自然辨证法 (2)幻灯片.ppt

《自然辨证法 (2)幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自然辨证法 (2)幻灯片.ppt（54页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、自然辨证法课件第1页，共54页，编辑于2022年，星期二第一节天然自然和人工自然第一节天然自然和人工自然第一自然：第一自然：是人类社会的自然环境，既提供自然资源，又承受废弃物 第二自然：第二自然：是社会生产和社会生活正常进行的内部支撑条件）第2页，共54页，编辑于2022年，星期二一、科学所认识的天然物世界一、科学所认识的天然物世界宇观世界宇观世界 微观世界微观世界 宏观世界宏观世界（胀观世界和渺观世界）第3页，共54页，编辑于2022年，星期二二、技术所创造的人工物世界二、技术所创造的人工物世界人工物是指人们有意识地运用技术手段重组天然物所形成的人工制品。人工物的两个序列：实物（满足物质需人

2、工物的两个序列：实物（满足物质需要，物质流和能量流，以其固有属性被要，物质流和能量流，以其固有属性被直接使用）；符号（满足精神文化需要，直接使用）；符号（满足精神文化需要，信息流，以其指代意义被直接使用）。信息流，以其指代意义被直接使用）。第4页，共54页，编辑于2022年，星期二人工物的实物序列人工物的实物序列 生产资料：生产工具：工具机传动机动力机生产资料：生产工具：工具机传动机动力机控制机智能机控制机智能机消费资料：基本生活资料，基本保健资料以及消费资料：基本生活资料，基本保健资料以及享受资料。享受资料。还原资料：污水处理、净化除尘、工业和民用垃圾还原资料：污水处理、净化除尘、工业和民用

3、垃圾处理、殡葬掩埋等设施。处理、殡葬掩埋等设施。第5页，共54页，编辑于2022年，星期二人工物的符号序列人工物的符号序列 作为人工物的符号：物理模式指代意作为人工物的符号：物理模式指代意义义 语言符号（自然语言和人工语言语言符号（自然语言和人工语言）和非）和非语言符号（相似符，标示符、肢体符、语言符号（相似符，标示符、肢体符、情感符情感符）符号的生产、存储和传输系统符号的生产、存储和传输系统 第6页，共54页，编辑于2022年，星期二人工物所构成的物质流、能量流和信息人工物所构成的物质流、能量流和信息流流 实物型人工物为人类的物质生产、物质消费和资源再实物型人工物为人类的物质生产、物质消费和

4、资源再生提供了物质条件，并通过生提供了物质条件，并通过生产活动、消费活动和生产活动、消费活动和资源再生活动资源再生活动的进行而构成社会中的物质流和能量流。的进行而构成社会中的物质流和能量流。符号型人工物为人类交往提供了基本手段。通过符号型人工物为人类交往提供了基本手段。通过交往交往活动活动，生产活动、消费活动、资源再生活动才能得到调，生产活动、消费活动、资源再生活动才能得到调节。这样，符号型人工物将进入社会活动的所有领域，构节。这样，符号型人工物将进入社会活动的所有领域，构成社会中的信息流。成社会中的信息流。第7页，共54页，编辑于2022年，星期二消费活消费活动动生产活生产活动动资源再生资源

5、再生活动活动交往活动交往活动物质物质能量能量物质物质能量能量第8页，共54页，编辑于2022年，星期二三、人工物与天然物的复合三、人工物与天然物的复合 物质和能量的流动循环物质和能量的流动循环（物质能量流物质能量流）低效用与高效用的重新组合低效用与高效用的重新组合（效用流效用流）可能性与可行性的有效统一可能性与可行性的有效统一（知识流知识流）第9页，共54页，编辑于2022年，星期二第二节系统自然观第二节系统自然观 一、自然观的历史演进自然：自然：自身包含有生长、分化与演化的无限多样性自身包含有生长、分化与演化的无限多样性的整个存在；是指各种物质系统相互联系的总体的整个存在；是指各种物质系统相

