自然辩证法第章优秀PPT.ppt

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1、 一、一、系统自然观产生的现代自然科学基础系统自然观产生的现代自然科学基础（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）（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）世纪之交的物理学革命（相对论、量子力学）分子生物学分子生物学系统科学系统科学非线性自组织理论非线性自组织理论混沌理论混沌理论（一）物理学新发觉和物理学革命（一）物理学新发觉和物理学革命 1 1、世纪之交物理学三大发觉、世纪之交物理学三大发觉 X X射线：射线：18951895，（德）伦琴，（德）伦琴 放射性：

2、放射性：18961896，（法），（法）A H A H 贝克贝克勒尔（最离奇的一次科学发觉）勒尔（最离奇的一次科学发觉）电电 子：子：18971897，（英），（英）J J J J 汤姆逊汤姆逊2 2、物理学上空的、物理学上空的“两朵乌云两朵乌云”“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、物理学革命相对论、量子力学相对论、量子力学诞生诞生（1）狭义相对论）狭义相对论（2）广义相对论）广义相对论（3）量子力学）量子力学 相对论否定了牛顿的确定时空观，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。量子力学标记了对微观世界

3、相识的深化，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，打破了机械确定论的观念。（二）分子生物学（二）分子生物学 分子生物学由细胞水平深化到分子水平，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样性。分子生物学的主要内容分子生物学的主要内容 （1）生命遗传规律的探究 （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 干细胞探讨（三）系统科学理论（三）系统科学理论 系统科学是“三论”和“新三论”的总称；是现代自然科学、社会科学、思维科学发展综合的结果；是现代科学探讨共同的一般方法论。“三论”：系统论、限制论、

4、信息论“新三论”：耗散结构理论、协同学、突变论4 系统科学理论的基本原理 反馈原理有序原理整体原理 4.1 反馈原理 环境变更所产生的干扰信息作用于受控部分，引起输出信息的变更，反送到输入端时，称为反馈信息 环境变更受控部分A反馈部分前馈信息输出信息输入基准信息限制信息反馈信息4.2 有序原理 重视系统内各要素的合理组织重视系统内各要素的合理组织重视系统的有序程度重视系统的有序程度发挥系统可能的功能发挥系统可能的功能4.3 整体原理 整体大于各孤立部分的总和整体大于各孤立部分的总和 整体原理要求人们在探讨问题时，要坚固树立整体原理要求人们在探讨问题时，要坚固树立全局、整体的观念，不仅要留意发挥

5、系统中各全局、整体的观念，不仅要留意发挥系统中各部分的功能，更重要的是留意发挥各部分相互部分的功能，更重要的是留意发挥各部分相互联系形成结构的功能联系形成结构的功能 返回5“三论”产生的意义从1945年美籍奥地利生物学家冯贝塔朗菲发表论文正式提出系统论，到1948年美国数学家、电信工程师N.维纳提出限制论和美国应用数学家C.E.申农提出信息论，标记着系统科学的诞生。“三论”属综合性学科，是各学科相互渗透、交叉发展的结果。它的产生为现代科学的发展供应了新的途径和思维，具有重要的方法论意义。（四）非线性自组织理论（四）非线性自组织理论耗散结构理论耗散结构理论协同学协同学突变论突变论超循环理论超循环

6、理论无序无序 有序有序系统科学：系统科学：系统科学探讨的系统科学探讨的“系统范式系统范式”：从方法上反对：从方法上反对立足于部分的分析还原方法立足于部分的分析还原方法系统科学揭示的世界图象：系统科学揭示的世界图象：简洁性的世界简洁性的世界困难性的世界困难性的世界 存在的世界存在的世界演化的世界演化的世界 确定性的世界确定性的世界非确定性的世界非确定性的世界二、二、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 现代自然科学，特殊是系统科学的发展，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更的缘由问题供应了科学的方法，揭示出自然界物质的相互作用是困难的、立体的因果网

7、络，是系统的、整体的因果联系。1、基本内涵、基本内涵自自然然界界不不仅仅存存在在着着，而而且且演演化化着着；自自然然系系统统不不仅仅是是确确定定的的，而而且且会会自自发发地地产产生生不不行行预预料料的的随随机机性性；自自然然界界不不仅仅是是简简洁洁的的、线线性性的的，而而且且是是困难的、非线性的；困难的、非线性的；2、思想（1 1）从存在到演化）从存在到演化（2 2）确定性与非确定性的统一）确定性与非确定性的统一（3 3）简洁性与困难性的统一）简洁性与困难性的统一（4 4）线性和非线性的统一）线性和非线性的统一 传统的自然科学都是“存在科学”（所描述的都是可逆过程，表现为时间反演是对称的）。自

