自然界的存在方式.ppt
自然界的存在方式现在学习的是第1页，共63页参考书目参考书目1 1、柯林武德：、柯林武德：自然的观念自然的观念2 2、怀德海：、怀德海：科学与近代世界科学与近代世界3 3、贝塔朗菲：、贝塔朗菲：一般系统论一般系统论4 4、拉兹洛：、拉兹洛：用系统论的观点看世界用系统论的观点看世界5 5、拉兹洛：、拉兹洛：进化进化广义综合理广义综合理论论现在学习的是第2页，共63页6 6、哈肯：、哈肯：协同学：大自然构成的奥协同学：大自然构成的奥秘秘7 7、艾根：、艾根：超循环论超循环论8 8、普利高津等：、普利高津等：从混沌到有序从混沌到有序9 9、普利高津等：、普利高津等：探索复杂性探索复杂性现在学习的是第3页，共63页补充理解补充理解关于自然的哲学关于自然的哲学辩证自然观的基本理解辩证自然观的基本理解系统自然观的一般理解系统自然观的一般理解现在学习的是第4页，共63页关于自然的哲学研究关于自然的哲学研究 界定：界定：运用自然科学的研究成果，对自运用自然科学的研究成果，对自然最基本然最基本属性属性(存在与演化）的存在与演化）的哲学探究哲学探究现在学习的是第5页，共63页 问题范畴：问题范畴：第一：自然界万物由什么第一：自然界万物由什么构成构成，如何如何存在存在？第二：自然界万物由什么第二：自然界万物由什么生成生成，如何如何演化演化？现在学习的是第6页，共63页 理论建构原则：理论建构原则：从经验自然科学中来，与经验从经验自然科学中来，与经验自然科学不矛盾自然科学不矛盾现在学习的是第7页，共63页辩证自然观的基本思想辩证自然观的基本思想1 1、自然是、自然是物质物质的的2 2、运动运动不灭不灭3 3、时时间间和和空空间间是是物物质质的的固固有有属性和存在方式属性和存在方式现在学习的是第8页，共63页4 4、自自然然界界的的一一切切事事物物和和现现象象都都是是矛矛盾盾的的统统一一体体，矛矛盾盾双双方方在在一一定定条条件件下下相相互互转转化化，由由此此推推动动着着自然界的运动和发展自然界的运动和发展现在学习的是第9页，共63页5 5、自自然然界界的的一一切切事事物物都都处处于于普普遍遍联联系系和和相相互互作作用用之之中中，处处于于不不断的运动和转化过程之中断的运动和转化过程之中现在学习的是第10页，共63页系统科学的基本概念系统科学的基本概念 -系统系统 结构结构 层次层次 -环境环境 行为行为 功能功能 -状态状态 演化演化 过程过程现在学习的是第11页，共63页系统自然观的基本内涵和思想系统自然观的基本内涵和思想一般系统论的基本思想：一般系统论的基本思想：整体性整体性观念观念 相互联系观念相互联系观念 演化发展观念演化发展观念现在学习的是第12页，共63页1.1 1.1 自然界存在的系统性自然界存在的系统性重点把握问题：重点把握问题：何谓万物皆系统？何谓万物皆系统？系统分析的方法能够给予我们系统分析的方法能够给予我们什么方法论启示？什么方法论启示？现在学习的是第13页，共63页 核心问题：为什么说自然界万核心问题：为什么说自然界万物皆系统？你是否认可这一说法物皆系统？你是否认可这一说法？现在学习的是第14页，共63页问题可分解为问题可分解为：1、什么是什么是“系统系统”如何定义一如何定义一个系统？个系统？2 2、是否存在事物不是系统、是否存在事物不是系统判定系判定系统的基本判据是什么？统的基本判据是什么？3 3、是否万物皆系统、是否万物皆系统万物皆系万物皆系统这一命题是否具有普遍性？统这一命题是否具有普遍性？现在学习的是第15页，共63页问题的拓展问题的拓展4 4、系统最根本的属性是什么？、系统最根本的属性是什么？5 5、系统分析的方法可以给予我们、系统分析的方法可以给予我们什么启示？什么启示？现在学习的是第16页，共63页1 1、如何界定一个系统？、如何界定一个系统？