自然辨证法课程ppt.ppt

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1、系统自然观系统自然观I.现代自然科学基础现代自然科学基础II.基本内涵和思想基本内涵和思想III.重大意义重大意义1.现代自然科学革命概况现代自然科学革命概况19世纪末世纪末经典物理学危机经典物理学危机20世纪初世纪初爱因斯坦爱因斯坦、普朗克普朗克相对论和量子力学相对论和量子力学现代物理学理论体系现代物理学理论体系黑体辐射实验黑体辐射实验迈克尔逊迈克尔逊莫雷实验莫雷实验“两朵乌云两朵乌云”I.现代自然科学基础现代自然科学基础20世纪世纪宇观领域宇观领域相对论相对论微观领域微观领域分形理论、混沌理论等分形理论、混沌理论等宏观领域宏观领域20世纪的科学革命分别从宇观、微观、宏观三大层次上世纪的科学

2、革命分别从宇观、微观、宏观三大层次上揭示了自然界的本质和规律。揭示了自然界的本质和规律。量子力学和分子生物学量子力学和分子生物学2.相对论、量子力学和分子生物学相对论、量子力学和分子生物学u相对论相对论相对论相对论 关于关于20世纪科学革命，有人说只须记住三件事：相对世纪科学革命，有人说只须记住三件事：相对论、量子革命和分子生物学。正是这三大科学革命为人类论、量子革命和分子生物学。正是这三大科学革命为人类建构全新的自然图景作出了决定性的贡献。建构全新的自然图景作出了决定性的贡献。广义相对论广义相对论广义相对论广义相对论19161916狭义相对论狭义相对论狭义相对论狭义相对论19051905爱因

3、斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦u量子力学量子力学量子力学量子力学两种物理实在两种物理实在-粒子轨迹和粒子轨迹和场都场都是不可测知的。是不可测知的。进一步提出了进一步提出了EPR实验的自旋版本，实验的自旋版本，这一版本现在被称为这一版本现在被称为EPRB实验。实验。玻姆玻姆玻姆理论玻姆理论贝尔不等式的发现被称为贝尔不等式的发现被称为“科学的最深远的发现科学的最深远的发现”之一，它首次清晰地揭示了量子世界的奇妙特征之一，它首次清晰地揭示了量子世界的奇妙特征-非定非定域性，并使人们第一次有可能通过实验来直接证实这种域性，并使人们第一次有可能通过实验来直接证实这种量子非定域性的存在。量子非定域性的存在。

4、贝尔定理贝尔定理贝尔不等式贝尔不等式贝尔贝尔u分子生物学分子生物学沃森和克里克沃森和克里克沃森和克里克沃森和克里克DNADNA双螺旋结构的发现双螺旋结构的发现双螺旋结构的发现双螺旋结构的发现&3.系统科学系统科学 系统科学：系统科学：以系统及其机理为对象，研究系统的类型、以系统及其机理为对象，研究系统的类型、性质和运动规律的科学。性质和运动规律的科学。包括五个方面的内容：包括五个方面的内容：三个阶段三个阶段 系统思想产生和形成系统思想产生和形成定量的系统科学方法的建立定量的系统科学方法的建立综合的系统科学体系构建综合的系统科学体系构建耗散结构理论（普里戈金）、协同学（哈肯）、突变论（托姆）、耗

5、散结构理论（普里戈金）、协同学（哈肯）、突变论（托姆）、超循环论（艾根）、混沌理论（洛仑兹、超循环论（艾根）、混沌理论（洛仑兹、R.梅、费根鲍姆）梅、费根鲍姆）20世纪世纪40年代年代 代表人物及理论代表人物及理论控制论（维纳）、信息论（申农）、系统论（贝塔朗菲）控制论（维纳）、信息论（申农）、系统论（贝塔朗菲）20世纪世纪70年代年代 代表人物及理论代表人物及理论20世纪世纪80年代年代 钱学森钱学森提出了系统科学体系的框架提出了系统科学体系的框架n自然系统不仅存在着，而且演化着；自然系统不仅存在着，而且演化着；n自然系统不仅是确定的，而且会自发地产生不可预测的随机性；自然系统不仅是确定的，

