2022年自然辩证法概论经典思考题和答案文件 .pdf
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1、1 1 论述自然界演化的复杂性问题(一)渐变与突变自然界中,当某一具体自然物的演化表现为缓慢、逐渐和连续的形式,这种演化就成为渐变。渐变普遍存在于自然界,如星云引力收缩、海陆变迁、大陆漂移、地球公转周期的变化、岩石的变质作用、 海洋水分的蒸发、 大多数物种的形成、 胚胎的发育等等。但是,当同一自然物的演化表现为短暂、变化强度迅速激烈、变化量大、呈现间断性的形式,这种演化就被称为突变。例如距今5.3 亿年的寒武纪早期,地球生命突然出现了从单样性到多样性的飞跃。再如,有的质量比太阳大得多的恒星在其演化后期,当内部燃料耗尽时,由于自身强大的引力作用,星体会突然坍塌。与此同时,向外的冲击波把外层物质猛
2、烈地抛向星际空间,这就是一直恒星世界最剧烈的超新星爆发。其他的自然界突变还有火山爆发、洪水泛滥、小行星撞击地球、森林大火等等。渐变和突变虽然都是自然界演化必然表现的两种形式,但一般说来,无论时间上还是空间上,渐变比突变都表现得更普通、更经常。因此,可以说自然界的演化更多表现为渐变形式。同时渐变与突变是对立统一的。所谓对立是指渐变和突变有着不同的特征性,在时间和空间上存在不同的表现形式。统一性表现为,渐变和突变的相对性,渐变和突变是相互依存的。在自然界演化过程中,没有绝对的渐变和突变。离开了渐变,就无所谓突变;离开了突变,渐变也就无从谈起。渐变和突变也是有层次性的,在同一自然物质层次上,简便和突
3、变有其具体的表现形式,可以进行严格的界定。某种具体的自然变化过程,在低层次可以称为突变,而在高层次,则属于渐变。最后渐变和突变时可以相互转化得。在一定条件下,渐变可以转变为突变,突变也可以转变为渐变。(二)有序和无序有序和无序是描述自然物质系统之间和系统内部各要素之间关系的范畴。有序是指系统内部的要素和系统之间有规则的联系和转化,以及系统运动转化的有规则性;无序是指系统内部的要素或系统之间无规则的组合,以及系统运动转化的无规则性。在自然物质系统中,没有绝对的有序或无序,有序或无序都是相对的和相互渗透的。 热力学第三定律告诉我们,绝对零度是达不到的,也就是说,绝对的有序是不可能实现的。空间结构极
4、其有秩序的晶体,用 X 射线进行衍射分析,才会发现位错和畸变;激光的方向虽然有序,但也有其他方向的散射光。反之,无规则运动的分子也有其自身的规则性和秩序,并在宏观上有可度量的一面。同时,有序和无序有是可以相互转化的。弥漫无际的星云可以转化为有序的太阳系,无序的自然光可以转变成有序的激光,无序的大气可以转变成有规则的雪花;冰加热熔化后,会失去原来分子结构的有序性。(三)平衡和非平衡平衡和非平衡是标志系统矛盾运动的范畴。平衡是指矛盾双方势均力敌,处于静止的状态,即对立双方暂时的相对统一。非平衡是矛盾双方力量对比有一定的差异,因而处于显著变动的状态。平衡对于非平衡而言,是暂时的和相对的。在自然物质系
5、统中,平衡和非平衡有着多样性的表现。在天体、地球、生物的演化过程中,可以随处看到平衡与非平衡的矛盾运动。一切平衡都以绝对运动为前提条件,热力学平衡、化学平衡、生态平衡、都是运动的结果。平衡并不是没有运动和变化,只是这些变化表现为不足以改变系统状态的涨落。布鲁塞尔学派通过局域平衡假设沟通了平衡与非平衡的研究方法,也展示了平衡与非平衡的相互渗透,相互依赖的辩证关系四。布鲁塞尔学派还把平衡和非平衡同有序和无序、稳定和不稳定的范畴联系了起来。他们发现,一个热力学系统在平衡态和近平衡态是稳定的,不可以产生新的有序结构。只有在远离平衡态的某一关节点上,才能由稳定到不稳定,发生质变,形成新的稳定的有序结构。