相互作用的多元素的复合体相互作用的多元素的复合体如果一个对象集合中至少有如果一个对象集合中至少有两个两个可以区分可以区分的对象，所有对象按照的对象，所有对象按照可以辨认可以辨认的特有方式相互的特有方式相互联系联系在在一起，就称该一起，就称该集合集合为一个系统为一个系统现在学习的是第17页，共63页系统的构成系统的构成系系统统组成组成结构结构环境环境 功能功能相互关联相互关联现在学习的是第18页，共63页系统构成系统构成(1)(1)系统的组成（组分）系统的组成（组分）至少由两个可以区分的对象至少由两个可以区分的对象 集合中包含的对象称为系统的集合中包含的对象称为系统的组分，最小的，即组分，最小的，即不需要不需要再细分再细分的组分称为系统的元素或要素的组分称为系统的元素或要素现在学习的是第19页，共63页(2)(2)系统的结构系统的结构 组分及组分之间关联方式（系组分及组分之间关联方式（系统把其元素整合为统一整体的模统把其元素整合为统一整体的模式）的总和式）的总和现在学习的是第20页，共63页(3)(3)系统的环境：系统的环境：EnvironmentEnvironment系统系统S S之外一切与之外一切与S S具有不可忽略的联具有不可忽略的联系的事物集合系的事物集合环境对系统形成及其稳定性的影响环境对系统形成及其稳定性的影响使得环境意识或环境适应的观念构使得环境意识或环境适应的观念构成系统分析的一个重要方面成系统分析的一个重要方面现在学习的是第21页，共63页(4)(4)系统的功能系统的功能 从外部、从系统与环境的关系来考从外部、从系统与环境的关系来考察的系统行为，指的是系统对外察的系统行为，指的是系统对外界环境起作用的能力界环境起作用的能力现在学习的是第22页，共63页关于系统定义中的三个基本特征关于系统定义中的三个基本特征1 1、系统中存在着相互区别的实体，称之为、系统中存在着相互区别的实体，称之为元素元素2 2、元素之间存在着某种、元素之间存在着某种关系关系或关系的网络或关系的网络3 3、这些关系对于产生出一个与周围环境区、这些关系对于产生出一个与周围环境区别开来的别开来的新的新的组织整体、新的系统分析层组织整体、新的系统分析层次次是充分的是充分的现在学习的是第23页，共63页2 2、是否存在事物不是系统？、是否存在事物不是系统？是否存在不可分元素？是否存在不可分元素？如，夸克是否不可分？是否如，夸克是否不可分？是否以非系统方式存在？以非系统方式存在？一尺之锤，日取其半，万一尺之锤，日取其半，万世不竭世不竭现在学习的是第24页，共63页从原子到夸克从原子到夸克现在学习的是第25页，共63页人的认识是有限的，今天的科学还不能人的认识是有限的，今天的科学还不能指出夸克是否有它的组成元素和结构，指出夸克是否有它的组成元素和结构，是什么样的系统。或者说，根据现有的是什么样的系统。或者说，根据现有的科学知识还难以把夸克看成一个系统。科学知识还难以把夸克看成一个系统。但是，它们是作为微观物理系统的一但是，它们是作为微观物理系统的一个组成部分，存在于系统之中，因而个组成部分，存在于系统之中，因而要对他它们有确切理解，也不能完全要对他它们有确切理解，也不能完全抛开系统方式抛开系统方式 现在学习的是第26页，共63页可分可分可分割可分割可分辨可分辨数学上的可分割数学上的可分割物理上的可分割物理上的可分割思辨上的可分辨思辨上的可分辨物理上的可分辨物理上的可分辨现在学习的是第27页，共63页 “宇宙中宇宙中并不能有天然不可分的原子或物并不能有天然不可分的原子或物质部分存在。因为我们不论假设这些部质部分存在。因为我们不论假设这些部分如何之小，它们既然一定是有广袤的，分如何之小，它们既然一定是有广袤的，我们就永远能我们就永远能在思想中在思想中把任何一部分分为把任何一部分分为两个或较多的更小部分，并可因此承认它两个或较多的更小部分，并可因此承认它的可分割性的可分割性因此，确实说来，最小的因此，确实说来，最小的有广袤的分子永远是可分的，因为它的有广袤的分子永远是可分的，因为它的本性原来就是如此。