自然辩证法笔记

1、第一部分自然辨证法课堂笔记第一讲自然辨证法概论1、什么是自然辨证法？它是关于自然界和自然科学一般规律的研究，是关于科学技术一般方法论的研究。2、自然辨证法的内容（1）自然观：自然界、时空观、系统性、规律性。（2）科技观：科学的概念、技术的概念、科技与生产力的关系、科学发展的动力、科学 发展的规律。（3）方法论：科研选题方法、试验方法、理想化方法、逻辑方法、数学方法、 系统方法。 4、当代科学与自然辨证法：数学部分（非欧几何、拓扑学、现代数学等） 、物理学（相对论、 量子力学、大爆炸宇宙学）、分子生物学（DN*）、系统科学老三论（系统论、控制论、信 息论）、新三论（协同论、结构论、突变论）。5、

2、当代技术：原子能技术、遗传工程技术、纳米技术。6、自然辩证法的学科位置：各门具体学科一一自然辨证法一一马克思主义哲学，关系是 具体特殊一般。7、自然辨证法与具体科学的关系：总得来说是一般与特殊的关系。（1） 一般寓于特殊之中（一 般不能独立存在）（2）特殊表现一般。第二讲 自然界的系统结构1、系统的概念：由若干相互作用的要素组成的整体叫系统。系统就是要素加关系。2、系统的分类：按大小分：大、中、小型系统。按系统与环境的关系分：孤立系统、封闭系 统、开放系统。按规律的性质分：确定型、随机型系统。按组织方式：自组织、他组织系统。 按可逆与否：可逆系统（有记忆）、不可逆系统（无记忆）。按动态分：静态

3、系统、动态系统。 3、系统的性质：要素的关联性、动态相关性、系统整体性。4、系统的非加和性：即系统的整体性质和功能不是各组成要素性质和功能的简单叠加，原因 在于要素间发生了相互作用（主要有两种：协同作用，内耗作用）。意义：在认识上，要从整 体出发；在时间上，要追求整体最优化。5、自然界的层次结构：自然界有多个层次，每一个层次具有特定的性质和规律，相邻层次问 存在着过渡区，表现着不同层次的联系和转化。第三讲 自然界的系统演化1、演化概念：在一组环境参量的输入下，系统的要素、结构、功能发生变化。2、两种演化方向：达尔文的进化论代表的进化方向、热力学代表的退化方向。3、自组织理论对两种演化方向进行了

4、解决。4、系统演化的可逆性和不可逆性，牛顿力学是可逆的。对时间反演对称，则系统可逆。真实的自然界不可逆，可逆只是一种理想状态。5、广义进化的条件：（1）系统必须是开放的；（2）系统各要素之间的作用应该是非线性的相互作用；（3）系统远离平衡态；（4）临界涨落条件。第四讲人类与自然界的协调发展1、背景：几大危机：资源危机、生态危机、环境危机。2、原因人类与自然界对立的原因：人口剧增，人类中心定义概念价估，科技力量的突飞猛进，片面的发展观，工业发展中的重污染工业。3、如何实现协调发展：人口控制、实行计划生育，发展和利用技术，减轻、治理、清除 污染，开发无污染能源，在全球范围内实施可持续发展战略。4、

5、可持续发展战略是一种价值观（客体对主体的一种效益性），可持续发展是一种协调发展， 协调发展在时空上有一种等价关系，在实际中协调发展追求。第五讲科学技术及其基本性质1、科学是以概念命题等形式反映自然界、社会、思维领域规律的理论体系（认识自然） 。2、技术是根据生产实践、经验和科学原理发展成的操作方法，工艺流程和技能等（改造自然）。3、科学与技术的联系：科学需要技术做支撑，技术需要科学做指导。（1）技术的发展能为科学研究提出课题，并且提供技术平台和物质手段（2）科学研究和科学成果为技术的发展提供指导4、科学技术的一般性质：一般社会意识：科学技术无国界，科学家有国界，科学技术没有 阶级性；科学技术与

6、生产力。5、科学的特点：抽象性、简化性、简单性、深刻性、必然性、真理性。6、技术的特点：经验型、实用性、综合性、偶然性、社会性。7、科学划界的标准：可观察性、可检验性、可控制性、可重复性。第六讲科学发展的动力系统1、科技发展的内部动力：新事实与旧理论的矛盾，学术争鸣，逻辑悖论，学科内部的分化与 综合，科学研究的创新继承。2、科技发展的外部动力：生产实践，军事斗争，权利机关与政策导向，社会意识形态的影响， 哲学与自然科学的关系。3、哲学与自然科学的关系：（1）自然科学是哲学的基础，自然科学的重大发展必然会引起哲 学观的转变。（2）哲学可以为自然科学提供理论指导。4、科学发展的模式：波普尔的“证伪

