自然辩证法_第二讲:系统论的自然观
自然辩证法知识点概要

自然辩证法概论知识点概要注释:标记为红色加粗字体的内容为重点内容(结合上课老师的说法月个人观点来谈的),最后祝大家考试顺利哦!第一讲哲学与科学一、哲学的特征:反思与批判(不同于其它学科)二、西方式的反思:存在先于本质三、科学来源于哲学⎧⎨⎩希腊时期罗马时期简答:为什么牛顿晚年研究神学?答:主要从以下两方面来谈:①从目的上说;研究自然是为了论证上帝的存在,所以在目的上并不冲突。
②从论据上说;牛顿第一定律又称为惯性定律(一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
),而现实中并不存在以上两种运动状态,只有非静止或非匀速直线运动,所以必须有种外力推动才能解释现实中物体的运动状态,而这种外力就来自于“上帝之手”,从而世界上存在上帝。
四、科学对哲学的影响对上帝论的抛弃例子:康德—拉普拉斯星云假设,去掉了上帝的假设,达尔文的物种起源说,赖尔的地质渐变论等等。
1)中世纪文化、黑暗、文盲公元8世纪后期卡洛林文化复兴2)近代科学家为什么牛顿晚年研究神学?①论证上帝的存在②论证,论据(牛顿第一定律——惯性定律)第二讲自然观的演化1)自然观①万物有灵论(过程)背后的故事、论证过程②论证(生与死、万物有灵论)一、自然的变迁⑴什么是自然答:非人工的物理世界(包括生命的和非生命的)本性;本来就有的东西(自然而然)⑵从原始社会到中世纪的自然观①万物有灵人有两种状态⎧⎨⎩睡死,⎧⎨⎩相同点:躺,闭眼不同点:醒,梦,呼吸人之有灵(自然拟人化)②古希腊时期Ⅰ爱奥尼亚学派—以具体的自然物为自然界寻找确定性。
Ⅱ古希腊人一直坚持对确实性的寻求,其实就是遵循事物由具体一抽象的规律。
柏拉图:理念(idea)由概念实体简答:为什么在黑暗的中世纪时期,科学会得到很大的发展?答;在欧洲黑暗、教会横行的中世纪时期里,没有妨碍对自然科学的研究,反而推动着科学的发展,理由有三:①在中世纪,教会掌握大权,他们信奉“自然界是上帝创造的”,从而推动了教会人员在自然科学方面的研究来解释上帝的伟大。
自然辩证法第二讲系统论的自然观

生态平衡与环境保护
生态平衡
生态平衡是生态系统的重要特征,指生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态,包括生物种群数量、物 质循环和能量流动等方面的平衡。
环境保护
环境保护是维护生态平衡的重要措施,包括减少污染、保护生物多样性、合理利用资源等方面,旨在实现人类与 自然环境的和谐共生。
04 系统论在社会科学中的应 用
社会系统的自组织与他组织
社会系统的自组织是指社会系统在没有外部干预的情况下, 通过内部要素之间的相互作用和演化,形成一定的结构和功 能的过程。自组织是社会系统演化的一种重要方式,也是社 会系统发展的重要机制之一。
社会系统的他组织是指社会系统在外部干预和强制力的作用 下,形成一定的结构和功能的过程。他组织通常是在一定的 政治和经济条件下,通过政府或其他组织的干预来实现的。
自然界的自组织与他组织
自然界的自组织
自然界中的系统在没有外部干预的情况下, 能够通过内部机制自发地组织起来,形成有 序的结构和功能。
自然界的他组织
自然界中的系统也可以通过外部干预和强制手段来 组织起来,形成特定的结构和功能。
自组织与他组织的相互作 用
在自然界中,自组织和它组织是相互作用的 ,它们共同作用,推动自然界的发展和演化 。
统等。
社会系统
03
社会系统中包括各种社会现象和社会组织,如经济系统、政治
系统等。
02 系统论的自然观
自然界的系统性
01
自然界是一个整体
自然界中的各种事物和现象是相 互联系、相互作用的,构成了一 个有机的整体。
02
系统层次结构
03
系统的动态平衡
自然界中的事物按照一定的层次 结构组成系统,每个层次都有其 特定的功能和作用。
自然辩证法第二章

