn)代科學的理論及空間探測新資料，同時逐漸進入定量計算及模擬實驗的階段。77第七十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三觀測表明：星際空間存在著許多由氣體和塵埃組成的巨大分子云。這種氣體云中密度較高的部分在自身引力作用下會變得更密。當向內(nèi)的引力強到足以克服向外的壓力時，它就迅速收縮落向中心。如果氣體云起初有足夠的旋轉(zhuǎn)，在中心天體周圍就會形成一個如太陽系大小的氣塵盤，盤中物質(zhì)不斷落到稱為原恒星的中央天體上。在收縮過程中釋放出的引力能使原恒星變熱，當中心溫度上升到1000萬度以上，由氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍说臒岷朔磻?yīng)能提供足夠的能量，使星云內(nèi)部壓力與引力處于相對平衡狀態(tài)，一顆恒星就正式誕生了恒星的質(zhì)量范圍在0.1-100個太陽質(zhì)量之間。更小的質(zhì)量不足以觸發(fā)核反應(yīng)，更大的質(zhì)量則會由于產(chǎn)生的輻射壓力太大而瓦解。78第七十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三原始星云原恒星79第七十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)彌漫說的理論，恒星形成可分為兩個階段，開始時先由極其稀薄的物質(zhì)凝聚成星云并進一步收縮成原

恒星，然后原恒星才發(fā)展成為恒星80第八十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三鷹狀星云（老鷹星云）81第八十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三鷹狀星云82第八十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三三葉星云1747年法國天文學家勒讓蒂爾首先發(fā)現(xiàn)了三葉星云，在它的中心有一個包含有熾熱年輕恒星的疏散星團。這些恒星發(fā)出強烈的輻射轟擊周圍星云中的氫原子，使它們失去了電子，當電子與質(zhì)子再次組合時，它便發(fā)射出奇特的光——其中之一就是在星云中所能見到的紅色。

83第八十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2、主序星階段—恒星的中年期當恒星中心溫度達到700萬度以上時，開始核聚變反應(yīng)，恒星停止收縮，形成了正常的恒星，進入了主序星階段。主序星階段占恒星一生壽命的90%，是恒星最穩(wěn)定的階段，類似于人類的中年時期。84第八十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三85第八十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三86第八十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三草帽星系M104圖片說明：草帽星系M104真的很象一頂帽子，它正好側(cè)對著我們，除了中心眾多的亮星外，還有一條矚目的暗色帶子穿過星系盤的中心。數(shù)十億顆年老的恒星使得星系中心彌漫的核球顯得很大，仔細分析還可以發(fā)現(xiàn)其中有很多亮點實際是球狀星團M104壯麗的塵埃環(huán)中包含了眾多年輕而明亮的恒星。近來的一些研究認為該星系的核心部分可能存在一個超大質(zhì)量的黑洞。(質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的10億倍),草帽星系距離我們5000萬年，位于室女座，用小型天文望遠鏡就可以看見。87第八十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三暴怒的太陽釋放出強力耀斑圖片拍攝于2001年4月88第八十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2003年11月4日太陽耀斑，美國國家海洋和大氣局太空環(huán)境中心將其定為X28級，是人類有史以來記錄的最大的太陽耀斑。89第八十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動。周期約為11年。這一增亮釋放的能量相當于10萬至100萬次強火山爆發(fā)或上百億枚百噸級氫彈的爆炸的總能量。太陽風暴可能對高度信息化的人類社會以災(zāi)難性打擊、毀壞供電系統(tǒng)、影響GPS的無線電信號。90第九十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三3、紅巨星階段—恒星的老年期恒星在燃燒發(fā)光到幾十年后，氫含量逐漸消耗殆盡，氦核越來越大，恒星中心開始冷卻，由于熱核反應(yīng)的能量供應(yīng)不足，引力與斥力開始不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)上的失衡使整個星體向中心坍縮，恒星便開始一鼓一縮的脈沖式運動。收縮使溫度增高，緊貼在核心外面的物質(zhì)開始進行氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)，并使氦核收縮，而恒星外層開始膨脹，體積急劇增大，表面溫度降低并發(fā)出紅光，最后生成“紅巨星”。紅巨星的體積很大，半徑一般比太陽大100倍；如果恒星質(zhì)量足夠大（太陽的8~25倍），恒星的外層就會因急劇膨脹而發(fā)生劇烈爆炸，并產(chǎn)生超新星。恒星開始進入第四階段——臨終期。91第九十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三獵戶座紅巨星92第九十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三1987年2月23日，一位加拿大天文學家在大麥哲