7、”模式：科学不是始于观察而是始于问题。P1 （问题）一一TT （试探性的理论）一一EE （排除错误）一一P2 （新问题）。库恩的“范式”模式：性科学一一常规科学一一（常一一危机一一科学革命一一 新常规科学。举例：牛顿力学、相对论。5、科学发展的模式：星野芳郎的模式。第七讲科学方法论概述1、科学方法：为达到某目标、目的采取的步骤、措施、程序。分为：一般方法、特殊方法。2、科学方法论的分类：科研选题方法、观察试验方法、概括方法、逻辑方法（类比方法、分 析与综合、归纳演绎）、数学方法（MMf法、公理化方法、结构模型法）、系统方法（功能模 拟法、黑箱方法、灰箱方法、优化方法）、技术方法（要素置换法）。

8、3、科学方法论的价值：两个极端：（1）方法无用论：经验主义。（2）方法万能论：教条主义。第八讲科技创新人才及其培养1、创新思维方法的训练：（1）在正常的科技教育中引进方法论教育。（2）自觉举办思维方法 培训班。2、典型的创新思维方法：多重观控法、同态变换法、对偶转换法、类比移植法、直积扩维法、 降维方法、交叉学科发、价值联系法、广义偏导法。第九讲数学方法1、数学的概念：广义：关于现实世界的抽象的关系结构和形式结构的科学。狭义：是关于现 实世界数量关系和空间形式的科学。2、数学建模方法（MM方法）定义：广义：一切数学关系式和数学公式均成为数学模型。狭 义：针对具体的特殊的对象和过程建立的模型。3

9、、数学建模方法的分类：确定型、随机型、模糊性、突变型、混合型的数学模型4、数学建模的一般步骤（五步建模法）：（1）确定研究对象所属的系统。（2）确定基本量及 其性质。（3）根据相关学科的知识，确定基本量的关系，建立模型。 （4）求解模型。（5）解 的解释分析和评价。5、结构量的概念：数学上的抽象关系（二元关系、多元关系、动态关系、关系的关系）。6、结构量的特点：反应系统的整体信息、反应一个系统关系的质。7、结构量的关系：同构关系、同态关系。8、结构数学的精确性：狭义：传统数学（以数量关系为基础）的基础性。结构数学的广义精 确性：（1）结构量的可比较性。（2）逼近意义上的精确性。9、公理化方法的

10、意义：（1）它使理论体系具有严密性。（2）它帮助人们发现原有理论体系的 漏洞和不完善的地方。（3）置换公理可以催生新理论的诞生。10、一组公理要满足的条件：无矛盾性、独立性、完备性。11、系统化方法：最优化方法、黑箱方法、信息方法、功能模拟法。第二部分自然辨证法习题三、简答1、进化与退化的关系进化是事物由低级到高级，由无序到有序的发展变化，退化是事物由高级到低级，由有序 到无序的发展变化。两者是对立统一的关系，相互依赖，相互影响，进化伴随着退化，进化 以退化为前提、代价。2、观察方法与试验方法的区别观察方法是不带控制的天然观察；试验方法是带控制性的观察，通过人为控制条件，制造 自然界没有的条件

11、进行试验，易曝露出自然界的本来面目。3、归纳与演绎方法的联系与区别区别：两者程序相反，归纳是从个别到一般，演绎是从一般到个别；联系：归纳中含有演 绎，演绎中包含归纳，两者相互渗透、相互补充，不应推崇一个，反对另一个。4、数学模型的类别确定型，随机型，模糊型，突变型，混合型数学模型。5、简述波普尔科学进步模式的主要缺陷波普尔科学是：科学不是始于观察而是始于问题。P1 （问题）一一TT （试探性的理论）EE （排除错误）一一P2 （新问题）。缺点：（1）过分强调大胆猜测，忽略了逻辑思维；（2）忽略了科学渐进的过程；（3）证伪 思想有点标新立异，可证伪的恰恰是科学应抛弃的；（4）把科学与真理相对，有