6、互联系的总体；是指各门自然科学观察、实验的研究对象总体。是指各门自然科学观察、实验的研究对象总体。自然观自然观：人们对自然界的总体看法和根本观点，是：人们对自然界的总体看法和根本观点，是对自然界总图景的把握。浓缩为观点（抽象思维）对自然界总图景的把握。浓缩为观点（抽象思维）；展开为画面（形象思维）。；展开为画面（形象思维）。第10页，共54页，编辑于2022年，星期二人类历史上的自然观分类人类历史上的自然观分类神话及原始宗教的自然观哲学的自然神话及原始宗教的自然观哲学的自然观科学的自然观观科学的自然观第11页，共54页，编辑于2022年，星期二原始技术发明人类力量与才能凸现生产水平低，无科学原

7、始宗教自然观（万物有灵论）一、原始宗教的自然观一、原始宗教的自然观第12页，共54页，编辑于2022年，星期二古希腊罗马时期的自然观古希腊罗马时期的自然观关于自然界万物的本原关于物质结构问题关于宇宙结构伊奥尼亚时期（伊奥尼亚时期（BC.8世纪世纪-）雅典时期（雅典时期（BC.530年年-）希腊化时期（希腊化时期（BC.332年年-）（亚历山大时期）（亚历山大时期）罗马时期（罗马时期（BC.31年年-）第13页，共54页，编辑于2022年，星期二中国古代自然观木木火火土土五行说五行说相生相克相生相克金金水水（肺）（肾）（肝）（心）（脾）第14页，共54页，编辑于2022年，星期二易自然观阳阴乾

8、兑 离 震 巽 坎 艮 坤天 泽 火 雷 风 水 山 地第15页，共54页，编辑于2022年，星期二第16页，共54页，编辑于2022年，星期二道自然观道天地人自然第17页，共54页，编辑于2022年，星期二古代朴素自然观的局限性古代朴素自然观的局限性直观性、思辩性、猜测性。直观性、思辩性、猜测性。第18页，共54页，编辑于2022年，星期二中世纪宗教神学的自然观中世纪宗教神学的自然观中世纪（公元中世纪（公元515世纪）世纪）基督教基督教五大论题五大论题 上帝创世论上帝创世论 人类中心论人类中心论 人的原罪说人的原罪说 神恩说神恩说 对不朽的信仰对不朽的信仰第19页，共54页，编辑于2022年

9、，星期二近代机械论自然观近代机械论自然观科学发展科学发展大机器工业方式大机器工业方式文艺复兴思想革命文艺复兴思想革命孤立孤立静止静止第20页，共54页，编辑于2022年，星期二辩证唯物主义自然观全面发展第21页，共54页，编辑于2022年，星期二三种自然观的比较中国古代：整体观中国古代：整体观古代和近代西方：原子主义古代和近代西方：原子主义当代：系统观当代：系统观第22页，共54页，编辑于2022年，星期二第二节物质联系的系统方式第二节物质联系的系统方式一、系统的规定一、系统的规定诸种系统的共性：都由诸多要素构成要素之间存在着各种形式的相互作用相互作用的结果造成了整体特有的性能。这些整体性能表

10、现在外部环境中。系统是在一定环境条件下由相互作用着的若干要系统是在一定环境条件下由相互作用着的若干要素所构成的有特定功能的整体。素所构成的有特定功能的整体。第23页，共54页，编辑于2022年，星期二要素要素 从原则上说，凡是构成系统的组分和组从原则上说，凡是构成系统的组分和组元都可以称为要素。元都可以称为要素。系统的现实要素与分析水平相关。系统的现实要素与分析水平相关。理解要素重要的不是实体，而是看其具理解要素重要的不是实体，而是看其具有的属性有的属性第24页，共54页，编辑于2022年，星期二结构结构 结构是要素之间各种关系的总称。相互作用是通过物质、能量、信息的交换而实现的。形式结构：形