8、组织理论等属于“演化科学”（描述不行逆性和困难性，使时间从一个外部参量转变为自然演化的内在尺度）。对自然的相识从存在深化到演化，试图在存在与演化之间架起一座桥梁。1）自然界不仅存在着，而且演化着）自然界不仅存在着，而且演化着2）自然系统是确定性和随机性的统一非线性系统会自发地产生不行预料的随机性，并且这是普遍现象。传统科学探讨的对象是简洁的：线性的、平衡态的、规则的、有序的、确定的、可逆的。3）自然系统是简洁性和困难性的统一 但自然系统事实上是困难的：非线性的、非平衡态的、不规则的、无序的、不确定的、不行逆的。困难系统的各要素之间存在着特别困难的反馈、自催化、自组织作用。困难性也是普遍存在的。

9、传统科学探讨的都是线性系统；但线性系统只是现实自然系统的近似，现实自然系统是非线性的。非线性是普遍的，线性才是特例。自然界是线性与非线性的辩证统一。4）自然系统是线性与非线性的统一3、系统自然观确立的重大意义 （1）丰富和发展了辩证唯物主义自然观）丰富和发展了辩证唯物主义自然观 首首先先，系系统统自自然然观观揭揭示示了了自自然然界界的的系系统统性性、整体性和层次性整体性和层次性。其其次次，系系统统自自然然观观揭揭示示了了自自然然界界物物质质系系统统的的开放性、动态性和自组织性开放性、动态性和自组织性 再再次次，系系统统自自然然观观揭揭示示了了时时间间的的不不行行逆逆性性，丰富了辩证唯物主义的时

10、空观。丰富了辩证唯物主义的时空观。最最终终，系系统统自自然然观观揭揭示示了了自自然然界界在在循循环环中中有有序序与与无无序序、进进化化与与退退化化的的辩辩证证关关系系，论论证证辩辩证证唯物主义关于运动、发展的大循环思想。唯物主义关于运动、发展的大循环思想。（2）供应了系统思维方式）供应了系统思维方式 所所谓谓系系统统思思维维方方式式，是是把把对对象象当当作作一一个个系系统统的的整整体体加加以以思思索索的的思思维维方方式式，它它依依据据系系统统的的性性质质、关关系系、结结构构，把把对对象象的的各各个个组组成成要要素素有有机机地组织起来构成模型，探讨系统的功能和行为。地组织起来构成模型，探讨系统的

11、功能和行为。其次节 自然界的系统存在方式 1、系统是自然界物质存在的普遍形式、系统是自然界物质存在的普遍形式 系系统统由由若若干干相相互互联联系系相相互互作作用用的的要要素素，按按确确定定关关系系组组成成的的具具有有确确定定结结构构和和功功能能的的有有机机整整体体。（52页）页）自自然然界界的的一一切切物物质质客客体体都都可可以以看看作作是是由由若若干干相相互互联联系系相相互互作作用用的的要要素素，按按确确定定关关系系组组成成的的具具有有确确定结构和功能的有机整体。定结构和功能的有机整体。1.1.系统是自然界物质存在的普遍形式系统是自然界物质存在的普遍形式 系系统统：由由相相互互联联系系的的要

12、要素素构构成成的的有有特特定定结结构构和功能的有机整体。和功能的有机整体。“系系统统”一一词词最最早早见见于于古古代代原原子子论论的的创创始始者者德德谟谟克克利利特特的的世世界界大大系系统统一一书书，意意指指部部分分组组成成整整体体。亚亚里里士士多多德德曾曾提提出出“整整体体大大于于它它的的各各部部分分之和之和”。1 1）系统是由若干要素组成的）系统是由若干要素组成的2 2）系系统统的的要要素素间间存存在在着着特特定定的的关关系系，形形成成确确定的结构定的结构3 3）系系统统的的结结构构使使系系统统成成为为一一个个有有特特定定功功能能的的整体整体4 4）功功能能在在系系统统与与外外部部环环境境

13、的的相相互互作作用用中中表表现现出来，系统总存在是确定环境中出来，系统总存在是确定环境中 2 2）开开放放性性：与与环环境境自自由由地地进进行行物物质质、能能量量、信息交换信息交换2.2.自然界物质系统的基本特点自然界物质系统的基本特点1 1）整体性：整体大于它的各部分的总和）整体性：整体大于它的各部分的总和3 3）动态性：运动、变更、发展）动态性：运动、变更、发展4 4）层次性）层次性3.自然界物质系统的层次结构1 1）自然系统的结构与层次结构）自然系统的结构与层次结构2 2）无穷嵌套的立体网络结构的自然图景）无穷嵌套的立体网络结构的自然图景3 3）自然系统层次结构的根源与基本特点）自然系统