12、悖唯物主义6、科学发展的内在动力新事实与旧理论的矛盾；学术争鸣：正确理论取代错误理论，较全面的理论代 替原有的理论，较深入的理论代替表面的认识，更普遍的认识代替原有的；逻辑悖论；学科内部的分化与综合；科学技术的继承与创新：渐进性与革命性的更替，不断扩 大和加深的过程。7、技术方法的主要特点经验性、综合性、实用性、偶然性、社会性。8、时间箭头的意义这句话反映了真实自然界的演化是不可逆的过程9、什么是观察渗透理论？观察渗透理论是指纯客观的观察事实是不存在的，即单纯的观察是不存在的，观察中渗透着理论，渗透着观察者的理解、猜想，欲望，它决定着观察的内容、角度和层次。10、科学与技术的联系与区别区别：科

13、学是认识自然界，技术是改造自然界。科学的特点：抽象性、简单性、简化性、 深刻性、必然性、真理性；技术的特点：经验性、实用性、综合性、偶然性、社会性。 联系：两者相互依赖，科学技术化，技术科学化。科学需要技术做支撑，技术需要科学做指导技术的发展能为科学研究提出课题，并且提供技术平台和物质手段科学研究和科学成果为技术的发展提供指导11、人工自然与天然自然的关系主要是对立统一的关系。（1）前者是人造的，是为了满足人类的需求而建立的，适合人 类的生存，有可能破坏天然自然。（2）后者是天然的，不适合人类的生存。（3）人工自然改 变天然自然，对天然自然造成了一定的影响，所以人类改造天然自然既要满足当代人的

14、需求， 又不能过度索取，两者应该协调发展。12、自然辩证法与具体科学的关系总得来说是一般与特殊的关系。（1） 一般寓于特殊之中（一般不能独立存在）。即自然辩 证法来源于自然科学，同时对具体科学提供理论基础。（2）特殊包含一般，特殊表现一般。13、科学技术发展的外部动力（1）生产实践（2）军事斗争（3）权力机关与政策导向（4）社会意识形态的影响5（5）哲学与自然科学的关系。14、公理体系需满足的条件（1）无矛盾性（2）独立性（3）完备性15、”科学技术是第一生产力”的含义（1）科学技术是推动现代生产力发展的重要因素和重要力量。（2）科学技术是现代生产力发展和经济增长的第一要素。（3）现代化科学技

15、术的超前性对生产力发展具有先导作用。16、技术的主要特点经济性、实用性、综合性、偶然性、社会性。17、科学的主要特点（1）抽象性（2）简化性（3）简单性（4）深刻性（5）必然性（6）真理性18、类比移植方法的内容概括来说就是把相似性的物体通过类比化难为易，具体来讲就是利用两个不同对象之间 的相似之处，把适用于一个对象的概念、原理或方法用于另一个对象，从而获得另一个对象 研究上的突破。19、人工语言与自然语言的优缺点人工语言：指人工符号系统、数字公式等。优点：含义准确，表达准确。缺点：比较单 一，不能表达复杂的感情。自然语言：指日常生活用语。优点：含义丰富，能表达细腻的思想。缺点：易发生歧义。2

16、0、数学建模方法的主要程序（五步建模法）：（1）确定研究对象所属的系统（2）确定基本量及其性质（3）根据相关 学科的知识，确定基本量的关系，建立模型（4）求解模型（5）解的解释分析和评价。21、人类与自然界的基本关系主要是对立统一关系：（1）对立：人类需求无限与自然界供给有限两者之间存在着矛盾。（2）统一：人类来源于自然界，人类依赖自然界，并遵守自然规律。22、系统演化中可逆与不可逆的关系可逆是不可逆的简化理想状态，不可逆是演化的真实状态，可逆的过程在现实中可以变 为不可逆的，不可逆过程在理想状态下可以变为可逆过程。真实的自然界是不可逆的，在理想状态下就变得可逆了，任意事物都由可变和不可变两

17、个方面，可变对应着不可逆，不可变对应着可逆。可逆与不可逆是具有相对性。23、自然界认识中可知与不可知的关系6两者具有相对性:两者是相对于一种观控方式而言（观察水平、模式、手段等的不同） 如原子在低倍显微镜下看不到，在高倍显微镜下却能看到。24、人工自然的两面性人工自然，如楼房，大坝等，这些都是人工制造的，但它们又是自然界的。一方面，它 们满足人们的某种需求；另一方面，它们对环境造成了一些影响，特别是一些不利的影响。 25、科学与非科学的区别科学划界的标准：可观察性、可检验性、可控制性、可重复性。非科学性不满足部分或全部的标准。26、科学研究中继承与创新的关系继承是科研中的连续性，是量变；创新是