11、式结构：（空间结构、时间结构、时空（空间结构、时间结构、时空结构）结构）实质结构：实质结构：相互作用相互作用第25页，共54页，编辑于2022年，星期二环境环境 影响系统或其要素但不属于系统的一切影响系统或其要素但不属于系统的一切因素。因素。工作环境（小环境）工作环境（小环境）第26页，共54页，编辑于2022年，星期二功能功能 功能是系统与环境相互作用中所表现出功能是系统与环境相互作用中所表现出的整体性能。它是在一定环境条件下系的整体性能。它是在一定环境条件下系统整体所具有的属性。统整体所具有的属性。功能与要素、结构和环境都密切相关。功能与要素、结构和环境都密切相关。结构是内部根据，环境是外

12、部条件。结构是内部根据，环境是外部条件。第27页，共54页，编辑于2022年，星期二作业：自我知识系统分析作业：自我知识系统分析要求：要求：、字数、字数2000-3000字；字；、下周一完成。、下周一完成。第28页，共54页，编辑于2022年，星期二二、现代系统思想的演进20世纪世纪40年代年代“老三论老三论”（一般系统论、控制一般系统论、控制论和信息论论和信息论）20世纪世纪70年代年代“新三论新三论”（耗散结构理论、协同耗散结构理论、协同学、超循环理论、混沌学、突变论、分形学学、超循环理论、混沌学、突变论、分形学）20世纪世纪90年代以来年代以来“复杂性科学复杂性科学”的兴的兴起起第29页

13、，共54页，编辑于2022年，星期二System Approach 系统哲学系统哲学系统论系统论系统工程系统工程第30页，共54页，编辑于2022年，星期二三系统中的新质突现(整体性原理)l系统概念的要义是强调有物质、能量、信息交换从而造成系统概念的要义是强调有物质、能量、信息交换从而造成新质突现的关系。只有在这种关系中，系统才会具有表新质突现的关系。只有在这种关系中，系统才会具有表征其征其整体特性整体特性的功能规定。的功能规定。l新质：区别与要素的系统的整体的功能。新质：区别与要素的系统的整体的功能。l突现：新质随系统内部以及系统与环境之间相互作用突现：新质随系统内部以及系统与环境之间相互作

14、用关系的确立而同时出现。关系的确立而同时出现。l新质突现的外部条件由系统的环境提供，新质突现的内部新质突现的外部条件由系统的环境提供，新质突现的内部根据则来自系统中的相干性关系。根据则来自系统中的相干性关系。第31页，共54页，编辑于2022年，星期二、独立性和相干性l独立性：独立性：l相干性：相干性：l（每个要素不仅与自己相关，更与其他（每个要素不仅与自己相关，更与其他要素相关。）要素相关。）d Q1/dt=f1(Q1,Q2,Qn)d Q2/dt=f2(Q1,Q2,Qn)d Qn/dt=fn(Q1,Q2,Qn)第32页，共54页，编辑于2022年，星期二相干性的形式l交互影响交互影响：交叉效

15、应（互补与互代）：交叉效应（互补与互代）l长程相干（骨牌效应）长程相干（骨牌效应）l反馈调节（反应环）负反馈：自稳机制；反馈调节（反应环）负反馈：自稳机制；正反馈：演化机制正反馈：演化机制第33页，共54页，编辑于2022年，星期二、基于相干性的新质突现 l约束限制约束限制l协同一致（序参量）协同一致（序参量）第34页，共54页，编辑于2022年，星期二论文主题论文主题:个人知识系统优化问题个人知识系统优化问题l作业要求作业要求l4-5个人一组，自由组合；个人一组，自由组合；l论文格式；论文格式；4000-6000字；字；l以小组为单位，共同完成；以小组为单位，共同完成；l附个人作业在小组论文

16、后边；附个人作业在小组论文后边；l封皮，完成人按工作量多少排序，装订在一封皮，完成人按工作量多少排序，装订在一起起,留一个留一个E-MAIL.第35页，共54页，编辑于2022年，星期二四、系统的稳定性l新质只有在一定范围内能抗拒干扰而保持不新质只有在一定范围内能抗拒干扰而保持不变的功能，才是真正形成了的新质。变的功能，才是真正形成了的新质。第36页，共54页，编辑于2022年，星期二静止静止“稳定性稳定性”与系统稳定性与系统稳定性l力学体系热能的最小的状态对应着体系的稳力学体系热能的最小的状态对应着体系的稳定性；平衡态的稳定态定性；平衡态的稳定态l非平衡态下保持自身有序性的稳定的能力。非平衡

