自然辨证法课件.ppt

第二章当代自然观科学技术哲学中所讨论的自然观，是对科学技术知识进行哲学抽象而形成的观察自然界的基本观点。虽不能代替具体的自然知识，却能提供不同知识领域相互过渡的观念启发。,第一节天然自然和人工自然,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：是社会生产和社会生活正常进行的内部支撑条件）,一、科学所认识的天然物世界,宇观世界 微观世界 宏观世界（胀观世界和渺观世界）,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，信息流，以其指代意义被直接使用）。,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控制机智能机消费资料：基本生活资料，基本保健资料以及享受资料。还原资料：污水处理、净化除尘、工业和民用垃圾处理、殡葬掩埋等设施。,人工物的符号序列,作为人工物的符号：物理模式指代意义 语言符号（自然语言和人工语言）和非语言符号（相似符，标示符、肢体符、情感符）符号的生产、存储和传输系统,人工物所构成的物质流、能量流和信息流,实物型人工物为人类的物质生产、物质消费和资源再生提供了物质条件，并通过生产活动、消费活动和资源再生活动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。通过交往活动，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，构成社会中的信息流。,消费活动,生产活动,资源再生活动,交往活动,物质能量,物质能量,三、人工物与天然物的复合,物质和能量的流动循环（物质能量流）低效用与高效用的重新组合（效用流）可能性与可行性的有效统一（知识流）,第二节系统自然观,一、自然观的历史演进自然：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；是指各门自然科学观察、实验的研究对象总体。自然观：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）；展开为画面（形象思维）。,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观科学的自然观,原始技术发明,人类力量与才能凸现,生产水平低，无科学,原始宗教自然观（万物有灵论）,一、原始宗教的自然观,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（BC.8世纪-）雅典时期（BC.530年-）希腊化时期（BC.332年-）（亚历山大时期）罗马时期（BC.31年-）,中国古代自然观,木,火,土,五行说,相生相克,金,水,（肺）,（肾）,（肝）,（心）,（脾）,易自然观,乾 兑 离 震 巽 坎 艮 坤,天 泽 火 雷 风 水 山 地,道自然观,道天地人,自然,古代朴素自然观的局限性,直观性、思辩性、猜测性。,中世纪宗教神学的自然观,中世纪（公元515世纪）基督教五大论题 上帝创世论 人类中心论 人的原罪说 神恩说 对不朽的信仰,近代机械论自然观,科学发展大机器工业方式文艺复兴思想革命,孤立静止,辩证唯物主义自然观,全面发展,三种自然观的比较,中国古代：整体观古代和近代西方：原子主义当代：系统观,第二节物质联系的系统方式,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素所构成的有特定功能的整体。,要素,从原则上说，凡是构成系统的组分和组元都可以称为要素。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，而是看其具有的属性,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：（空间结构、时间结构、时空结构）实质结构：相互作用,环境,影响系统或其要素但不属于系统的一切因素。工作环境（小环境）,功能,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统整体所具有的属性。功能与要素、结构和环境都密切相关。结构是内部根据，环境是外部条件。,作业：自我知识系统分析要求：、字数2000-3000字；、下周一完成。,二、现代系统思想的演进,20世纪40年代“老三论”（一般系统论、控制论和信息论）20世纪70年代“新三论”（耗散结构理论、协同学、超循环理论、混沌学、突变论、分形学）20世纪90年代以来“复杂性科学”的兴起,System Approach,系统哲学系统论系统工程,三系统中的新质突现(整体性原理),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，系统才会具有表征其整体特性的功能规定。新质：区别与要素的系统的整体的功能。突现：新质随系统内部以及系统与环境之间相互作用关系的确立而同时出现。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。,、独立性和相干性,独立性：相干性：（每个要素不仅与自己相关，更与其他要素相关。）,d Q1/dt=f1(Q1,Q2,Qn)d Q2/dt=f2(Q1,Q2,Qn)d Qn/dt=fn(Q1,Q2,Qn),相干性的形式,交互影响：交叉效应（互补与互代）长程相干（骨牌效应）反馈调节（反应环）负反馈：自稳机制；正反馈：演化机制,、基于相干性的新质突现,约束限制协同一致（序参量）,论文主题:个人知识系统优化问题,作业要求4-5个人一组，自由组合；论文格式；4000-6000字；以小组为单位，共同完成；附个人作业在小组论文后边；封皮，完成人按工作量多少排序，装订在一起,留一个E-MAIL.,四、系统的稳定性,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。,静止“稳定性”与系统稳定性,力学体系热能的最小的状态对应着体系的稳定性；平衡态的稳定态非平衡态下保持自身有序性的稳定的能力。开放的稳定性；动态的稳定性（危如累卵）,、稳定与涨落,稳定性是对涨落的不变性。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。（起伏、干扰、噪声）,从涨落到有序,从系统的存在状态来看，是对平均值的偏离从系统演化来看，涨落是同一发展演化过程中的差异从平衡非平衡角度看，涨落是系统一种不平衡性,定态对涨落反应的三种情况,不稳定状态（涨落随时间而放大，定态一去而不复返）渐进稳定状态（涨落随时间而衰减，定态能够复原）稳定状态（涨落在定态容许的范围内随时间而振荡，定态能够保持）,稳定性决不意味着固定性或不变化。稳定系统的惟一限制就是它不会表现出不稳定性的那种无限制的发散。艾什比,、稳定性的形成,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。,、稳定性的范围,微涨落和巨涨落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。巨涨落的结果是原有结构的解体以及新结构的出现。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。,内涨落外涨落微涨落巨涨落正向涨落反向涨落,、稳定性的效用分析,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，则有足取不足取之分。足取不足取，都意味着需对稳定性进行效用分析。,第四节 物质系统的层级结构,层级思想提供了一种理解复杂系统的基本方式。,一、层级结构的特点,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）层级结构是层层相干、层层有新质突现的结构。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、层层有新质突现的结构。,二、层级结构的结合度,1、结合度及其递减趋势2、结合度递减的存在论意义3、结合度递减的进化论意义,第五节 系统的演化,一、演化及其不可逆性 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完全复原，则原来的过程称为可逆过程。反之，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。,二、演化的两种分支：熵增和熵减,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。有热力学中，序变用熵增或熵减来表示。信息论中的信息等于负熵。协同学中，序变则用序参量的变化来表示。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。,耗散结构理论,（1）是开放系统；（2）远离平衡态；（3）运动演化遵循非线性机制；（4）有涨落存在，该系统便可能自发从无序走向有序。系统中总熵变应由下式表示 dS=diS+deS 其中diS为系统内部熵增；deS为系统与环境的熵交换。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；当系统为开放系，如deS 0时，则dS=diS+deS 0，系统从有序走向无序；当系统为开放系，如deS0,且 deS diS时，则dS=diS+deS 0，系统从有序走向无序；当系统为开放系，如deS0,且 deS diS时，则dS=diS+deS0，系统从无序走向有序。,Beard花纹,三、演化的根据与条件,演化的内部根据：系统内部要素间的相互作用是系统演化的根据 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。演化的诱因条件：巨涨落,四、演化的周期性,“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。”(Kant)排斥和吸引、遗传和变异、同化与异化,