科哲 系统自然观2课件

第一篇自然观系统自然观演进自然观生态自然观一章.自然观的演化一、自然观

是人们关于自然界以及人与自然关系的总的看法和根本观点。

来自于对当时科学成果的概括和提炼。自然观的演化史

神话形态的自然观古代自然观巫术形态的自然观原始形态

理性形态的自然观中国古代古希腊中世纪的自然观（神学和宗教意义）近代自然观（机械唯物主义，形而上学）现代自然观（辩证法形态，在继续进化之中）二.中国古代自然观春秋战国（前770—221）学术繁荣、百家争鸣,初步奠定中国古代知识体系。正好与古希腊的繁荣交映生晖。百家争鸣,主要有：儒、墨、道、法、名、阴阳。最重要：儒、墨、道三家。两汉到明清,总体儒道交融,墨学中绝。儒学主导,道学延绵。元气论、阴阳五行学说对中国古代科学影响很大。1.《周易》--儒家的最高典籍《易经》大约形成于殷周之际,传说伏羲氏始作八卦,周文王推演为六十四卦。《易传》旧说孔子（前551—前479）所作,近认为是战国以来的解易作品汇集。有天地,然后万物生焉。生生之谓易。《易》有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦。刚柔者,立本者也。刚柔相推而成变化。兼三才而两之,故《易》六画而成卦。天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。2.道自然观