18、科研中的间断性，是质变。继承是创新的基础，以创新为目标；创新是继承的发展、突破。27、数学模型的概念广义：一切数学关系式和公式均称为数学模型。狭义：针对具有特殊对象和过程建立的模型。28、数学上精确性的概念狭义：传统数学基础；广义精确性：结构量可比较性，逼近意义上的精确性。29、结构量的概念抽象关系及其组合。抽象关系指直积的子集合。30、系统的概念由若干相互作用的要素组成的整体叫系统。系统就是要素加关系。31、组合扩维法的意义（1）提高辨识度（2）创新的思维角度。32、科学观察法的要求（1）避免主观性，力求客观；（2）全面系统的去观察；（3）选择典型材料，包括对象和 条件；（4）连续性观察；（

19、5）注意精确性观察，注意细节和微小变化。33、按照自组织理论，一个系统具备哪些条件才会进入有序状态（1）开放系统（2）有非线性的相互作用（3）远离平衡状态（4）临界涨落。34、穆勒五法求同法、差异法、求同存异法、共变法、剩余法。35、波普尔的科学发展模式波普尔的“证伪”模式：科学不是始于观察而是始于问题。P1 （问题）一一TT （试探7 性的理论）一一EE （排除错误）一一P2 （新问题）。评价：积极方面：（1）科学始于问题，具有创新性；（2）把科学看成是永不停息的动力 系，值得肯定。不足：（1）过分强调大胆猜测，忽略了逻辑；（2）忽略了科学渐进的过程；（3）证伪思想有点标新立异，可证伪的恰恰

20、是科学应抛弃的。（4）把科学与真理相对，有悖唯物主义。36、库恩的科学发展模式库恩的“范式”模式：前科学一常规科学一反常一危机一科学革命一新常规 科学。库恩的科学发展模式是在克服了积累式和证伪主义两种模式片面性的基础上，综合了二 者的合理因素所提出的一种新模式。评价：积极：（1）把进化与革命结合起来，把科学看成是质变和量变交替进行的过程， 符合实际.（2）符合科学事实。缺点：（1）范式的概念不确定；（2）把科学定位一尊，过于 绝对化；（3）反对提出一些新的挑战。四、论述题1、从科学划界的角度，批判伪科学科学与非科学的区分属于科学划界问题，当非科学伪装成科学时就会成为伪科学。科学 划界问题的核心

21、是科学划界标准。辩证唯物主义认为科学与非科学有着本质的区别，科学具 有可观察性、可控制性、可检验性、可重复性，而可检验性是验证科学与非科学的根本标准。 可检验性首先意味着试验方法是最重要的科学方法， 任何科学理论必须能够经得起实验检验； 其次，可检验性保证了科学发展观的社会承认机制的客观性和合理性。伪科学是伪装成科学的非科学，是一种违反了科学规范，违背科学精神的社会现象，其 内容不具有客观真理性，其基本特征是欺骗和伪装。伪科学是一种现代迷信，他们的共同点 就是把假的说成真的，把非科学伪装成科学以达到某种庸俗低级甚至卑鄙的目的。我国伪科 学大致有四种：江湖骗子、学术骗子、政治骗子、商业骗子。伪科

22、学通常与别有用心的宣传 和诈骗连在一起。因此，打击伪科学要规范学术行为、政治行为、商业行为，建立反欺诈的 法律体系和监控机制。2、通过某一具体科学技术问题说明数学建模方法以解数学应用题为例来说明五步建模方法：（1）确定研究对象所属系统，即确定数学应用 题属于什么类型的题目；（2）确定基本量及其性质，即确定题目中的变量及其各自的性质，8 谁是自变量，谁是因变量；(3)根据相关学科知识，确定基本量的关系，即分析判断写出其 基本量之间的关系；(4)求解模型，即求解方程等；(5)解的分析和评价，即检验解是否符 合该数学应用题的所有要求。3、从人类与自然界协调发展的角度，论可持续发展观的意义。当前，人类