本性原来就是如此。”笛卡尔笛卡尔现在学习的是第28页，共63页是否存在堆积物是否存在堆积物？元素之间没有建元素之间没有建立相互关系的多元集立相互关系的多元集如果如果现实中现实中不存在孤立的元素，而且元不存在孤立的元素，而且元素、组分之间都相互作用，只是相互作素、组分之间都相互作用，只是相互作用强弱不同，结构水平与组织程度有高用强弱不同，结构水平与组织程度有高有低，那么就意味着不存在绝对意义上有低，那么就意味着不存在绝对意义上的非系统的非系统现在学习的是第29页，共63页3 3、万物是否皆系统？、万物是否皆系统？一方面，自然科学的经验研究表明，一方面，自然科学的经验研究表明，自然界中所有物质客体都处于系统之自然界中所有物质客体都处于系统之中或自成系统中或自成系统另一方面，如果不存在不是系统的事物另一方面，如果不存在不是系统的事物整体，则万物皆系统整体，则万物皆系统万物皆系统，就意味着系统性是自然万物皆系统，就意味着系统性是自然界万物的基本属性界万物的基本属性现在学习的是第30页，共63页4 4、系统的基本特性、系统的基本特性（1 1）相干性相干性：各要素相互作用、相互协调：各要素相互作用、相互协调非线性的相互作用非线性的相互作用（2 2）整体（突现）性整体（突现）性：系统具有其组成要：系统具有其组成要素所不具有的素所不具有的实体与性质、结构、功能实体与性质、结构、功能与规律性与规律性结构功能的关系结构功能的关系现在学习的是第31页，共63页结构结构-功能关系分析（功能关系分析（3939）F=f(E,C,S)F=f(E,C,S)系统的组成、环境与结构共同决系统的组成、环境与结构共同决定系统的功能定系统的功能 F F e,ce,c=f(S)=f(S)其中，结构对功能具有决定性作用其中，结构对功能具有决定性作用现在学习的是第32页，共63页原因作为结果的原因作为结果的INUSINUS条件条件The so-called cause,and is known to be,an insufficient but necessary part of a condition which is itself unnecessary but sufficient for the result.(INUS条件）条件）原因是结果的非必要的充分条件中的一个不原因是结果的非必要的充分条件中的一个不充分的但必要的部分。充分的但必要的部分。现在学习的是第33页，共63页(cause conditions)result（c a1 a2 an)r现在学习的是第34页，共63页功能与环境关系功能与环境关系-环境对系统形成及其稳定性产生环境对系统形成及其稳定性产生影响，系统的环境是系统功能存影响，系统的环境是系统功能存在和得以实现的条件在和得以实现的条件-但不是决定系统功能的内在根据但不是决定系统功能的内在根据 现在学习的是第35页，共63页功能与组成要素关系功能与组成要素关系-系统的组成元素是系统具有某系统的组成元素是系统具有某种功能的物质基础和物质载体种功能的物质基础和物质载体-但它不直接决定系统的功能但它不直接决定系统的功能 现在学习的是第36页，共63页金刚石原子结构图金刚石原子结构图现在学习的是第37页，共63页石墨原子结构图石墨原子结构图现在学习的是第38页，共63页功能与结构关系功能与结构关系-结构是功能的内在基础结构是功能的内在基础-结构决定功能结构决定功能现在学习的是第39页，共63页现在学习的是第40页，共63页结构与功能的关系结构与功能的关系-认识论上的意义：认识论上的意义：结构解释结构解释 结构模拟方法结构模拟方法现在学习的是第41页，共63页功能与结构的关系功能与结构的关系-功能是结构的外在表现功能是结构的外在表现,具有相具有相对独立性对独立性异构同功异构同功-认识论上的意义：功能模拟方认识论上的意义：功能模拟方法的基础法的基础 现在学习的是第42页，共63页通过部分是否可以认识整体？