老子（约前580—前500）开创。

庄子（约前369—前286）继承、发扬。道,可道,非常道；名,可名,非常名。无名,天地之始；有名,万物之母。道生一,一生二,二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。元气论对古代科学的影响明代生物学家王逵《蠡海集》：天\雨露霜雪:气地:气+形草木土石:气+形+性鸟兽虫鱼:气+形+性+情(人类:气+形+性+情+义)中医吸收元气论,用以解释人体生命活动现象。构成人体的物质;包括秉受于父母精卵结合的阴阳之气（先天之气）,也包括出生后来自呼吸的空气和从饮食消化吸收的营养物质（后天之气）；构成人体脏腑经络体系的这些物质所表现出来的生理功能。例如脾胃之气，指消化功能；卫气，指防御功能等。4.阴阳五行学说《尚书·洪范》：五行：一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。春秋战国,五行学说与阴阳学说结合起来。顺序：木、金、火、水、土。西汉董仲舒（约前178—前104）体系化。木、火、土、金、水。五行相生、五行相胜。天人感应,人副天数。近代（日常）：金、木、水、火、土。5.中国古代自然观的特点弥漫性物质（气论）、强调关系（阴阳、五行）朴素辩证法（阴阳辩证法）；自发运动变化（《易》—循寰演化、生成论）；规律与本体相联系（阴阳变化、道）；自然、人生和社会相联系（天人合一）四.古代自然观的特点整体上对自然界本质和规律的直观考察，勾勒了自然界发展变化的总体画面，肯定了自然界的物质性和统一性，初步论述了自然界事物相互联系、相互作用的辩证法，提出了矛盾运动是世界万物发展变化的内在原因。四.古代自然观的特点局限：质朴性：把自然界统一为具体事物；思辨性：圆圈式的简单循环；猜测性：有启发性，但幼稚、神秘色彩。所以，称为“朴素的辩证自然观”（与当时的科学水平相适应）五.欧洲中世纪神学自然观约公元5—15世纪千年间，欧洲中世纪，阿拉伯成为东西方交流的桥梁，保留了许多古希腊科学；中国成为东方科学文化的最杰出代表。欧洲，基督教统治，神学意识渗透到社会每一个角落，不仅人们的自然观意识是神学迷信的，甚至自然科学也成为神学的俾女。中世纪，一切研究都带上了强烈的宗教色彩。如有怀疑，便会被告密，带上异端的罪名，就可能被宗教异端裁判所判处极刑。六.近代（初期）科技和自然观14、15世纪,资本主义生产方式,纺织业、金属冶炼和机械加工等,工场手工业。商品经济、开拓市场的需要远航探险和地理发现天文知识和地理知识、数学和力学的发展；伴随着文艺复兴（厌恶神性、张扬人性）和宗教改革运动,在科学领域中产生了以天文学开始的科学革命。牛顿4.形而上学的机械自然观初期,力学首先得到较充分发展,相应地人们也就用力学的观点来解释世界。（《动物是机器》（笛卡儿,1596-1650）,《人是机器》（1747,拉美特利）,《社会静力学》（斯宾塞,1820-1903），……。机械决定论。方法,非常重视观察和实验在科研中的作用,重视分析、归纳分类；在事物、规律分类的过程中,把事物孤立起来,看成不变的、静止的研究对象。为技术设计提供了有效的理论基础；社会生活中机械轰鸣,人们按照钟表的指示规定着自己的行动。机械自然观深入人心不可避免,占据了统治地位,成为绝大多数自然科学家所持有的自然观。形而上学的机械自然观,以物质的原因来解释各种自然现象的,因而在反对宗教神学的斗争中,在自然科学从宗教神学中解放出来,都起过积极的作用。绝对化,最终会严重束缚科学家思想,阻碍科学发展。力学难解释：运动如何发生？天体怎样运动起来？不同物质形态如何转化？不得不把造物主请回来,把神从前面赶出去,最终又把神从后门请进来。随着科学进步,形而上学自然观陈腐了,将要被辩证唯物主义自然观所取代。七.19世纪科学与辩证唯物主义自然观18世纪下-19世纪上,英国产业革命,前后经历了70~80年。随后,美50-60年代、德70-80年代、俄80年代末,先后完成;日世纪之交。科学的发展：电磁、热、化学、染料、肥料、古生物、地质等。产业革命开始科学和大工业结合的新时期,但19世纪末期才真正显示出来。1.19世纪上中叶的科学物理学、化学、生物学、地质学等发展起来。分门别类的研究→自然界各过程的联系;分析既成的事实→自然过程的变化发展;力学为尺度→各种运动形式的特殊本质。总之,科学由运用观察、实验、解剖等经验方法收集积累材料阶段,进入到对所获经验材料进行综合整理并从理论上加以概括说明的阶段。2.五方面的科学成就天文学方面：太阳的起源和演化德国哲学家康德提出关于太阳系起源的星云假说,(后来拉普拉斯也独立提出类似假说,并运用数学的证明,使之得到较广泛承认,被合称康德-拉普拉斯星云假说)。“天”在演化中,给形而上学自然观打开了第一个缺口。地质学方面：赖尔的地质渐变论英国地质学家赖尔《地质学原理》（1883）,提出“渐变论”——力图从自然的原因来解释自然,驳斥了“灾变论”和“神创说”。“地”在演化之中,也是打破形而上学自然观的重要科学根据。能量守恒与转化定律,电磁理论上中叶,德医迈尔、英业余焦尔、德物理生理赫尔姆霍兹、英律师格罗夫、丹麦科学家柯尔丁等,不同研究,独立发现。揭示了热、机械、电、化学等各种运动形式的统一性,物理科学的第二次大综合,摧毁了各种运动形式之间彼此割裂的形而上学观点,消除了人们对于“世外造物主的最后记忆”。（物质运动处于普遍联系中）3.（德国古典）哲学上的成就德国古典哲学,18世纪末19世纪初,包括从康德到黑格尔的古典唯心主义和费尔巴哈的人本学唯物主义。优秀成果特别是黑格尔“合理内核”和费尔巴哈“基本内核”为马克思和恩格斯批判继承,成为马克思主义哲学观点、自然辩证法的直接的理论来源。康德（1724—1804）,开创德古典哲学;提出星云假说,发现矛盾。（承认）“自在之物”和（只能认识）“现象”;四对“二律背反”：正：世界在时间、空间上有限。反：世界在时间上和在空间上无限。正：世界上由单一东西构成。反：没有单一的东西;一切都是复合的。正：世界上有出于自由的原因。反：没有自由：一切都是自然。正：世界因系列里有某种必然。反：里边没有必然,一切都是偶然的。黑格尔（F·Hegel,1770—1831年）,近代唯心辩证法大师,系统地阐述了辩证法。建立庞大的哲学体系：“绝对观念”辩证发展过程,经历：逻辑阶段、自然阶段和精神阶段。相应地,《哲学全书》包括《逻辑学》、《自然哲学》和《精神哲学》三部分。逻辑学：绝对精神的发展,有（存在）→本质→概念（绝对精神,矛盾已调和,外化为自己的对立面——自然界）自然哲学：机械性→物理性→有机性（顶点是人,就有了精神）精神哲学：主观精神（个人意识）→客观精神(社会意识)→绝对精神（通过艺术,宗教,哲学认识绝对精神自己）于是,黑格尔在他的倒立的思辩哲学体系中，把整个世界描述为一个“过程的集合体”，猜到了自然界的演化发展。恩格斯：“黑格尔第一次—这是他的巨大功绩—把整个自然的、历史的和精神的世界描写为一个过程,即把它描写为处在不断的运动、变化、转变和发展中,并企图揭示这种运动和发展的内在联系。”4.辩证唯物主义自然观的创立马克思恩格斯概括和总结了时代自然科学的成果,批判地吸收德国古典哲学的合理成分,建立起来辩证唯物主义的自然观、自然辩证法。辩证唯物主义的自然观,马克思恩格斯创立,主要是恩格斯所阐述,集中体现在《自然辩证法》,《反杜林论》等经典著作中。辩证唯物主义自然观的主要思想和观点自然界是客观存在的物质，物质世界是无限的。自然界是永恒运动、变化、发展着的，时间和空间是物质运动的存在形式。自然界各种事物之间、运动之间、过程之间是普遍联系着的。人类起源及其与自然界的关系自然辩证法的建立,是人类自然观、科学技术方法论和科学技术发展观的划时代变革。（《自然辩证法概论》11-12）自然观：立足于时代科学成果之上，批判了机械论和形而上学，对于自然界演化发展的既唯物又辩证的理解。科学认识论和方法论：置根于社会实践基础上，批判了唯理论和经验论，坚持能动的反映论立场。科技观：深刻揭示科学发展的内在逻辑，并把科学技术作为一种社会现象来考察，从而深刻揭示了科学技术的实质及其发展规律。第二章辩证唯物主义自然观的发展