14、层次结构的根源与基本特点 低低层层系系统统对对高高层层系系统统有有构构成成关关系系（纵纵向向关关系系），同同一一层层次次的的系系统统之之间间存存在在着着相相干干性性关关系系（横横向关系）向关系）层次与系统的困难性有对应关系层次与系统的困难性有对应关系 高层次和低层次间必定存在着双向因果链高层次和低层次间必定存在着双向因果链 物质系统层次结构是一种稳定结构。物质系统层次结构是一种稳定结构。层次结构的结合度层次结构的结合度自然界物质系统层次结构的基本特点：夸克夸克基本粒子基本粒子原子核原子核原子原子分子分子分子体系分子体系凝合态物质凝合态物质卫星、小行星卫星、小行星?自然界的层次结构微微观观世世界

15、界宏宏观观世世界界强子强子如质如质子、子、中子中子夸克有结构吗？夸克有结构吗？非生命世界基本粒子、基本粒子、原子、原子、分子分子恒星星系星系团总星系非生命世界非生命世界微微观观世世界界宏宏观观世世界界宇宇观观世世界界已知最大范围“宇宙”自然界的层次结构生命世界生命世界蛋白质、蛋白质、核酸核酸分子体系分子体系细胞细胞组织组织器官器官系统系统生物个体生物个体种群种群群落群落生态系统生态系统生物圈生物圈自然界的层次结构自然界的层次结构非生命世界非生命世界生命世界生命世界领域领域层次层次空间尺度空间尺度cmcm理论描述理论描述领域领域层次层次理论描述理论描述渺渺观观？1010-34-34超弦理论？超弦

16、理论？基基因因型型氨基酸氨基酸蛋白质，核酸蛋白质，核酸生物超分子复合物生物超分子复合物分子生物分子生物学学微微观观夸克夸克基本粒子基本粒子原子原子分子分子1010-13-131010-6 6量子力学量子力学量子场论量子场论统计力学统计力学表表观观型型细胞器细胞器细胞核、质、膜细胞核、质、膜细胞细胞细胞学细胞学宏宏观观地上物体地上物体行星行星恒星恒星1010-5-510101414牛顿力学牛顿力学经典物理学经典物理学组织组织器官器官系统系统个体个体生理学生理学宇宇观观星团星团星系星系星系团星系团超星系团超星系团总星系总星系101014141010102424光年光年？自然界的层次结构自然界的层次

17、结构第三节 自然界的演化 1 1、演化和进化的概念、演化和进化的概念、演化和进化的概念、演化和进化的概念 英英英英语语语语都都都都是是是是evolutionevolution，但但但但事事事事实实实实上上上上二二二二者者者者是是是是有有有有区区区区分分分分的的的的。演演演演化化化化是是是是一一一一种种种种具具具具有有有有不不不不行行行行逆逆逆逆性性性性的的的的运运运运动动动动形形形形态态态态，而而而而进进进进化化化化则则则则是是是是一一一一种种种种具具具具有有有有特特特特定定定定方方方方向向向向的的的的演演演演化化化化。所所所所谓谓谓谓进进进进化化化化，是是是是指指指指事事事事物物物物的的的的

18、上上上上升升升升的的的的、从从从从无无无无序序序序到到到到有有有有序序序序，从从从从低低低低序序序序到到到到高高高高序序序序的的的的不不不不行行行行逆逆逆逆过过过过程程程程或或或或困困困困难难难难性性性性和和和和多多多多样样样样性性性性的的的的增增增增长长长长。演演演演化化化化比比比比进进进进化化化化具具具具有有有有更更更更宽宽宽宽泛泛泛泛的的的的含含含含义义义义，演演演演化化化化除除除除了了了了进进进进化化化化之之之之意意意意义义义义以以以以外外外外，还还还还包包包包括括括括了了了了事事事事物物物物的的的的下下下下降降降降的的的的，从有序到无序的过程。从有序到无序的过程。从有序到无序的过程。