倫星云中發(fā)現(xiàn)了一顆超新星，被命名為“1987A”93第九十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三4、白矮星和中子星—恒星的臨終期恒星演化到后期，星體的變化有越來越劇烈、越來越復(fù)雜。最后產(chǎn)生大爆發(fā)，拋出大量物質(zhì)。外部形成行星狀星云，內(nèi)部塌縮成一顆致密的天體——白矮星，或中子星，或黑洞。恒星最后演化的途徑，和恒星質(zhì)量、恒星氦核演變有關(guān)。一般認為，大質(zhì)量的恒星演化到后期要發(fā)生塌縮或大爆發(fā)，成為超新星，拋出大量物質(zhì)，中心留下一個中子星或黑洞，而中小質(zhì)量的恒星則比較平穩(wěn)地拋出物質(zhì)，形成行星狀星云，中央殘核留有一顆致密天體——白矮星。這就是恒星最后的歸宿。94第九十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三中子星中子星是由一種叫做中子的基本粒子組成的超密度恒星，它的直徑只有10千米左右，其密度特別大，1立方厘米可達1億噸以上，自轉(zhuǎn)特別快。中子星是1967年在狐貍座內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，由于它周期性地出脈沖，因此又叫脈沖星。95第九十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

“蝴蝶”星云是美國宇航局于2009年9月10公布的，編號為NGC6302，它位于天空南半球，“蝴蝶”星云向我們提供了一個類似太陽的恒星崩潰時的詳細資料96第九十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三環(huán)狀星云又稱為M57

或NGC6720.位在天琴座內(nèi)，形狀像環(huán)的行星狀星云。藍色代表靠近高溫中心星區(qū)域的熾熱氣體，慢慢地轉(zhuǎn)變?yōu)檩^外面也是較低溫的綠色和黃色區(qū)域，以及最邊緣也是最低溫的紅色氣體。除此之外，在星云的邊緣附近，還可以看到許多黝黑的條狀結(jié)構(gòu)。環(huán)狀星云位在北天的天琴座(lyra)內(nèi)，大小約為一光年光，距離我們約有2000光年遠。

97第九十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三行星狀星云NGC7027，位于天鵝座灼熱的中央是白矮星98第九十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三99第九十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三三、宇宙演化的未來**“凡是形成的東西都是要滅亡的”**宇宙有起源就有終結(jié)；100第一百頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三黑洞：黑洞是時空中這樣的一個區(qū)域，任何物

質(zhì)一旦進入該區(qū)域，便永遠不能出來。

黑洞是一種看不見的異常天體；60年代以后，成為天文上最具誘惑力的搜索對象。與一切可見天體相比，黑洞正是最強的引力場源，能使鄰近處時空彎曲得相當厲害，以致把任何東西都裹卷其內(nèi)，甚至光線也不能幸免。

右圖形象地表示了這一點：一旋轉(zhuǎn)黑洞的時空結(jié)構(gòu)宛若一個大漏斗，把萬物全部吞下。101第一百零一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三黑洞示意圖左圖表明了當黑洞靠近一個天體時，它會吸走這個天體的部分物質(zhì)，被吸引的物質(zhì)呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)，它所發(fā)出的X-光能夠被天文學家檢測到。這樣就能夠勾畫出引力場圖形。黑洞的引力比其它天體的引力要大的多！102第一百零二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

右圖為“室女星系”的M87，這個核心附近的星球極其密集，并且快速向中心移動。據(jù)科學家推測，那里存在一個黑洞。

103第一百零三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三紅巨星、白矮星、中子星、和黑洞的比較104第一百零四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

