第二讲系统自然观
(“世界的物质统一性”)
(“自然界物质形态的统一性”——各种 特殊的物质形态之间有密切的相互联系和其 他方面的共同点) 宇宙物质化学上的同一性 场与实物 能量守恒与转化原理;“质量亏损
24
自然界物质的系统性
从该片讲 起
(系统是自然界物质的普遍存在方式和物
质之间普遍联系的基本方式)
物质系统
物质系统的基本特征
物质系统层次的有限性:对于每一个具体 层次的物质系统来说,其在质量范围、空间尺 度、结构和功能等方面都是有限的; 物质系统层次的无限性:对于整个自然界 来说,对自然界物质系统的层次的认识是不可 穷尽的。任何一个具体的物质系统层次,都只 不过是无限的自然界物质系统层次系列上的一 个“关节点”。
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辩证唯物主义自然观的发展
——系统自然观
1
系统自然观的基本思想 自然界的系统存在图景 自然界的演化图景
2
系统自然观产生的现代自然科学前提
(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 分子生物学
系统论
非线性自组织理论 混沌理论
辨析:自然界物质系统演化的周期性表明了事
物发展的有限性。
答:错
周期性是指事物沿时间轴变化经过一段时
间后,又向其原来的出发点复归的一种运动、
发展的属性。其本质是一种螺旋式上升的确发
展的无限过程。周而复始的运动本身就从无限
循环方面显示了事物发展的无限性。
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3、层次结构的因果链
上向因果链:低层次物质系统作为原因,可以
42
非线性自组织理论
耗散结构理论(普利高津,《结构、耗
散和生命》,1969年)
协同学(H.哈肯)
超循环理论(艾根)
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自组织
自组织现象:在一定条件下系统通过自我组
织而自发形成一种“有序结构”的现象。
自组织现象普遍地存在与自然界之中:
生 非
命世界——生物个体、生物群体;
生命世界——流体力学中的“贝纳德对流” 、物理系统中的“激光”、化学系统中的 “B—Z反应”(化学振荡)……
物质系统的类型
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1、物质系统
物质系统:以系统方式存在着的物质世界。
系统性、整体性的思想历史悠久——古代、近
代、恩格斯、现代。
L.贝塔朗菲:系统是“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)。”
钱学森对系统的看法。
掌握系统概念的关键:理解系统的基本特征。
26
44
耗散结构理论
一个ห้องสมุดไป่ตู้离平衡态的开放系统,通过不断与外
界交换物质与能量,在外界条件的变化达到 一定阈值时,可能从原有的混乱无序的杂乱 状态,转变为一种时间、空间上或功能上的 有序状态——这种在远离平衡情况下形成的 新的有序结构,称为“耗散结构”。(普利 高津《结构、耗散和生命》,1969)
45
20
2、自然界的物质性k
(1)历史上对物质概念的不同理解
(2)列宁的物质定义
(3)在理解列宁物质定义时应注意以下几个方面
根本特性——客观实在性
物质可知
克服形而上学的局限性
认识自然的逻辑起点
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列宁的物质定义k
“物质是标志客观存在的哲学范畴
,这种客观存在是人通过感觉感知的,
他不依赖于我们的感觉而存在,为我们
——根据对涨落的不同反应
恒稳态;亚稳态;不稳定状态。
物质系统稳定性之源
非线性自组织理论
41
稳定性的衡量
涨落:宏观变量对平均值的起伏。 物质系统的稳定性:就是对涨落的不变
性。 三种状态(根据系统对涨落的反应划分 ):恒稳态——亚稳态——不稳态。 对于稳定状态,涨落将被收敛平息,从 而使物质系统的运行表现为向某种状态 的自发回归。——为什么?