6、而且会自发地产生不可预测的随机性；n自然系统不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非线性的。自然系统不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非线性的。基本内涵和思想：基本内涵和思想：II.基本内涵和思想基本内涵和思想从存在到演化确定性和随机性的统一简单性和复杂性的统一线性和非线性的统一思想思想:u1、丰富和发展了辨证唯物主义自然观、丰富和发展了辨证唯物主义自然观u2、提供了系统思维方式、提供了系统思维方式 系统自然观的确立，是对辨证唯物主义自然观的丰富和系统自然观的确立，是对辨证唯物主义自然观的丰富和发展，并且成为辨证唯物主义自然观的重要组成部分。发展，并且成为辨证唯物主义自然观的重要组成部分。系统

7、思维方式：把对象当做一个系统的整体加以思考的思维方式，系统思维方式：把对象当做一个系统的整体加以思考的思维方式，研究系统的功能和行为，具有整体性、综合性、定量化和精确化的特征。研究系统的功能和行为，具有整体性、综合性、定量化和精确化的特征。重大意义：重大意义：I.系统系统物质存在的普遍形式物质存在的普遍形式II.自然界物质系统的基本特点自然界物质系统的基本特点III.自然界物质系统的结构层次自然界物质系统的结构层次系统系统(system)：是由若干相互联系、相互作用的要素组成的是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。具有特定结构与功能的有机整体。贝塔朗菲贝塔朗菲将将

8、“系统系统”定义为定义为“处于一定的相互关系中并与处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分（要素）的总体（集合）环境发生关系的各组成部分（要素）的总体（集合）”。钱学森钱学森则主张把及其复杂的研究对象称为则主张把及其复杂的研究对象称为“系统系统”，由相互，由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。整体。l古希腊时代古希腊时代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l18世纪世纪l19世纪世纪公元前公元前6世纪世纪赫拉克利特赫拉克利特论自然论自然公元前公元前5世纪世纪德谟克利特德谟克利特宇宙大系

9、统宇宙大系统 莱布尼茨莱布尼茨宇宙是宇宙是“预定和谐预定和谐”的、的、“完满的统一体完满的统一体系系”恩格斯明确指出系统是自然界物质的存在方式。恩格斯明确指出系统是自然界物质的存在方式。狄德罗狄德罗自然界是由各种元素所构成的物质的总体自然界是由各种元素所构成的物质的总体 动态性动态性开放性开放性整体性整体性层次性层次性整体性是一切自然系统的普遍属性。整体性是一切自然系统的普遍属性。层次性是自然界的基本属性。层次性是自然界的基本属性。u系统的结构与功能是系统科学的基本范畴，系统的结构与功能是系统科学的基本范畴，任何系统都有一定的结构。任何系统都有一定的结构。u系统的结构在整体上具有下列特性：（系

10、统的结构在整体上具有下列特性：（1）稳定性（）稳定性（2）层次性）层次性u构成系统的基本结构形式有三类：第构成系统的基本结构形式有三类：第1类是集中系统类是集中系统系统的基本结构系统的基本结构（3）可变性（）可变性（4）相对性）相对性分别见下图中的（分别见下图中的（A），（），（B），（），（C）第第3类是多级递阶系统类是多级递阶系统第第2类是分散系统类是分散系统系统的功能是与结构不可分割的。系统的功能是与结构不可分割的。系统功能的发挥，既受外部环境变化的制约，也受系统内部结构系统功能的发挥，既受外部环境变化的制约，也受系统内部结构的制约，的制约，体现了功能对于结构的相对独立性和绝对依赖性的两

11、重体现了功能对于结构的相对独立性和绝对依赖性的两重关系。关系。系统功能体现了系统与外部环境之间的物质、能量、信息输入系统功能体现了系统与外部环境之间的物质、能量、信息输入与输出的变换关系，如下图所示。与输出的变换关系，如下图所示。系统与外部环境的作用关系系统与外部环境的作用关系I.自然演化的不可逆性和自然的进化自然演化的不可逆性和自然的进化II.自然系统演化的基本方式自然系统演化的基本方式III.自然演化的自组织机制自然演化的自组织机制IV.自然界循环发展的无限性自然界循环发展的无限性自然演化的不自然演化的不可逆性与时间之矢可逆性与时间之矢德国科伦大学的德国科伦大学的Esfeld德国波恩大学的