第一节 现代自然科学的发展和系统自然观的产生 三、系统自然观确立的重大意义
1、丰富和发展了辩证唯物主义自然观
一、丰富和深化了辩证唯物主义的物质观。 二、丰富和深化了辩证唯物主义的运动观。 三、丰富和深化了辩证唯物主义的时空观。 四、论证了辩证唯物主义自然观关于运动、发展的大循 环思想。
2、提供了系统思维方式
(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
第三节 自然界的演化 自然界的进化:有序化和对称性破缺 (1)序、有序和无序 “序”,不仅表现为空间结构的某种规则性,而且反 映了时间演化过程的某种规律性。 (2)对称和破缺 “对称”,是指在一定变换下的不变性。最高的对称 性就是在一切变换下都不变的状态。 “破缺”是指在一定变换下所表现的可变性,或对称 性的降低。 复杂性和层次结构正是起源于某种对称性破缺。
二、自然界物质系统的基本特点
一、开放性 三、整体性 二、动态性 四、层次性
三、自然界物质系统的结构层次
1、自然系统的结构和功能 结构:是指自然系统的诸组成要素之间相互关系的总和, 它表现为系统内部的组织形式、联系方式和秩序。 功能:是系统与外部环境相互作用中表现出来的性质、 能力和功效。 结构是功能的内在根据,功能是结构的外在表现。 结构相对稳定,而功能因为系统的开放程度和开放方式 不同而表现出多样的可能性。 结构分为一、同时态相对稳定的空间结构
1、从存在到演化
以往的自然科学,如牛顿力学、麦克斯韦电磁理论, 包括相对论和量子力学所描述的都是可逆过程,表现 出时间反演是对称的,未来和过去没有区别。 非平衡自组织理论则将热力学定律的“时间之矢”与 动力学系统的复杂性、不可逆性联系起来,使时间从 一个外部参量转变为自然演化的内在尺度。提出了 “内部时间”的概念,表明自然科学从存在的科学走 向演化的科学。与此相关联,人们对自然界的认识, 也从认识存在深入到认识演化,即认识到自然界不仅 是存在的而且是演化的,并试图在存在和演化之间架 起一座桥梁。
第二讲 自然观

1.古代朴素自然观 古代朴素自然观
(1)古代自然观的核心问题及其代表性观点 “万物的本原”、“宇宙起源与演化”、“自然” 的涵义 ★万物的本原: 四根说;四要素说;五行说
★宇宙起源与演化:“无限”与“无定形”说;老庄的宇宙生 成论 ★“自然”的涵义
亚里士多德《形而上学》:自然物之本性和根据,即“存在”本身。 在中国,“自然”的最初含义亦指非人为的本然状 态。如《道德经·2 章》: “人法地,地法天,天法道,道法自然”。
生命系统的层次:细胞 → 组织 → 器官 → 系统 → 个体 → 种群 →群落 →生态系统 → 生物圈
3.自然系统演化的基本方式 自然系统演化的基本方式
(1)分叉:稳定性和不稳定性
突现:突发性、间断性和不可预测性 “内在随机性”:确定性和随机性
(2)突现:突发性、间断性和不可预测性 )突现:突发性、
(1)开放性
自然系统的三要素
Hale Waihona Puke 物质能量
信 息
根据自然系统与外界环境的交换关系将系统区分为: 孤立系统、封闭系统、开放系统
孤立系统是与环境隔绝的系统,这样的系统只是一 种理想或近似的状态。
(2)动态性
没有不运动的物质,静止只是运动的特例 物质运动形式的多样性及其可转化性 自然系统都有物流、能流、信息流的不断运动 任何自然系统都有一个孕育、产生、发展、成熟、 衰退、消亡的过程。
2.基本特征: 2.基本特征: 基本特征
唯物论与辩证法的统一; 唯物论与辩证法的统一; 自然观与人类史的统一; 自然观与人类史的统一; 天然自然与人化自然的统一; 天然自然与人化自然的统一; 人与自然的对象性关系是能动性和受动性的统一。 人与自然的对象性关系是能动性和受动性的统一。
第2章自然辩证法 系统自然观