以克爾黑洞為例：克爾黑洞有一個靜界和一個外視界，靜界是一個旋轉(zhuǎn)橢圓面，外視界是一個球面，包含在靜界和外視界之間的空間稱為能層。物體進入能層尚還可以從中再返回到黑洞外部的空間，一旦物體進入了外視界，便永遠不能再逃出來了。克爾黑洞靜界和視界105第一百零五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三霍金1.從1965年到1970年間，霍金跟彭羅斯進行了密切的合作，證明了廣義相對論的奇性不可避免。2.也就是說，按照廣義相對論，宇宙必然起源于一個大爆炸奇點；同時，在黑洞中必然存在無限大密度和無限大時空曲率的奇點。3.這樣，時間起始于大爆炸奇點，終止于大擠壓奇點（整個宇宙的坍縮）或者黑洞中的奇點（局部區(qū)域的坍縮）。4.這是霍金在經(jīng)典廣義相對論框架里取得的一個重要成果。106第一百零六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三牛頓引力黑洞107第一百零七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三牛頓引力黑洞的空間和時空圖108第一百零八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三史瓦西黑洞109第一百零九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三史瓦西黑洞示意圖110第一百一十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)自然界演化的方式一、漸變和突變1.漸變①量的漸變：也就是量變，如時間的流逝等②質(zhì)的漸變：是指新質(zhì)的逐漸積累和舊質(zhì)的逐漸衰減，從結(jié)果上看是質(zhì)的飛躍和漸進過程的中斷，但從發(fā)展過程上看，它實際上又是一個緩慢的、漸進的過程，例如語言的變化、社會的變化、自然的變化（如地球繞著太陽旋轉(zhuǎn)，四季的變化）。通常，漸變的過程都可以用微積分的方法給以圓滿解決。111第一百一十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)自然界演化的方式一、漸變和突變1.漸變①量的漸變：也就是量變，如時間的流逝等②質(zhì)的漸變：是指新質(zhì)的逐漸積累和舊質(zhì)的逐漸衰減，從結(jié)果上看是質(zhì)的飛躍和漸進過程的中斷，但從發(fā)展過程上看，它實際上又是一個緩慢的、漸進的過程，例如語言的變化、社會的變化、自然的變化（如地球繞著太陽旋轉(zhuǎn)，四季的變化）。通常，漸變的過程都可以用微積分的方法給以圓滿解決。112第一百一十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2.突變“突變”一詞，法文原意是“災(zāi)變”，是強調(diào)變化過程的間斷或突然轉(zhuǎn)換的意思。突變是質(zhì)變的另一種形式,也是漸進過程的中斷,但卻是不經(jīng)過任何過渡階段而從一種質(zhì)態(tài)到另一質(zhì)態(tài)的飛躍。例如火山、地震突發(fā)，突然的雪崩、汽車突然失控等。突變型飛躍所造成的不連續(xù)性，常常把系統(tǒng)的行為空間變成不可微的，非線性的，具有非常明顯的偶然性，因此是用微積分無法描述的。宇宙演化實際上是一系列漸變和突變導致的結(jié)果113第一百一十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三最早提出突變論的是法國科學家居維葉，現(xiàn)代突變理論1972年由法國數(shù)學家雷內(nèi)·托姆在《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形態(tài)發(fā)生學》中提出，是一種運用拓樸學、奇點理論和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等數(shù)學工具，研究自然界中各種非連續(xù)性突然變化的理論，托姆提出了七種突變類型：折迭突變、尖頂突變、燕尾突變、蝴蝶突變、雙曲臍突變、橢圓臍形突變以及拋物臍形突變。托姆為此成就而榮獲當前國際數(shù)學界的最高獎——菲爾茲獎。114第一百一十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三2、漸變與突變的辨證關(guān)系①對立區(qū)別：主要表現(xiàn)為時間和空間上的差異：例如太陽耀斑與太陽正常的核反應(yīng)、地殼運動中地幔一般波幅與地震運動、恐龍滅絕與其它生物消亡、社會或人生的正常運行軌跡與突遇變化等。115第一百一十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三四川汶川地震破壞力最大的時間為瞬發(fā)后的79秒，斷層（破裂）長度達216km，表現(xiàn)為突然的單側(cè)破裂其帶來的地質(zhì)影響正常情況下或許要幾百萬年都難以達到116第一百一十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三117第一百一十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三②相互統(tǒng)一P63A.相互依存：如同快慢、大小等總是相比較而存在一樣。例如恐龍消亡之所以被稱為是突變的，但實際上消亡也肯定有一個時間過程，只是這個時間過程相對于大多數(shù)生物消亡而言要快很多而已。教材p63例證：超新星大爆發(fā)所體現(xiàn)的漸變與突變118第一百一十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三B.相互包含：在某個層次上稱為突變的現(xiàn)象在更高級的層次上可能是漸變，相反，在高級層次上是漸變的東西，在低級層次上就可能是突變的。例如局部地震、火山爆發(fā)、洪水突發(fā)、基因突變等，如果我們把這些現(xiàn)象放到更大范圍更高層次中去考察，可能就是漸變性質(zhì)的C.相互轉(zhuǎn)化二種方式：▲通過數(shù)量積累（增加豐度）為突變創(chuàng)造條件。沒有一定的豐度，即使有誘因也不能產(chǎn)生突變▲通過災(zāi)變

“反應(yīng)閾能值”119第一百一十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三米勒實驗圖示120第一百二十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三3、漸變和突變的原因和根據(jù)