通过部分是否可以认识整体？-一一叶叶知知秋秋说说的的是是否否就就是是通通过过部部分分来认识整体？来认识整体？-通过部分能够通过部分能够完全完全认识整体吗？认识整体吗？-水水分分子子（H H2 2O)O)可可以以依依据据氢氢原原子子与与氧原子的性质得以认识吗？氧原子的性质得以认识吗？现在学习的是第43页，共63页（2 2）整体突现性）整体突现性突现指的是：一突现指的是：一系统新质系统新质(未未曾有过的结构或其子系统都不曾有过的结构或其子系统都不具有的功能具有的功能)作为整体的突然出作为整体的突然出现现的过程的过程突现的定义必须相应于某个宏突现的定义必须相应于某个宏观层次观层次现在学习的是第44页，共63页整体突现的原因整体突现的原因规模效应规模效应 规模大小不同导致系统性质的规模大小不同导致系统性质的差异的效应差异的效应结构结构效应（决定因素）效应（决定因素）系统组分的相干效应系统组分的相干效应现在学习的是第45页，共63页整体突现的原因整体突现的原因 当元素之间特定的模式、构型、结当元素之间特定的模式、构型、结构形成，就对组成元素施加一种约构形成，就对组成元素施加一种约束，改变这些组成元素的功能与行束，改变这些组成元素的功能与行为，甚至改变它的性质，使它们为，甚至改变它的性质，使它们整整体地体地组织协调起来，组织协调起来，作为整体作为整体而行而行动，并与其他事物以及环境发生关动，并与其他事物以及环境发生关系。系。现在学习的是第46页，共63页整体突现的原因整体突现的原因 这时，整体就变为一种新的这时，整体就变为一种新的实实体体，出现了组成元素所不具有的，出现了组成元素所不具有的特殊特殊性质性质，形成特殊的，形成特殊的行为特征行为特征，受新的行为规律支配。受新的行为规律支配。现在学习的是第47页，共63页整体突现性的基本描述整体突现性的基本描述 整体突现性也称整体突现性也称非加和性原理非加和性原理或或非还原非还原性性原理原理系统系统作为整体作为整体具有部分或部分之和所没有具有部分或部分之和所没有的性质，即整体的性质，即整体不等于不等于部分之和部分之和与此同时，系统与此同时，系统组分组分受到系统整体的约束受到系统整体的约束和限制，其性质被屏蔽，独立性丧失和限制，其性质被屏蔽，独立性丧失 现在学习的是第48页，共63页非加和原理非加和原理-非加和关系：非加和关系：n 整体整体出现出现了部分所没有的性质了部分所没有的性质n 整体整体丧失丧失了部分所具有的性质了部分所具有的性质-加和关系：加和关系：n 整体保留了部分单独存在时所具整体保留了部分单独存在时所具有的性质有的性质现在学习的是第49页，共63页突现的五大特征突现的五大特征1 1、整体性、整体性2 2、新颖性、新颖性3 3、不可预测性、不可预测性4 4、不可还原性、不可还原性5 5、下向因果作用、下向因果作用弱突现弱突现性质性质标称标称突现性突现性强突现强突现性质性质现在学习的是第50页，共63页标称突现性质（系统整体性原理）标称突现性质（系统整体性原理）系统整体具有其组成部分所不具系统整体具有其组成部分所不具有、并且有、并且不能根据部分的行为加以不能根据部分的行为加以预测的性质预测的性质 整体系统的行为不能从它的组成整体系统的行为不能从它的组成元素或从整体中分离开来的组成元素元素或从整体中分离开来的组成元素的集合的行为中加以预测的集合的行为中加以预测现在学习的是第51页，共63页通过部分通过部分不一定不一定能能完全完全认识整体认识整体 