17、态下保持自身有序性的稳定的能力。l开放的稳定性；动态的稳定性（危如累卵开放的稳定性；动态的稳定性（危如累卵l）第37页，共54页，编辑于2022年，星期二、稳定与涨落l稳定性是对涨落的不变性。稳定性是对涨落的不变性。l涨落是指瞬时值对平均值的偏离。它表示与涨落是指瞬时值对平均值的偏离。它表示与系统整体特征有所区别的新的活动模式。系统整体特征有所区别的新的活动模式。（起伏、干扰、噪声）（起伏、干扰、噪声）第38页，共54页，编辑于2022年，星期二从涨落到有序l从系统的存在状态来看，是对平均值的偏离从系统的存在状态来看，是对平均值的偏离l从系统演化来看，涨落是同一发展演化过程从系统演化来看，涨落

18、是同一发展演化过程中的差异中的差异l从平衡非平衡角度看，涨落是系统一种不平从平衡非平衡角度看，涨落是系统一种不平衡性衡性第39页，共54页，编辑于2022年，星期二定态对涨落反应的三种情况l不稳定状态不稳定状态（涨落随时间而放大，定态一去而不复返）（涨落随时间而放大，定态一去而不复返）l渐进稳定状态（渐进稳定状态（涨落随时间而衰减，定态能够复原涨落随时间而衰减，定态能够复原）l稳定状态（稳定状态（涨落在定态容许的范围内随时间而振荡，定涨落在定态容许的范围内随时间而振荡，定态能够保持态能够保持）第40页，共54页，编辑于2022年，星期二l稳定性决不意味着固定性或不变化。稳定系稳定性决不意味着固

19、定性或不变化。稳定系统的惟一限制就是它不会表现出不稳定性的统的惟一限制就是它不会表现出不稳定性的那种无限制的发散。那种无限制的发散。l艾什比艾什比第41页，共54页，编辑于2022年，星期二、稳定性的形成l稳定性来自系统中的相互作用以及系统与环稳定性来自系统中的相互作用以及系统与环境的相互作用。境的相互作用。第42页，共54页，编辑于2022年，星期二、稳定性的范围l微涨落和巨涨落微涨落和巨涨落l在稳定性范围之内的涨落是微涨落；超出稳定性范在稳定性范围之内的涨落是微涨落；超出稳定性范围的涨落是巨涨落。围的涨落是巨涨落。l巨涨落的结果是原有结构的解体以及新结构的出现。巨涨落的结果是原有结构的解体

20、以及新结构的出现。l仅在微涨落借助于非线性机制而长程传递的情况下，仅在微涨落借助于非线性机制而长程传递的情况下，巨涨落才会出现。巨涨落才会出现。第43页，共54页，编辑于2022年，星期二l内涨落外涨落内涨落外涨落l微涨落巨涨落微涨落巨涨落l正向涨落反向涨落正向涨落反向涨落第44页，共54页，编辑于2022年，星期二、稳定性的效用分析 l稳定或失稳，都是系统的一类客观属性，稳定或失稳，都是系统的一类客观属性，其本身无好坏可言。但从人的实践而言，其本身无好坏可言。但从人的实践而言，则有足取不足取之分。则有足取不足取之分。l足取不足取，都意味着需对稳定性进行足取不足取，都意味着需对稳定性进行效用分

21、析。效用分析。第45页，共54页，编辑于2022年，星期二第四节 物质系统的层级结构l层级思想提供了一种理解复杂系统的基本方层级思想提供了一种理解复杂系统的基本方式。式。第46页，共54页，编辑于2022年，星期二一、层级结构的特点 l层级结构是由下而上逐级构成的结构层级结构是由下而上逐级构成的结构（多级构成、多级环境、多级功能）（多级构成、多级环境、多级功能）l层级结构是层层相干、层层有新质突现层级结构是层层相干、层层有新质突现的结构。的结构。l层级结构是由下而上逐级构成的结构；层级结构是由下而上逐级构成的结构；层级结构是层层相干、层层有新质突现层级结构是层层相干、层层有新质突现的结构。的结