23、和自然界处于对立状况，随着人口急剧增长，人类的科技力量急剧增长，人 类改造自然的能力变大，资源危机、生态危机、环境危机日益严重，自然灾害发生的频率也 越来越大，为了减轻环境恶化，使得人与自然界协调发展，我们必须实行可持续发展战略。可持续发展是指既满足当代人的需求， 又不对后代人的需要造成危害的发展。 换句话说， 就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展 经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境， 使子孙后代能够永续发展和安居乐业。主要通过以下措施来达到可持续发展：控制人口、实 行计划生育，发展新技术、从源头上治理污

24、染，发展新技术、开发可代替的心得无污染能源， 在全球范围内实施可持续发展战略。4、论在教学中如何培养创新型人才(1)在教学的过程中授之于鱼，不如授之于渔。既要教授知识，又要传授方法，方法比 知识更重要，掌握了方法，学生从此获得更多知识。(2)增加科技史知识，学生对自己所学学科的发展史、沿革有了深刻的认识，才能更加 关注学科前沿知识，培养更大的兴趣。从继承和创新的关系来看，学习科技知识，相当于科 学研究中的继承，在继承的基础上才能更好的发展。(3)因材施教，因人而异。(4)在不同阶段采取不同的方法。小学、初中注重兴趣的培养，高中开展特色性课程教 育，大学、研究生则注重引导学生向前沿性课题迈进。(

25、5)成长需要空间，应当始终把发展独立思考和独立判断的能力放在首位。(6)重视实践环节。学习和研究要站在科学的前沿，体验实践的呼唤，感知时代的脉搏。 既要善于发现、提出问题，又要注重科学精神和人文素养，能够从科学和人文角度观察、解 决问题。(7)人格培养有助于创新。培养学生高度的责任感，激发学生追求科学、追求真理的激 情，把自己的发展与国家、人民的命运连接起来，只有这样才能最大限度的挖掘学生的创新 潜能，最大程度的激发学生追求真理，献身科学的持久热情。(8)人才是熏陶出来的，培养学生开放的心态以及团结协作的精神。只有在开放的环境9 中，加强协作，才能兼收并蓄，集思广益，有所创新。5、评论库恩德科

26、学发展模式前科学一常规科学一反常一危机一科学革命一新常规科学。当一种新的范式建立起来后，一场革命就宣告结束，在心范式的指导下，科学又进入了一 个新的常规发展的时期，科学发展就是常规科学和科学革命不断交替、循环往复的过程。库恩的科学发展模式是克服了累积式和证伪主义两种模式片面性的基础上，综合了两者的合理因素，所提出的一种新的模式。该模式在一定程度上反映看科学发展历史过程中实际存 在着量变和质变，肯定与否定的辩证关系，从理论形态上表达了科学家们朴素的科学革命观。 6、论系统非加和原理的方法论意义系统非加和原理说的是系统中各要素存在复杂的相互作用、相互影响，各要素不是简单的机械相加；要素是系统的要素

27、，系统是由要素组成的系统，离开了系统的要素就失去了 其在系统中的作用；系统非加和原理要求我们从系统的整体出发，协调好各因素，使其发 挥最有效益。例如，以足球队，各个队员自身素质都很好，简单组队，各自为政，并不一定 是一个好的球队，只有经过训练，使团队协调性变好，这样一个球队作为一个整体才能发挥 最佳水平；综上所述，系统非加和原理表明系统要素不是简单的加和，而是一个复杂的有 机结合体，因此分析考虑问题，要从整体出发，使系统整体最优。7、论哲学与自然科学的关系一般和特殊的关系。哲学是一般，自然科学特殊，一般寓于特殊之中，一般本身不能独立 存在，特殊表现一般。哲学存在于科学之中，科学展现出哲学原理，

28、自然科学是哲学的基础， 哲学对自然科学有指导作用8、分析近现代以来，人类和自然界矛盾激化的原因课堂笔记第四讲（2）片面追求经济增长，缺乏整体协调观念，忽视人在发展中的主体地位和作用片面追求经济增长，忽视人与自然的平衡片面追求经济增长，忽视了发展的可持续性资源短缺，人均资源少，低质资源比例高，生态环境不断恶化9、论科学技术数学化的趋势及意义数学作为研究现实世界中空间形式和数量关系的学科历来就是科学技术的重要工具，科学技术数学化，也就是现代科学技术的计量化、电算化；各门学科的普遍应用，是现代科学朝 着数学化方向发展的重要标志；经典数学、随机数学、模糊数学的相继发展为研究事物的必10 然现象、偶然现象