6、只有在远离平衡态的某一关节点上,才可能由稳定到不稳定,发生质变,形成新的稳定的有序结构。物质系统可通过与外界的能量和物质交换,从平衡态转化为近平衡态,并进一步转化为远离平衡态,并在特定条件下形成有序结构。这就是平衡与非平衡的相互转化。2 论述物质系统中的辩证法问题。(一)系统和要素的辨证关系物质系统是有若干物质要素组成的。物质要素都必然属于某一特定的物质系统,物质要素是物质系统存在的基础,而物质系统则是物质要素的存在方式,二者关系是辨证的。赫拉克立特说“自然也追求对立的东西,它是从对立的东西中产生和谐。”我国国语中有“夫和实生物,同则不继。”的思想。1、二者的不同对立性在于(1)系统与要素在性
7、质、功能、数量、关系、构成方式等方面都是不同的。如人体和器官。(2)系统所具有的新质是要素本身所不具有的,不是要素的简单相加。整体功能大于部分。2+2+2=8 或 1+1=3 2、二者的同一性表现在(1)物质系统和要素的关系具有相对性组成系统的要素有自成系统,他们又是由下一级的要素所组成的。而系统相对与上一级系统而言,它又成为它的要素。(2)系统与要素具有相互依存性(3)作为物质要素的部分与作为物质系统的整体具有全息相关性。(4)系统和要素还表现为相互转化的关系。通过要素的“递进相干”转化为系统,通过系统的“递阶分解”又转化为要素。(二)结构和功能的辨证关系物质系统中的诸要素通过一定的结构才成
8、为一个统一的整体。功能是物质系统与其环境之间相互联系的方式,是物质系统的外在模式。结构和功能的关系是变这个统一的,没有无结构的功能,也没用无功能的结构。物质系统的结构决定其功能,结构是功能的基础,而功能的发挥对结构又有反作用,功能的优化或退化,有可能导致结构的进化或退化。同时,功能与结构也并非名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 2 绝对对应,同一结构,可能有多种功能;同一功能也可以用不同的结构来实现。(三)系统和环境
9、的辨证关系(1)系统的环境是系统存在和发展的前提和基础。“一切以条件为转移”,系统不能离开它存在的条件,条件改变系统发生相应的改变。(2)系统的复杂性与环境的复杂性具有相关性。(3)系统与环境具有双向选择性。环境选择系统表现为物竟天择,适者生存。系统选择环境,表现为系统发展过程中的分叉与突变,表现了系统的目的性。3 第六态物质的发现及其哲学意义。现已发现的物质形态有固态、气态、液态、等离子态及新发现的玻色一爱因斯坦凝聚态和费米子凝聚态根据“费米子凝聚态”研究小组负责人德博拉金的介绍,“费米子凝聚态”与“玻色一爱因斯坦凝聚态”都是物质在量子状态下的形态,但处于“费米子凝聚态”的物质不是超导体。量
10、子力学认为,粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类:一类是费米子,得名于意大利物理学家费米;另一类是玻色子,得名于印度物理学家玻色。这两类粒子特性的区别,在极低温时表现得最为明显:玻色子全部聚集在同一量子态上,费米子则与之相反,更像是“个人主义者”,各自占据着不同的量子态。“玻色一爱因斯坦凝聚态”物质由玻色子构成,其行为像一个大超级原子,而“费米子凝聚态”物质采用的是费米子。当物质冷却时,费米子逐渐占据最低能态,但它们处在不同的能态上,就像人群涌向一段狭窄的楼梯,这种状态称作“费米子凝聚态”。科学家们在1995 年已成功地通过将具有玻色子特征的原子气体冷却至低温,获得所谓的“玻色一爱