——系统自然观

系统自然观——自然界的系统存在方式演进自然观——自然界的系统演化生态自然观——人、自然与社会的协调发展1、现代科学技术成果对恩格斯自然观的贡献？（举例说明）2、分析系统、要素、结构、功能、环境等概念的含义及其相互关系。3、系统的层次性？系统层次之间的相互关系？4、如何用耗散结构理论解释系统新的有序状态（或稳定性）的形成？耗散结构形成的条件？5、自然物质系统演化的基本图景及规律？6、自然物质系统的演化遵循那些基本规律？思考题——系统自然观

第一节系统自然观产生的现代自然科学前提第二节自然界物质的系统性第三节自然物质系统的层次性第四节自然物质系统的稳定性与可变性第五节自然界的演化图景第六节

自然界演化的基本特征与规律第一节系统自然观产生的

现代自然科学前提

（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）世纪之交的物理学革命相对论量子力学分子生物学系统论非线性自组织理论混沌理论一、物理学新发现和物理学革命1、世纪之交物理学三大发现X射线：1895，（德）伦琴放射性：1896，（法）A•

H•贝克勒尔电子：1897，（英）J•J•汤姆逊2、物理学上空的“两朵乌云”“以太漂移”的否定结果：1887，M-M黑体辐射和“紫外灾难”：1900，瑞利3、物理学革命——相对论、量子力学诞生二、相对论爱因斯坦（AlbertEinstein,1879—1955）1905年创立狭义相对论两个基本原理：爱因斯坦相对性原理光速不变原理

洛仑兹变换方程组

时空观的变革：尺缩效应；钟慢效应；质增效应；质能关系式。相对论1916年，爱因斯坦建立广义相对论验证：水星轨道近日点的反常进动光在引力场中传播时发生频移光线在引力场中发生偏转

（《物理学史简编》P702）相对论否定了牛顿的绝对时空观，揭示了空间与时间、空间时间与物质及其运动、质量与能量之间存在的辩证关系。爱因斯坦三、量子力学普朗克（MazK.E.L.Planck,1858—1947）1900年12月4日，《关于正常光谱的能量分布定律的理论》，提出能量子基本假设——量子力学诞生。量子力学标志了对微观世界认识的深入，揭示了连续性与间断性、波动性与粒子性的辩证统一，凸现了量子现象的整体性，打破了机械决定论的观念。四、分子生物学分子生物学由细胞水平深入到分子水平，在生物大分子层次上揭示了生物界基本结构和生命活动的高度一致性。（1）生命遗传规律的探索（2）分子生物学的建立（1953，DNA）（3）基因工程的发展转基因动物转基因植物克隆技术干细胞研究五、系统科学非线性科学自组织理论40年代系统工程,一般系统论,控制论,信息论等60-70年代,耗散结构论,超循环论,协同论80年代,混沌理论,分性理论,孤子理论当代探索复杂性科学前沿整体和部分,有序与无序，结构和功能,涌现，非线性世界与线性简化1、系统论系统论以“系统”的观点自然界，提出了系统与要素、结构与功能等新的范畴，揭示了自然界物质系统的整体性、层次性、动态性和开放性。2、非线性自组织理论耗散结构理论协同学突变论超循环理论无序有序3、混沌理论混沌理论：混沌理论提供了一种关于系统演化的分叉与混沌方式，他把简单性与复杂性、有序性与无序性、确定性与随机性、必然性与偶然性等统一在更为深广的自然图景之中。