物质系统稳定性的产生
和耗散结构的存在密切相关
从状态上看 从产生条件上看 从过程上看
耗散结构理论使人们对物质形态的 稳定性的认识建立在比较科学的、定量 的、且正在发展的基础之上。
46
注意
物质形态的稳定性既是动态的,又
是相对的,是相对于一定范围而言
的。
稳定
失稳
再稳定
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自然物质系统的可变性
- 13
地上物体 分 原 子 子
原 子 核 基本粒子
克
厘米
36
物质系统层次是 间断性与连续性的统一
(2)物质系统层次的连续性
物质系统层次之间具有从属关系;
每一个层次的物质系统在一定条件下 都能和相临层次的物质系统发生转化; 还往往表现在多个层次之间发生着相 互联系和相互作用。
37
2、物质系统层次是 有限性和无限性的辨证统一
联系。
15
现代自然科学,特别是系统科学的发展
,还深刻地触及了自然界运动和演化的 方向问题。 恩格斯指出:“自然界不是循着一个永 远一样的不断重复的圆圈运动,而是经 历着实在的历史。 ” 自然界运动演化方向性的揭示,是辩证 唯物自然观新发展的又一重要内容。 自然观的产生和一定时代的科学发展水 平相适应。随着自然科学的发展,辩证 唯物主义自然观在不断地接受着检验并 不断得到发展。
环境:与系统或系统的组成部分发生相互作用而又不属
于这个系统的所有事物的总和。
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系统——结构和功能的统一。 要素、结构、功能与环境——完备地 规定一个系统所必须的。 注意: 1)只有那些有物质、能量、信息交换 且造成新属性突现的联系,才能构成系统。 2)系统概念的要义并不是一般地强调 联系,而是强调那种具有新质突现的联系。
叉与混沌方式,他把简单性与复杂性、 有序性与无序性、确定性与随机性、必 然性与偶然性等统一在更为深广的自然 图景之中。
14
现代自然科学,特别是系统科学的发展
,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
化的原因问题提供了科学的方法,揭示
出自然界物质的相互作用是复杂的、立
体的因果网络,是系统的、整体的因果
的感觉所复写、摄影、反映。”
“物质是不依赖于人的意识并且
为人的意识所反映的客观存在。”
22
3、自然界物质形态的多样性与统一性
(1)自然界物质形态的多样性 (可以通过各种分类方法进行考察) 实物与场 非生命世界与生命世界
非生命世界系列……
生命世界系列……
根据物质聚集状态划分
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(2)自然界物质形态的统一性
E = mc2
8
相对论
1916年,爱因斯坦建立广义相对论 验证:水星轨道近日点的反常进动 光在引力场中传播时发生频移 光线在引力场中发生偏转
(《物理学史简编》P702)
相对论否定了牛顿的绝对时空观,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。
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(2)量子力学
普朗克(Maz K.E.L.Planck,1858—1947) 1900年12月4日,《关于正常光谱的能量分布定律的理 论》,提出能量子基本假设——量子力学诞生。
6
洛仑兹变换方程组
x’= y’= y z’= z t’=
x - vt
1 - v2/C 2
y
y’ v
o
t(v/c2)x v2/C 2 z 1 z’
o’ x x’
7
时空观的变革
尺缩效应
L =L
0
1 - v2/C 2
钟慢效应 质增效应 质能关系式
T=
T
0
1 - v2/C 2
m=
m
0
1 - v2/C 2
自然界演化的基本特征与规律
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自然界的物质性
自然界 此基本原理 哲学都讲过, 千万少讲
自然界的物质性
自然界物质形态的多样性与统一性
19
1、自然界
(1)广义的自然界 狭义的自然界 (2)天然自然与人工自然k 人工自然(三个层次:人工控制的自 然、 人工培育的自然、人造自然物) 天然自然(两个层次:人类尚未认识 到的那部分自然、人类观测所及但尚未受 到人类实践手段影响的那部分自然界)
3
一、物理学新发现和物理学革命
1、世纪之交物理学三大发现
X射线:1895,(德)伦琴
放射性:1896,(法)A • H •贝克勒尔
电
子:1897,(英)J • J •汤姆逊
2、物理学上空的“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——相对论、量子力学诞生
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3、自然物质系统的类型
分类——考察自然界的有效方法 (对系统可从不同角度进行分类)
从系统内进行的实际过程分; 从系统与环境的关系分;
从系统所处的状态分;
从人对系统的认识程度分; 从人与物质系统的关系分……
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自然物质系统的层次性
物质系统的层次
物质系统层次之间的辨证关系
2、物质系统的基本特征
(整体性、相互作用)
(1)整体性(自然物质系统是具有不可还原的 性质的整体) 整体与部分的构成关系:
部分
加和性
非加和性
整体
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(2)相互作用
要素(部分)与要素(部分)之间的相互作用——结构
(空间结构、时间结构、时空结构)
系统作为整体与外部环境作用——功能
系统作为整体与内部作用——内部功能
11
三、系统论
这句话是 什么意思?
系统论以“系统”的观点自然界?提出了