22、构。第47页，共54页，编辑于2022年，星期二二、层级结构的结合度二、层级结构的结合度 l1、结合度及其递减趋势、结合度及其递减趋势l2、结合度递减的存在论意义、结合度递减的存在论意义l3、结合度递减的进化论意义、结合度递减的进化论意义 第48页，共54页，编辑于2022年，星期二第五节第五节 系统的演化系统的演化 l一、演化及其不可逆性一、演化及其不可逆性 l系统从初始状态出发经过某种过程到达另一系统从初始状态出发经过某种过程到达另一状态，如果存在着另一过程能使系统和环境状态，如果存在着另一过程能使系统和环境完全复原，则原来的过程称为可逆过程。反完全复原，则原来的过程称为可逆过程。反之，用

23、任何方法都不能使系统及其环境完全之，用任何方法都不能使系统及其环境完全复原，则原来过程为不可逆过程。复原，则原来过程为不可逆过程。第49页，共54页，编辑于2022年，星期二二、演化的两种分支：熵增和熵减二、演化的两种分支：熵增和熵减 l序变：有序程度的变化简称序变，用以表示不可序变：有序程度的变化简称序变，用以表示不可逆过程的初态和末态在组织性上的差异。逆过程的初态和末态在组织性上的差异。l有热力学中，序变用熵增或熵减来表示。有热力学中，序变用熵增或熵减来表示。ll信息论中的信息等于负熵。信息论中的信息等于负熵。l协同学中，序变则用序参量的变化来表示。协同学中，序变则用序参量的变化来表示。序

24、变的实质是系统中相互作用方式的变化，是结序变的实质是系统中相互作用方式的变化，是结构性的变化。自发进行的序变称为自组织。构性的变化。自发进行的序变称为自组织。第50页，共54页，编辑于2022年，星期二耗散结构理论耗散结构理论l（1）是开放系统；）是开放系统；l（2）远离平衡态；）远离平衡态；l（3）运动演化遵循非线性机制；）运动演化遵循非线性机制；l（4）有涨落存在，该系统便可能自发从无序走向有序。）有涨落存在，该系统便可能自发从无序走向有序。l系统中总熵变应由下式表示系统中总熵变应由下式表示l dS=diS+deS 其中其中diS为系统内部熵增；为系统内部熵增；deS为系统与环境的熵交换。

25、为系统与环境的熵交换。l l 当系统为孤立系，如当系统为孤立系，如deS=0,dS=diS0,满足热力学第二定律，系统从有序走向无序；满足热力学第二定律，系统从有序走向无序；l 当系统为开放系，如当系统为开放系，如deS 0时，则时，则dS=diS+deS 0，系统从有序走向无序；，系统从有序走向无序；l 当系统为开放系，如当系统为开放系，如deS0,且且 deS diS时，则时，则dS=diS+deS 0，系统从有序，系统从有序走向无序；走向无序；l 当系统为开放系，如当系统为开放系，如deS0,且且 deS diS时，则时，则dS=diS+deS0，系统从无序走向有序。，系统从无序走向有序

26、。第51页，共54页，编辑于2022年，星期二Beard花纹第52页，共54页，编辑于2022年，星期二三、演化的根据与条件三、演化的根据与条件 l演化的内部根据演化的内部根据：系统内部要素间的相互：系统内部要素间的相互作用是系统演化的根据作用是系统演化的根据 l演化的外部条件：从外部不断获得物质和能演化的外部条件：从外部不断获得物质和能量，即系统是充分开放的。量，即系统是充分开放的。l演化的演化的诱因诱因条件：巨涨落条件：巨涨落第53页，共54页，编辑于2022年，星期二四四、演化的周期性、演化的周期性l“这个大自然的火凤凰之所以自梵，就是为这个大自然的火凤凰之所以自梵，就是为了要从它的灰烬中恢复青春得到重生。了要从它的灰烬中恢复青春得到重生。”(Kant)l排斥和吸引、遗传和变异、同化与异化排斥和吸引、遗传和变异、同化与异化第54页，共54页，编辑于2022年，星期二