英语都是evolution,但实际上二者是有区别的。演 化是一种具有不可逆性的运动形态,而进化则是一种具 有特定方向的演化。所谓进化,是指事物的上升的、从 无序到有序,从低序到高序的不可逆过程或复杂性和多 样性的增长。演化比进化具有更宽泛的含义,演化除了 进化之意义以外,还包括了事物的下降的,从有序到无 序的过程。
从猿到人有决定性的几个环节,有生物性的,有社会 性的,其中劳动是关键。劳动需要专门的器官,使四 肢分化,并确立了直立行走姿态,劳动的集约化需要 交流,促使语言生产,大脑发展,逐渐学会思维,学 会制造工具。所以说,劳动创造了人。
3、自然界演化的方向性、周期性、 无限性
(1)方向性: 向上向下; 有序无序 进化和退化
⑴低层系统对高层系统有构成关系(纵 向关系),同一层次的系统之间存在着相干 性关系(横向关系)
⑵层次与系统的复杂性有对应关系 ⑶高层次和低层次间必然存在着双向因 果链 ⑷物质系统层次结构是一种稳定结构。
——层次结构的结合度
自然界的层次结构
非
卫星、小行星
生
凝聚态物质
命
分子体系
世
分子
界
原子
原子核
夸克有结构吗?
4.3 整体原理
整体大于各孤立部分的总和 整体原理要求人们在研究问题时,要牢固树立
全局、整体的观念,不仅要注意发挥系统中各 部分的功能,更重要的是注意发挥各部分相互 联系形成结构的功能
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5 “三论”产生的意义
从1945年美籍奥地利生物学家冯·贝塔朗菲发表 论文正式提出系统论,到1948年美国数学家、电 信工程师N.维纳提出控制论和美国应用数学家 C.E.申农提出信息论,标志着系统科学的诞生。
自然辩证法课件

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系统分析方法与还原分析方法是不同的。
还原分析方法有两个前提:
“部分”间无相互作用或相互作用可忽略; 描述部分的行为的关系式是线性的,这样才 能进行累加,保证描述总体行为的方程和描述 部分行为的方程具有相同的数学形式,以便通 过部分过程相加取得总体过程。 显然,这种分析方法和思维方式不适用于复 杂对象。
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量子力学揭示了崭新的、不同于宏观客体规 律的微观客体规律,阐明了连续性与间断性、 波动性与粒子性的对立统一,突现了量子(微 观)世界的概率随机性,根本改变了精确确定 的连续轨迹的经典概念,经典理论中的严格决 定论被仅作为一种近似的和统计趋势的概念的 因果律所取代。
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玻尔在1935年提出来的“量子关联”也已被 证明具有实在性。这种关联性是普遍存在的。
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它表明,所有生物(包括非细胞生物病毒) 都有着共同的遗传物质核酸,而核酸也有共同 的核苷酸链的分子结构和基本相同的遗传机制。 在此基础上发展起来的DNA重组技术、克隆技 术,表明现代生命科学已经发展到足以改造人 类自身、改变人的自然本性的程度。人参与、 影响自然进程的力量更强了。 1953年,沃森(1928~)等科学家在分析X 射线衍线资料的基础上,建立了DNA分子的双 螺旋结构模型。标志着分子生物学的诞生。将 生物学的实验水平推进到了大分子层次,并在 生物大分子层次上阐明了自然界结构和生命活 动的高度一致性。
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4)自然系统是线性与非线性的统一
传统科学研究的都是线性系统; 但线性系统只是现实自然系统的近似,现实 自然系统是非线性的。非线性是普遍的,线性 才是特例。 自然界是线性与非线性的辩证统一。
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3.系统自然观确立的重大意义
1)丰富和发展了辩证唯物主义自然观
自然辩证法1.系统自然观

