自然辨证法课程ppt.ppt
系统自然观,辨证唯物主义自然观的发展,一.现代自然科学的发展和系统自然观的产生,二.自然界的系统存在方式,三.自然界的演化,现代自然科学基础,基本内涵和思想,重大意义,一.现代自然科学的发展和系统自然观的产生,1.现代自然科学革命概况,19世纪末,经典物理学危机,20世纪初,爱因斯坦、普朗克相对论和量子力学,现代物理学理论体系,黑体辐射实验,迈克尔逊莫雷实验,“两朵乌云”,现代自然科学基础,20世纪,宇观领域,相对论,微观领域,分形理论、混沌理论等,宏观领域,20世纪的科学革命分别从宇观、微观、宏观三大层次上揭示了自然界的本质和规律。,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,关于20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建构全新的自然图景作出了决定性的贡献。,广义相对论1916,狭义相对论1905,爱因斯坦,量子力学,两种物理实在-粒子轨迹和场都是不可测知的。,进一步提出了EPR实验的自旋版本，这一版本现在被称为EPRB实验。,玻姆,玻姆理论,贝尔不等式的发现被称为“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-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量子非定域性的存在。,贝尔定理贝尔不等式,贝尔,分子生物学,沃森和克里克,DNA双螺旋结构的发现,&,3.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、性质和运动规律的科学。,包括五个方面的内容：,三个阶段,系统思想产生和形成,定量的系统科学方法的建立,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）、超循环论（艾根）、混沌理论（洛仑兹、R.梅、费根鲍姆）,20世纪40年代 代表人物及理论,控制论（维纳）、信息论（申农）、系统论（贝塔朗菲）,20世纪70年代 代表人物及理论,20世纪80年代 钱学森 提出了系统科学体系的框架,自然系统不仅存在着，而且演化着；,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,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:,1、丰富和发展了辨证唯物主义自然观,2、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发展，并且成为辨证唯物主义自然观的重要组成部分。,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。,重大意义：,系统物质存在的普遍形式,自然界物质系统的基本特点,自然界物质系统的结构层次,二.自然界的系统存在方式,系统(system)：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。,贝塔朗菲将“系统”定义为“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）”。,钱学森则主张把及其复杂的研究对象称为“系统”，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整体。,系统,古希腊时代系统是自然界物质存在的普遍形式,18世纪,19世纪,公元前6世纪赫拉克利特论自然,公元前5世纪德谟克利特宇宙大系统,莱布尼茨宇宙是“预定和谐”的、“完满的统一体系”,恩格斯明确指出系统是自然界物质的存在方式。,狄德罗自然界是由各种元素所构成的物质的总体,系统,动态性,开放性,整体性,层次性,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。,特点,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。,系统的结构在整体上具有下列特性：（1）稳定性（2）层次性,构成系统的基本结构形式有三类：第1类是集中系统,系统的基本结构,（3）可变性（4）相对性,分别见下图中的（A），（B），（C）,第3类是多级递阶系统,第2类是分散系统,结构与功能,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重关系。,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,结构与功能,自然演化的不可逆性和自然的进化,自然系统演化的基本方式,自然演化的自组织机制,自然界循环发展的无限性,三.自然界的演化,自然演化的不可逆性与时间之矢,德国科伦大学的Esfeld,德国波恩大学的BailerJones,两个学说,自然界的进化：有序化和对称性破缺,达尔文主义：,英国Warrick大学的Miller,新西兰惠灵顿大学的PeterMunz,两个学说,达尔文（Charles Robert Darwin）,1859年物种起源,18091882,进化论的奠基人,英国博物学家,提出以自然选择（Theoty of Natural Selection）为基础的进化学说。,（Onthe Origin of Species）,1、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,3、“内在随机性”：确定性和随机性,自然系统演化的基本方式,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,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要的用途。因创立热力学中的耗散结构理论，普里戈金获1977年诺贝尔化学奖。,自然演化的自组织机制,I.llya Prigogine(1917),比利时物理化学家,理论物理学家,创立热力学中的耗散结构理论,普里戈金获1977年诺贝尔化学奖,1、恩格斯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,3、现代宇宙学对于宇宙未来演化趋势的推断,恩格斯宇宙的演化是“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”,“否定的否定发展的螺旋形式”,玻姆宇宙的本体论,玻姆,自然界循环发展的无限性,GAME OVER!,Thank you for attention,I.llya Prigogine(1917),比利时物理化学家,理论物理学家,创立热力学中的耗散结构理论,普里戈金获1977年诺贝尔化学奖,达尔文（Charles Robert Darwin）,1859年物种起源,18091882,进化论的奠基人,英国博物学家,提出以自然选择（Theoty of Natural Selection）为基础的进化学说。,（Onthe Origin of Species）,恩格斯(18201895),国际无产阶级的领袖,马克思主义的创始人之一,K马克思的亲密战友,恩格斯巴门的诞生地,恩格斯的骨灰罐在这里埋葬,主 讲 人：周霞 PPT 制 作 人：张晓冬 蒋翔 杨吉 撰稿及审稿人：朱丽芳 龚蕾 周霞 组 长：朱丽芳,