11、因斯坦凝聚态”。由于没有任何2 个费米子能拥有相同的量子态,费米子的凝聚一直被认为不可能实现。2003年,物理学家找到了一个克服以上障碍的方法,他们将费米子成对转变成玻色子。这一研究为创造“费米子凝聚态”铺平了道路。德博拉金领导的联合研究小组, 将具有费米子特征的钾原子气体冷却到绝对零度以上的十亿分之一度,此时钾原子停止运动。绝对零度相当于一273 15。试验中,科学家用激光方法远远达不到费米子凝聚所要求的温度。为此,还要把原子放到“磁杯”中进行蒸发冷却。他们将气体约束在真空小室中,并采用磁场和激光使钾原子配对,成功地创造出“费米子凝聚态”。其哲学意义有:A.没有不可以认识的事物,只有尚未被认
12、识的事物。物质的第六态在未被发现之前是尚未认识的事物,但最终还是被人们发现并进行研究。B.主观与客观的辩证统一关系。为了获取费米子凝聚态只有在实践的基础上达到主官与客观达到具体的历史的统一。发挥主观能动性,积极认识世界,改造世界。C.任何事物都是运动变化发展的。对物质的物理形态的认识经过三态,四态发展到五态,六态。D.矛盾的普遍性和特殊性。在物质的第六态中也存在矛盾,而其又有自身的特殊性。E.认识要不断的深化、 扩展和推移。 人们对物质世界的认识是一个不断深化、扩展和推移的过程。F.联系具有普遍性。 物质的第五态与第六态之间也存在在着联系。G.实践是认识的基础。 只有通过实验室中的实验才能认识
13、到费米子凝聚态的存在与否及其具体性质。4 自然界演化的趋势及哲学思考。(一)自然界演化总趋势的两种基本观点1、进化论从原始的星云物质到和谐有序的太阳系,从高温的物质团块到大气、陆地、海洋、山川分明的地球,从原始海洋生物汤、亚细胞生物岛临海绿原、飞禽走兽、生机勃勃的生态系统,从茹毛饮血的森林古猿到驾驶自然力、驰骋宇宙的现代人类,自然界演化的历史与现状,向我们展示了一幅物质运动从低级到高级、从简单到复杂、 从无序到有序的生动图画。它用铁一般的事实表明:世界不仅是在变化运动之中,而且是在进化着、发展着的。所谓“进化论”只不过是对这一事实的承认。自然界物质运动进化的事实,尽管对我们都是最直接、最密切的
14、,它的时间、空间范围对地球人类来说也已足够大,但它毕竟是整个客观物质世界宇宙中,一个有限、局部时间、空间范围内出现的情况。哲学中通常所说的物质运动的总趋势是进化、发展,而不是倒退或循环,即哲学的进化发展观,尽管容易为人们所接受,但它实际上仍然是从有限范围的事实材料归纳出的,它的普遍性有待于进一步实践检验。2、热寂说关于物质运动状态变化方向性的问题,两类自然科学的答案曾经是不同的。天文学、地学、生物学似乎是“演化的科学”,它们明显地展现了运动从低级向高级发展的演化方向;物理学、化学似乎是“存在的科学”,它们所研究的运动状态随时间的变化没有特别的方向性。热力学第二定律发现,则将方向性第一次引入物理
15、学,成为物理学、化学这一类学科从存在的科学到演化的科学的转折点。但热力学第二定律所揭示的演化方向,却与从低级到高级的演化相反。热力学第二定律表述为:任何孤立物质系统的熵永远随时间而增加,或者开放系统除去相互传输的那部分熵之外,系统内部产生的熵永远随时间而增加。克劳修斯在提出热力学第二定律之后,又把它推广到整个宇宙。他认为:宇宙的能量不变,宇宙的熵趋向于极大值。这样,便得出自然界物质运动总趋势势必是从有序到无序的结论。一切较高级的运动形式终将全部变为均匀、平衡的热运动这样一个极端的无序状态。虽然能量守恒,但是运动转化的能力却永远丧失名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