①分叉

系統(tǒng)在發(fā)展過程中會出現(xiàn)多種可能性和多種分支，而非單一的因果的、線性的發(fā)展狀態(tài)，在動態(tài)系統(tǒng)演化過程中的某些關(guān)節(jié)點上，系統(tǒng)的定態(tài)行為(穩(wěn)定行為)可能發(fā)生定性的突然改變，即原來的穩(wěn)定定態(tài)變?yōu)椴环€(wěn)定定態(tài)，同時出現(xiàn)新的定態(tài)，這種現(xiàn)象就是分叉。分叉又是一種閾值行為，只要系統(tǒng)的非線性作用強到一定程度，就可能出現(xiàn)分叉。121第一百二十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三

②漲落

在物質(zhì)系統(tǒng)中，因構(gòu)成系統(tǒng)的要素的性能會有偶爾的變異，也因要素自己的耦合會有偶然的起伏，同時還因環(huán)境會對系統(tǒng)帶來隨機的干擾，因此，刻劃系統(tǒng)整體狀態(tài)的宏觀量常常很難始終保持在某個平均值，而會出現(xiàn)隨機漲落。如果系統(tǒng)處于近平衡態(tài)的穩(wěn)定系統(tǒng)來說，這種漲落會被收斂平息或者可能隨生隨滅，系統(tǒng)的運動發(fā)展會表現(xiàn)為向某種狀態(tài)的自發(fā)回歸，如果系統(tǒng)處于遠離平衡狀態(tài)，系統(tǒng)對微小的隨機漲落也會變得極為敏感，隨機漲落可能會誘發(fā)分叉（身體與外部環(huán)境變化、社會穩(wěn)定與隨機漲落）。122第一百二十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三普里高津：結(jié)構(gòu)—功能—漲落

與系統(tǒng)的穩(wěn)定性

決定論的

功能

結(jié)構(gòu)漲落（隨機的）

123第一百二十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三二、人類活動對自然演化方式的影響1.影響方式①使?jié)u變轉(zhuǎn)化為突變②使突變轉(zhuǎn)化為漸變2.影響性質(zhì)包括積極的、消極的、未知的**以三峽和其它大壩建設(shè)為例124第一百二十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)自然界演化的方向一、自然界演化的不可逆性可逆：“天道循環(huán)，一寒一暑”，“無往不復(fù)”——《易經(jīng)》“大曰逝，逝曰遠，遠曰返”——老子經(jīng)典力學：給定初始條件和運動方程，就可以準確的推出物體在任何時刻的狀態(tài)。不可逆:君不見，黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)回，君不見，高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪。

——李白“人不能二次踏進同一條河”——赫拉克利特“子在川上曰，逝者如斯夫”——毛澤東詩詞125第一百二十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三“關(guān)于存在的物理學”和

“關(guān)于過程的物理學”從牛頓力學到相對論、量子力學，物理學基本定律都是守恒律，都是時間可逆的，即無論t還是－t代入公式，物理學定律都不變，一切動力學過程都是可逆的這里不包含過去與未來的任何區(qū)別，不存在什么時間之矢。而沒有時間演變的世界必然是確定的，因此愛因斯坦說：“上帝不擲骰子”，“過去、現(xiàn)在和將來之間的區(qū)別只不過是一種幻覺”。牛頓和愛因斯坦都以確定的自然法則，向我們描繪了一幅無時間的確定性的世界圖景。

126第一百二十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三一般來說，如果系統(tǒng)從某一狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一狀態(tài)后，能夠再回復(fù)到原來的狀態(tài)，并且同時使系統(tǒng)的環(huán)境也回復(fù)到原狀，則這種過程是可逆的；反之，如果系統(tǒng)及其環(huán)境一經(jīng)變化之后，不能回復(fù)，則這個過程就是不可逆的。人們把映射：t→—t稱為時間反演變換，如果描述一個過程的動力學方程在時間反演變化下保持不變，則該過程是時間反演對稱的，亦即是可逆過程，換言之，所謂可逆性就是過程的時間反演對稱性。而相反，則稱為不可逆性。因此，從根本上講，可逆與不可逆實際上反映了自然演化的狀態(tài)對時間的關(guān)系。127第一百二十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三說明：自然界中發(fā)生的所有過程本質(zhì)上都是不可逆的，不僅熱傳導、質(zhì)量擴、化學反應(yīng)、生長發(fā)育、物種進化等都是不可逆的，因為物質(zhì)系統(tǒng)每一次與環(huán)境發(fā)生物質(zhì)、信息能量交換之后，其初始狀態(tài)都不可逆完全恢復(fù)，不可逆是絕對的，可逆則是相對的，是一種理想的過程或者說是忽略和舍去了許多規(guī)定的抽象，即使是經(jīng)典力學所研究的運動過程，如果考慮到摩擦、阻力等因素，實際上也是不可可逆的，而電動力學、量子力學等也是一種簡化了的認識，是忽略了不可逆性真實過程的理論近似。128第一百二十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三“將自然規(guī)律描述成原則上是完全可逆，只不過是實在的極度簡化的表象的產(chǎn)物”。