有序无序六、计算机科学技术、网络技术40年代出现计算机50年代晶体管计算机60年代集成电路计算机70年代大规模集成电路计算机,人工智能知识工程,ARPANet,计算机网络80年代神经网络计算机再兴起,因特网信息化，全球化，地球村，知识经济,赛博空间（Cyberspace）,虚拟现实，伦理、法律，新型人际关系，人机关系。概括和提炼现代自然科学，特别是系统科学的发展，一方面揭示了系统是物质存在的基本形式，另一方面也为揭示自然界运动变化的原因问题提供了科学的方法，揭示出自然界物质的相互作用是复杂的、立体的因果网络，是系统的、整体的因果联系。现代自然科学，特别是系统科学的发展，还深刻地触及了自然界运动和演化的方向问题。恩格斯指出：“自然界不是循着一个永远一样的不断重复的圆圈运动，而是经历着实在的历史。”自然界运动演化方向性的揭示，是辩证唯物自然观新发展的又一重要内容。自然观的产生和一定时代的科学发展水平相适应。随着自然科学的发展，辩证唯物主义自然观在不断地接受着检验并不断得到发展。系统自然观

自然界

存在的是什么？

如何存在，怎样看待这种存在？

对第一个问题的回答：——自然界的物质形态

对第二个问题的回答：——自然界物质的系统性——自然物质系统的层次性——自然物质系统的稳定性与可变性——自然界演化的基本特征与规律

第二节自然界物质的系统性

自然界的物质性

自然界物质的系统性

自然界自然界

广义的自然界是指整个宇宙，包括非生命世界、生命世界和人类社会。

狭义的自然界则是指与人类社会相区别的物质世界，即人类社会生活的自然环境。天然自然与人工自然

人工自然

天然自然

自然界的物质性自然界物质形态的多样性与统一性一、天然自然和人工自然科学所认识的天然物世界技术所创造的人工物世界地球上人工物与天然物的复合天然自然与人工自然

人工自然（三个层次：人工控制的自然、人工培育的自然、人造自然物）

天然自然（两个层次：人类尚未认识到的那部分自然、人类观测所及但尚未受到人类实践手段影响的那部分自然界）（一）、科学所认识的天然物世界宇观世界宏观世界微观世界1。宇观世界级宇宙学的标准模型层级式构造

（恒星、星系、星系团、超星系团、总星系）太阳、太阳系（九颗行星、60多颗卫星）银河系（太阳、两千多亿颗恒星）本星系群（银河系、仙女座星系、40多个小星系）本超星系团（本星系群、室女座星系团、大熊星系团、50来个较小的星系团）太阳系太阳系银河系宇宙起源------大爆炸假说

大爆炸模型认为,最初的宇宙是连10-25厘米3也未充满的超高温、高密度的“一点”。大约180亿年前,这“一点”突然爆炸了,仅用10-36秒,伴随着真空相转移的过冷却现象,“一点”做了瞬间几十个数量级的膨胀,成为一厘米规模的宇宙。其后宇宙继续膨胀,温度从几十亿摄氏度开始下降，大约在5500万摄氏度时,由降温过程的能量,生成中子、质子它们又合为原子核,这些过程仅有3分钟。约30万年后当宇宙的温度下降到3000摄氏度时,自由电子被原子核捕捉形成原子。在随后的大约3000万年中那些原子继续外冲,宇宙也继续冷却,到宇宙温度降至绝对零度之上167K时,原子开始化合形成稀薄气体。此后因密度波动、引力作用、部分收缩,向新的天体进化。再经过100多亿年,显示出多种多样的物质形态,成了今天的宇宙。大爆炸模型宇宙演化2。微观世界及粒子物理的标准模型

构成原子、核子、基本粒子粒子之间的相互作用

自然界中四种基本的相互作用①

引力相互作用--媒介粒子：引力子/强度：最弱/作用距离：长②

电磁相互作用--媒介粒子：光子/强度：强/作用距离：长③

强相互作用----媒介粒子：胶子和介子/强度：最强/作用距离：短④

弱相互作用----媒介粒子：中间玻色子/强度：较弱/作用距离：短粒子物理的标准模型

以上述基本粒子的三大家族（夸克、轻子、规范玻色子）和上述三种或四种相互作用为基点，来解释粒子物理观测结果的理论模型，称为粒子物理的标准模型。在此模型中，物理世界由约62种粒子构成，它们通过各类相互作用而形成各种复合粒子，进而再形成各种原子。3。宏观世界及其复杂性构成非生命宏观世界：布朗粒子、地面物体、小行星、行星生命界宏观世界：生命大分子、细胞、机体、种群、群落人们已发现存在的动物(含昆虫)就有150多万种；植物30多万种；微生物8～9万种。宏观世界的复杂性生命界与非生命界的对立

非生命界：经典物理能量守恒、热力学