19、从有序到无序的过程。2、自然界的历史过程性 辩证唯物主义自然观认为辩证唯物主义自然观认为辩证唯物主义自然观认为辩证唯物主义自然观认为“自然界不是仅仅存在着，自然界不是仅仅存在着，自然界不是仅仅存在着，自然界不是仅仅存在着，而是生成和歼灭着。而是生成和歼灭着。而是生成和歼灭着。而是生成和歼灭着。”“”“整个自然界，从最小的东西到最整个自然界，从最小的东西到最整个自然界，从最小的东西到最整个自然界，从最小的东西到最大的东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都处于永大的东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都处于永大的东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都处于永大的东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都

20、处于永恒的产生和歼灭之中，处于不间断的流淌中，处于无休恒的产生和歼灭之中，处于不间断的流淌中，处于无休恒的产生和歼灭之中，处于不间断的流淌中，处于无休恒的产生和歼灭之中，处于不间断的流淌中，处于无休止的运动和变更之中。止的运动和变更之中。止的运动和变更之中。止的运动和变更之中。”我们所处的世界是演化的结果，我们所处的世界是演化的结果，我们所处的世界是演化的结果，我们所处的世界是演化的结果，又是演化的一个阶段。恩格斯说；世界不是一成不变的又是演化的一个阶段。恩格斯说；世界不是一成不变的又是演化的一个阶段。恩格斯说；世界不是一成不变的又是演化的一个阶段。恩格斯说；世界不是一成不变的事物的集合体，而

21、是过程的集合体。事物的集合体，而是过程的集合体。事物的集合体，而是过程的集合体。事物的集合体，而是过程的集合体。（1 1）宇宙的起源和演化。）宇宙的起源和演化。基本粒子产生。基本粒子产生。0 0秒至秒至1010的负的负6 6次方秒，时空量子化。次方秒，时空量子化。在在1 1秒内产生基本粒子秒内产生基本粒子 元素的起源。元素的起源。11801180秒秒 实物的出现。实物的出现。1 1万年后万年后 天体的形成。天体的形成。三个科学依据：三个科学依据：3K 3K 微波背景辐射微波背景辐射 河外星系谱线红移河外星系谱线红移 氦丰度氦丰度 大爆炸宇宙论说明白宇宙的空间构成图景和宇宙的大爆炸宇宙论说明白宇

22、宙的空间构成图景和宇宙的运动规律。运动规律。目前广为接受的是恒星演化有四个阶段：目前广为接受的是恒星演化有四个阶段：第一阶段：引力收缩阶段第一阶段：引力收缩阶段幼年时期（太阳在这一阶幼年时期（太阳在这一阶段要呆段要呆7 7、5 5亿年）。亿年）。其次阶段：主序星阶段其次阶段：主序星阶段成年时期。成年时期。第三阶段：红巨星阶段第三阶段：红巨星阶段老年时期老年时期第四阶段：高密恒星阶段第四阶段：高密恒星阶段临终阶段临终阶段超新星爆炸有三种结果超新星爆炸有三种结果:A A、全部瓦解为星云、全部瓦解为星云B B、爆炸所产生的超高温、超高压，把电子全部塞进原、爆炸所产生的超高温、超高压，把电子全部塞进原

23、子核里，变成中子星。子核里，变成中子星。C C、爆炸后的残骸，假如超过三个太阳质量形成黑洞、爆炸后的残骸，假如超过三个太阳质量形成黑洞 （2 2）地球的演化）地球的演化天文时期地球的演化天文时期地球的演化A A、内部物质分异、内部物质分异B B、原始地球在溶融分化的分异过程中，在内部冒出大、原始地球在溶融分化的分异过程中，在内部冒出大量的气体，这些气体由于地心引力的作用聚集并包围量的气体，这些气体由于地心引力的作用聚集并包围在地球表面。在地球表面。地质时期的演化地质时期的演化A A、地壳运动。（、地壳运动。（1010亿年发生一次）亿年发生一次）B B、气候冷暖交替。（、气候冷暖交替。（5000

24、5000年前比现在高出年前比现在高出2323度，度，3000280030002800年前第一次冷期；年前第一次冷期；1900150019001500年前其次年前其次次冷期）次冷期）（3 3）生命的起源和演化）生命的起源和演化 现代生物学认为生命的物质承当者是以蛋白质、核酸现代生物学认为生命的物质承当者是以蛋白质、核酸为主体的多分子体系。因此生命的起源问题就是这种为主体的多分子体系。因此生命的起源问题就是这种多分子体系的形成问题。多分子体系的形成问题。恩格斯说：恩格斯说：“生命的起源必定是通过化学的途径实现的。生命的起源必定是通过化学的途径实现的。”从无机物到有机小分子从无机物到有机小分子生物小