一一方方面面，整整体体突突现现性性是是系系统统的的基基本本属属性性，当当由由部部分分构构成成整整体体时时，会会有有新新质质的的突突然然出出现现和和旧旧质质的的突突然然消消失失或或被被屏屏蔽蔽，使使得得整整体体不不等等于部分之和于部分之和 另另一一方方面面，虽虽然然处处于于系系统统联联系系中中的的组组成成部部分分或或多多或或少少包包含含着着整整体体的的信信息息，但但不不能能认认为为整体的所有信息都体现在每一部分之中整体的所有信息都体现在每一部分之中因因此此，仅仅从从其其组组成成部部分分上上是是不不一一定定能能完完全全理理解系统的整体性质的解系统的整体性质的现在学习的是第52页，共63页 1.2 1.2 自然界物质系统的层次性自然界物质系统的层次性 什么是层次结构？什么是层次结构？自然界物质系统何以具有层次自然界物质系统何以具有层次结构？结构？物质系统层次结构的物质系统层次结构的基本规律基本规律是是什么？什么？现在学习的是第53页，共63页什么是层次结构？什么是层次结构？v 基本含义基本含义 -由多级相干关系逐级构成多由多级相干关系逐级构成多级整体的结构，可以逐次分解级整体的结构，可以逐次分解为子系统集合的复杂系统结构为子系统集合的复杂系统结构 现在学习的是第54页，共63页由夸克到分子上部系统层次图由夸克到分子上部系统层次图夸克夸克核子核子原子核原子核原子原子分子分子夸克夸克夸克夸克介子介子夸克夸克核子核子电子电子原子原子现在学习的是第55页，共63页 给定系统给定系统S S，如果它的元素集合，如果它的元素集合S Si i满足满足以下条件，则称以下条件，则称S Si i为系统为系统S S的一个子的一个子系统或分系统：系统或分系统：1 1、S Si i是是S S的一部分（子集合），即的一部分（子集合），即 S Si i S S；2 2、S Si i本身是一个系统，基本满足前本身是一个系统，基本满足前述系统的要求。述系统的要求。相对于相对于S Si i，S S称为整系统或母系统称为整系统或母系统形式化定义形式化定义现在学习的是第56页，共63页v 主要特点主要特点 -低层系统对高层系统具有低层系统对高层系统具有构构成性成性关系关系 -同一层次系统间存在同一层次系统间存在相干相干关关系系现在学习的是第57页，共63页自然界物质系统自然界物质系统 为什么具有层次结构？为什么具有层次结构？1 1、自然界形成层次结构的论证、自然界形成层次结构的论证 -进化论的解释进化论的解释 -数学证明数学证明2 2、基本层次结构的普遍性、基本层次结构的普遍性现在学习的是第58页，共63页物质系统层次结构物质系统层次结构 具有什么基本规律具有什么基本规律1 1、特定层次结构与特定能量状态相、特定层次结构与特定能量状态相适应（适应（P47:P47:图图1-5)1-5)2 2、特定层次系统的尺度与结合能、特定层次系统的尺度与结合能成反比（成反比（P47P47：表：表1-11-1）3 3、物质形态的多样性与丰度成反比、物质形态的多样性与丰度成反比现在学习的是第59页，共63页4 4、高、低层次物质系统的相互关、高、低层次物质系统的相互关系系 上向因果关系上向因果关系还原解释还原解释 下向因果关系下向因果关系扩展解释扩展解释 高层次的相对独立性高层次的相对独立性现在学习的是第60页，共63页一系列关系范畴一系列关系范畴v系统与非系统（系统与非系统（35-3635-36）v功能与组成元素（功能与组成元素（P40P40）v功能与结构功能与结构 （P41-43P41-43）v整体与部分（整体与部分（P36-39P36-39）现在学习的是第61页，共63页自然是什么，如何存在？自然是什么，如何存在？自然是以系统方式存在着的有机整体自然是以系统方式存在着的有机整体自然是由不同物质层次的等级结构组成的系统自然是由不同物质层次的等级结构组成的系统自然是一个动态的开放系统自然是一个动态的开放系统现在学习的是第62页，共63页现在学习的是第63页，共63页