——玻姆《現(xiàn)代物理學中的因果性和機遇》“那許許多多塑造著自然之行的基本過程本來是不可逆的和隨機的，而那些描述基本相互作用的決定性和可逆的定律不可能告訴人們自然界的全部真情”

——普里高津《探索復(fù)雜性》

129第一百二十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三但是，在科學研究的實踐中，不僅對不可逆的過程的理解往往離不開對可逆過程的研究，比如，卡諾不以理想的可逆過程為基礎(chǔ)去研究熱力循環(huán)，就不可能得到對系統(tǒng)不可逆性作出定量表述的熱力學第二定律。所以，可逆性和不可逆性都是相對對方而言的，都在對方中得到說明和對照，得到量度和描述，這恰恰體現(xiàn)出二者之間辨證的既相互區(qū)別相互對立又相互依存的關(guān)系。關(guān)于“可逆悖論”問題，實際上也是可逆與不可逆辨證性的一種表現(xiàn)。130第一百三十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三熱力學研究人們發(fā)現(xiàn)：一個孤立的系統(tǒng)內(nèi)，熱傳導過程初始時是溫度不均勻分布的狀態(tài)，溫度梯度較大，而隨著時間的推移，熱傳導的繼續(xù)，溫度趨于均勻分布熵將最終達到極大值而使系統(tǒng)進入熱平衡狀態(tài)，而這種熱平衡狀態(tài)是不可能自發(fā)回復(fù)到初始狀態(tài)的。這種對稱性破缺實際上說明了，時間在這里已經(jīng)不是一個標量而是一個矢量，因此，時間已經(jīng)不再是系統(tǒng)運動的外在參照，而是與系統(tǒng)演化的過程和方向緊密聯(lián)系在一起的。普利高津：“時間是我們存在的基本維度”。131第一百三十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三愛丁頓（A·Eddington）時間之矢：對可逆性問題的研究，使得人們從演化的角度對時間箭頭意義有了新的思考。例如，一個按牛頓力學運行的理想拋物線，如果時間倒流，拋物體就回從落點回到拋射起點，在時間倒流的圖景中，軌跡和速度的變化仍然符合牛頓力學。但對于物質(zhì)擴散過程則不同，時間的倒流會使擴散的物質(zhì)回收，這顯然不符合擴散定理。由此看來，不同的理論關(guān)于時間箭頭是有不同的理解的。因此就有了“關(guān)于存在的物理學”、關(guān)于過程的物理學”的區(qū)分。不可逆變化的特點：與時間箭頭相聯(lián)系，未來與過去是不同的，不具有時間反演化的對稱性132第一百三十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三不可逆性在自然演化中的意義不可逆過程導致的時間過程破缺具有很重要的實際意義，因為它意味著，只有在不可逆存在的情況下，演化才有可能，質(zhì)的多樣性也才有可能。但早期研究發(fā)現(xiàn)，不可逆過程往往會導致導致熱平衡狀態(tài)，不可逆對事物的發(fā)展似乎總是起著破壞有序結(jié)構(gòu)的作用，從而會使系統(tǒng)從有序趨向無序。133第一百三十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三如果不可逆發(fā)生在進平衡態(tài)附近，那么它的作用就確實是破壞性的。因為，在一個孤立系統(tǒng)內(nèi)部自然發(fā)生的過程總是使系統(tǒng)不可逆地趨于熵取極大值的平衡態(tài)——一種分子混亂程度最大化的狀態(tài)，因此不可逆過程總是起耗散能量和破壞有序結(jié)構(gòu)的消極作用，會使系統(tǒng)從有序走向無序。但如果不可逆發(fā)生在遠離平衡非線性的平衡區(qū)，再加上其它條件，不可逆過程就會對事物發(fā)展具有重要的建設(shè)性的作用。134第一百三十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期三貝納德花樣

在一個金屬盤子里放進一些液體，然后在盤子底部加熱。液層中出現(xiàn)的溫度梯度