25、分子到生物大分子生物小分子到生物大分子从生物大分子到原始生命的诞生从生物大分子到原始生命的诞生（4 4）生物的进化阶段）生物的进化阶段 大猩猩基因组与人类基因组相差大猩猩基因组与人类基因组相差3.33%3.33%，黑猩猩基因，黑猩猩基因与人类基因相差与人类基因相差2.33%2.33%，倭猩猩（也叫侏儒黑猩猩），倭猩猩（也叫侏儒黑猩猩）与人类基因相差与人类基因相差1.33%1.33%。南方古猿下地生活，渐渐发。南方古猿下地生活，渐渐发生变更，适应陆地生活，如该臂行为四肢走路，再由生变更，适应陆地生活，如该臂行为四肢走路，再由后肢支撑身体，建立起直立行走的姿态；变素食为杂后肢支撑身体，建立起直立行

26、走的姿态；变素食为杂食；从简洁的感应发展较为困难的感觉和知觉食；从简洁的感应发展较为困难的感觉和知觉 。从猿到人有确定性的几个环节，有生物性的，有社会从猿到人有确定性的几个环节，有生物性的，有社会性的，其中劳动是关键。劳动须要特地的器官，使四性的，其中劳动是关键。劳动须要特地的器官，使四肢分化，并确立了直立行走姿态，劳动的集约化须要肢分化，并确立了直立行走姿态，劳动的集约化须要沟通，促使语言生产，大脑发展，渐渐学会思维，学沟通，促使语言生产，大脑发展，渐渐学会思维，学会制造工具。所以说，劳动创建了人。会制造工具。所以说，劳动创建了人。3、自然界演化的方向性、周期性、自然界演化的方向性、周期性、

27、无限性无限性（1 1）方向性）方向性:向上向下向上向下;有序无序有序无序 进化和退化进化和退化（2 2）自然界演化的周期性）自然界演化的周期性（3 3）自然界演化的无限性）自然界演化的无限性2.自然系统演化的基本方式1 1）分叉：稳定性和不稳定性）分叉：稳定性和不稳定性2 2）突现：突发性、间断性和不行预料性）突现：突发性、间断性和不行预料性3 3）“内在随机性内在随机性”：确定性和随机性：确定性和随机性自组织是自然界物质系统自发地或自主地有序化、组织化和系统化的过程。一个远离平衡态的开放系统通过与外部环境进行物质、能量、信息的交换，能够形成有的结构，或从低序向高序方向演化。3.自然系统演化的

28、自组织机制4.自然界循环发展的无限性1 1）恩格斯关于物质永恒循环的思想）恩格斯关于物质永恒循环的思想2 2）自然界的演化是进化与退化的辩证统一）自然界的演化是进化与退化的辩证统一恩恩格格斯斯：“整整个个自自然然界界被被证证明明是是在在永永恒恒的的流流淌淌和和循环中运动着。循环中运动着。”作作为为具具体体的的物物质质形形态态，仅仅过过进进化化和和退退化化、向向上上和和向向下下的的发发展展，形形成成一一个个周周期期。一一个个周周期期后后，作作为为一一个个具具体体的的事事物物，其其过过程程结结束束了了，但但并并不不是是整整个个事事物物和和全全部部过过程程的的结结束束，更更不不是宇宙末日的到来。是宇

29、宙末日的到来。1）恩格斯关于物质永恒循环的思想由由于于物物质质体体系系内内部部的的冲冲突突性性，一一个个循循环环周周期期完完结结了了，又又会会在在新新条条件件下下出出现现新新循循环环和和新新发发展展周周期期。任任何何一一个个具具体体事事物物都都只只是是自自然然系系统统中中物物质质无无限限发发展展过过程中的一个环节、一个阶段。程中的一个环节、一个阶段。如：振荡式宇宙模型。如：振荡式宇宙模型。自自然然界界的的演演化化既既不不是是单单纯纯走走向向有有序序的的进进化化，也也不不是是单单纯纯走走向向无无序序的的退退化化，而而是是有有序序化化和和无无序序化化的的统统一，是进化和退化的相互交替。一，是进化和退化的相互交替。2）自然界的演化是进化与退化的辩证统一进化与退化相互包含进化与退化相互包含进化与退化同存共生进化与退化同存共生进化与退化相互交替进化与退化相互交替系系统统自自然然观观在在人人类类生生态态领领域域里里的的具具体体体体现现就就是是生生态态自自然然观观，它它也也是是辩辩证证唯唯物物主主义义自自然然观观的的一一种种现现代代形式。形式。感谢!