16、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 3 了,如同死寂一般。这就是克劳修斯所说的“宇宙热寂”状态。热寂说所主张的,是世界随时间日趋没落、退化的演化观点。(二)对热寂说的分析和批判一种观点认为热力学第二定律是从有限世界得来的,因而不能应用到无限的宇宙上。另一种观点则直接否认宇宙是一个“孤立系”。实际上,这两种观点本身是相互关联的,都预先设定了宇宙是一个“无限的”“非孤立系”的前提。并且一再企图证明,宇宙是漫无边际的物质,各个部分都是相互联系的,宇宙之外还有宇宙,因而不存在孤立部分。膨
17、胀理论,膨胀会使各类物质的温度降低,一般来说,不同物质的温度随着膨胀而降低的速度不一样。辐射温度随膨胀降低得较慢,而粒子则较快。这就是说,随着宇宙的膨胀,原来温度相同的两种物质会变得不同,即TrTm,产生温度差,引力理论,在宇宙范围内引力是主导的,所以哪怕是宇宙开始时是均匀的,无结构的,它也会产生出非均匀的有结构的状态。各种尺度的天体,就是依靠这种非均匀化的过程聚集而成的。从早期的均匀宇宙到现在非均匀宇宙就是这样演化的。引力使宇宙由简单到复杂,从无序(混乱)到有序(有结构),从热平衡生成非热平衡。按照非平衡自组织理论,可以认为,当宇宙中的黑洞足够多,达到了出现新序的阈值的时候,黑洞之间的相互作
18、用就可能产生新的不均匀性,从而导致更大的引力中心的出现,直到最终形成巨黑洞,它能将宇宙间的一切物质吸入其内,当其黑洞的质量密度达到宇宙临界密度时,新的质能转化过程新的大爆炸就产生了。显然,宇宙的循环演化在巨黑洞中相通了。巨黑洞是宇宙演化中物质的归缩、能量的聚集地。在这里不仅“热寂说”无立足之地而且终于找到了似乎消失了的能量。现代宇宙学的研究表明,宇宙未来演化的趋势取决于宇宙的质量密度。若宇宙的质量密度小于临界密度,那么宇宙是开放的、无限的,就会像现在这样一直膨胀下去;若宇宙的质量密度等于临界密度,那么宇宙是平坦的、无限的,它也会永远膨胀下去;若宇宙的质量密度大于临界密度,则宇宙是闭合的、有限的
19、,引力吸引将最终是宇宙停止膨胀而转变为收缩。静止质量可以使宇宙由膨胀转变为收缩,从而形成宇宙的永远重复的连续更替。5 量子纠缠现象的哲学思考。量子纠缠指两个或多个量子系统之间的非定域、非经典的关联。由于其对量子力学的基础具有决定性的影响,随着它的不断发展 ,也迫使我们对世界的基本认识进行不断修正。A.该理论的发展促进了对量子力学基本问题的理解,对“实在”有了进一步的认识。所谓的“实在”,应用两个层次来定义。一个事物,当它独立于人们的意识之外,未被测量之时,可以称之为“自在之物” 。在量子力学中是用一个近似的与环境分量分开的量子态来表示的 ,在某种意义上说,客体是一种绝对的东西,不包含任何信息。
20、然而 ,当客体测量之后,便转化为 “为我之物”,即通常所说的现象 ,反映出一系列的数据,这才是相对地被我们认识的东西。量子力学中的波函数则是通过虚拟的测量,把这两个层次的“物”沟通了起来。因此量子力学认为,只要我们知道粒子与环境相互作用的知识 (哈密顿量 ) ,就可以统计性地预告实际测量时将会出现什么现象。B.量子纠缠使我们认识到在构成世界的一切基本粒子之间存在着基本的关联,关联是一切事物的根本属性量子纠缠告诉我们,在两个或两个以上的稳定粒子间,会有强的量子关联。无论自旋或其投影,在测量之前并不存在。在未测之时,二粒子态本来是不可分割的。量子纠缠所代表的在量子世界中的普遍量子关联则成为组成世界