12、德国波恩大学的BailerJones两个学说两个学说自然界的进化：有序化和对称性破缺自然界的进化：有序化和对称性破缺达尔文达尔文主义：主义：英国英国Warrick大学的大学的Miller新西兰惠灵顿大学的新西兰惠灵顿大学的PeterMunz两个学说两个学说达尔文（达尔文（CharlesRobertDarwin）1859年年物种起源物种起源18091882进化论的奠基人进化论的奠基人英国博物学家英国博物学家提出以自然选择（提出以自然选择（TheotyofNaturalSelection）为基础）为基础的进化学说。的进化学说。（OntheOriginofSpecies）1、分叉：稳定性和不稳定性、

13、分叉：稳定性和不稳定性2、突现：突发性、间断性和不可预测性、突现：突发性、间断性和不可预测性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 自然系统演化的基本方式自然系统演化的基本方式普里戈金普里戈金 提出了耗散结构理论，为认识自然界中发生的各种自提出了耗散结构理论，为认识自然界中发生的各种自组织现象开辟了一条新路。组织现象开辟了一条新路。提出了适用于不可逆过程整个范围内的一般发展判据提出了适用于不可逆过程整个范围内的一般发展判据发展了非线性不可逆过程热力学的稳定性理论发展了非线性不可逆过程热力学的稳定性理论耗散结构理论在自然科学及社会科学的许多领域有重耗散结构理论在自然科学及社

14、会科学的许多领域有重要的用途。因创立热力学中的耗散结构理论，普里戈金要的用途。因创立热力学中的耗散结构理论，普里戈金获获1977年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。自然演化的自组织机制自然演化的自组织机制I.llyaPrigogine(1917)比利时物理化学家比利时物理化学家理论物理学家理论物理学家创立热力学中的耗散结构理论创立热力学中的耗散结构理论普里戈金获普里戈金获1977年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 1、恩格斯恩格斯关于物质永恒循环的思想关于物质永恒循环的思想2、自组织理论和混沌理论：进化和退化的交替、自组织理论和混沌理论：进化和退化的交替 3、现代宇宙学对于宇宙未来演化趋势的推断、现代宇

15、宙学对于宇宙未来演化趋势的推断 恩格斯恩格斯宇宙的演化是宇宙的演化是“物质赖以运动的一个永恒的循环物质赖以运动的一个永恒的循环”。“混沌有序新的混沌新的有序混沌有序新的混沌新的有序”“否定的否定否定的否定发展的螺旋形式发展的螺旋形式”玻姆玻姆宇宙的本体论宇宙的本体论 玻姆玻姆自然界循环发展的无限性自然界循环发展的无限性I.llyaPrigogine(1917)比利时物理化学家比利时物理化学家理论物理学家理论物理学家创立热力学中的耗散结构理论创立热力学中的耗散结构理论普里戈金获普里戈金获1977年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 达尔文（达尔文（CharlesRobertDarwin）1859年年物种

16、起源物种起源18091882进化论的奠基人进化论的奠基人英国博物学家英国博物学家提出以自然选择（提出以自然选择（TheotyofNaturalSelection）为基础）为基础的进化学说。的进化学说。（OntheOriginofSpecies）恩格斯恩格斯(18201895)国际无产阶级的领袖国际无产阶级的领袖马克思主义的创始人之一马克思主义的创始人之一K马克思的亲密战友马克思的亲密战友恩格斯巴门恩格斯巴门的诞生地的诞生地恩格斯的恩格斯的骨灰罐在骨灰罐在这里埋葬这里埋葬主主 讲讲 人：人：周霞周霞 PPT PPT 制制 作作 人：张晓冬人：张晓冬 蒋翔蒋翔 杨吉杨吉 撰稿及审稿人：朱丽芳撰稿及审稿人：朱丽芳 龚蕾龚蕾 周霞周霞 组组 长长 ：朱丽芳朱丽芳