21、的基本的关联关系。或许用纠缠的观点来解释“夸克禁闭” 之谜 ,更加有利于我们的理解。同一个质子,在不同的过程中有不同的表现,在理解它时需要考虑不同的组分和不同的动力学。一个质子在本质上是一个无限的客体。我们需以量子关联来代替以往分离的实在。C.量子纠缠理论证明任何测量都会破坏系统原有的纠缠态,我们不可能得到完整的关于事物的信息,但通过特定手段的测量可以得到物体的某一信息测量实在论坚持物理测量的本体论性,并不否认或排斥主体在测量过程中的“介入”。主体介入测量和测量参照主体是完全不同性质的两个方面。主体介入测量并未改变测量的实在性或本体论性,而恰恰拓展了测量的意义、功能。它使狭义的测量概念更为丰富
22、,具有更多的规定性。测量实在论反对的是将测量还原为或参照主体的精神状态,而不是反对主体在测量过程中能动的、必然的和有意义的结构性介入。正是在这个意义上,测量实在论所坚持的仅仅是物理测量在认识论上的本体论性,而不是把物理测量本身看做是本体论意义上的实在本体。D.量子力学的伟大功绩在于,它向我们展示出了认识论的最基本的道理 :一个经典物理中的力学量到了量子力学转化为“算符” ,正是“测量乃是对客体的变革”这一认识论原理的数学表述。量子纠缠理论在何谓“实体”、关联与客体在组成世界中是何种关系以及测量的根本性质等这些长期困扰我们的问题中给出了新的解释。然而在量子力学的基本解释中,仍有众多未知的问题。任
23、何的科学发展目前来讲都没有到达我们彻底认识世界这一最终目标 ;对于人类理性思维的哲学的发展,当然也就不会有终结的时刻。对世界本源认识的渴望,对人类理性的追求,将支持我们向终极目标永远不停地前进! E.关于纠缠世界与整体世界问题大体而言,量子纠缠隐含了微观客体之间具有一定的整体性 ,但是 ,并不能说纠缠就一定意味着世界是不可分离的,相关的微观事物之间形成了必然关联。也不能说纠缠是先于个体的。我们认为,纠缠是关系中较为特殊的一种,纠缠是微观个体之间的纠缠。以承认个体性为前提,这意味着微观事物具有一定的个体性或粒子性。个体的思想仍然具有重要意义。从实在论来看,也不能说,关系实在比个体实在更基本、更在
24、先。量子纠缠的纠名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 4 缠度是客观的,是一种整体性质。人类的知识 (或信息 )不仅来自于测量,而更多的知识 (或信息 )来自于理论或科学假说。这是基于人类过去的知识的理论建构与创新。相互作用的本质是一种对称性,是一种不变性。 量子力学处理的是全同粒子 ,要么具有对称性,要么具有反对称性。按照爱因斯坦的观点,时空是物质的广延。时空的对称性就是反映了物质具有对称性。微观粒子的几率幅所具有的
25、对称性反映了微观物质的内部时空性质。所谓量子力学的全同粒子是对同一量子系统来说的,对于不同量子系统中同类粒子不具有全同性。同类基本粒子的全同性是由量子系统的整体性所给予的,是类别同一性 ,而不是粒子自身具有自我同一性。微观客体的动力学属性是暂时的、派生的、依赖于态的。F.量子信息作为一种全新的、非传统的、 随机性的理论与技术学科,就其哲学问题而言,它不仅是对客观存在及运动形式的思辩,且具有更为广泛的哲学内涵,进一步的研究量子信息的哲学问题, 对于指导量子信息理论与技术的构建以及理论自身的完备性具有十分重要的意义。6 如何看待人类中心主义和非人类中心主义。人类中心主义 的实质是对人类在宇宙中的主
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