自然辩证法1.系统自然观系统自然观1.古代朴素自然观1.1中国的先秦时期阴阳学说(周敦颐·宋),五行学说,太极学说,孔子论天,老子论道1.2早期古希腊自然哲学泰勒斯世界本源是水阿那克西曼德无限赫拉克利特流变——西方人对自然的理解意味着问题的存在,而中国人对自然的传统理解意味着问题的终结1.3自然一词的中国内涵自在当然,自然而然——反对理解(庄子)天道远,人道迩——不想理解(左传)道法自然——顺从(老子,庄子)知其然不求其所以然——天道渊微(阮元·清)1.4古代朴素辩证法自然观的基本特点1)把自然界当作一个统一的有机体;2)来自天才直观,理性的思考和大胆的猜测,虽然正确地把握了自然界总画面的一般性质,却不能具体说明自然界的联系,认识是模糊的。
2.十六、十七世纪机械唯物主义自然观2.1牛顿——新的摩西2.2钟表与钟表匠机器的自然图景和严格的自然决定论,是机械唯物主义自然观的基本命题3.2机械唯物主义自然观的重大贡献和局限性1)贡献——机械唯物主义自然观摒弃了古代朴素辩证法自然观的直观性,强调经验和实证的方法,主张用分析,还原的方法去研究对象;2)局限性——以机械的观点去看待自然界和人,否认了有机界和无机界,自然界和人之间性质上的差别。
(恩格斯)形而上学:把自然界看作是静止的,永恒不变的。
随着理论自然科学的出现这种思维方法愈来愈不适用。
3.辩证唯物主义自然观3.1基本内容自然界是物质的,物质是万物的本原和基础;运动无论是量上还是质上都是不灭的;意识和思维是物质高度发展的产物,是人脑的属性和机能;时间和空间是物质的固有属性和存在方式。
3.2基本特征1)唯物论和辩证法的统一;2)自然史和人类史的统一:3)天然自然和人化自然的统一;4)人和自然的对象性关系是能动性和受动性的统一。
3.3重大意义1)实现了自然观发展史上的革命性变革;2)为马克思主义的科学观和科学方法论以及科学与社会的研究奠定了理论基础;3)为科学和技术提供了世界观,认识论,方法论和价值论的理论前提;4)为自然科学和人的科学的结合提供了理论依据。
自然辨证法 第2章 系统自然观

时间和空间的相对性 时空随物质运动形态的不同而不同
欧几里德
罗巴切夫斯基
黎
曼
欧几里德几何学、罗巴切夫斯基几何学和黎 曼几何学,它们分别反映了不同范围、不同层次 物质形态的空间特性。
时间和空间随着物质运动速度的变化而变化
相对论的贡献
改变了人们对时间和空间的认识。牛 顿理论的绝对时间空间被推翻了。 欧氏几何 非欧几何 爱因斯坦相对论公式 证明,物质、时间、空间、运动不可 分割的内在联系。
二)板块构造学说
60年代末,又有人在前人研究的基础上,提 出了板块构造学说,认为岩石圈的基本构造 单元是板块,全球地壳构造运动的基本原因 是这些板块的作用。 此学说提出后,得到了许多的科学验证。可 以说,大陆漂移学说以板块构造说的建立取 得了新的形式。 大陆漂移学说和板块构造学说描绘了大陆有 分有合、大洋有生有灭的一幅宏伟、发展的 图景,否定了大陆固定、海洋永存的传统观 念,开创了人类对地球史认识的新阶段。
(五)现代生命科学
一)现代遗传学与分子生物学 1,19世纪末孟德尔遗传定律的发现。 种植豌豆发现植物的遗传规律,20世 纪初才被重新发现。 2,20世纪初美国遗传学家摩尔根对果 蝇研究造成基因理论的发展。
分子生物学诞生
1953年,沃森和克里克发现了DNA双螺 旋结构,成为分子生物学诞生的标志。 分子生物学的建立是自物理学革命之 后20世纪自然科学的又一次革命。
根据科学家的分析,如果我们未来能 建成一座1000兆瓦的核聚变电站,每 年只需要从海水中提取304公斤的氘就 可以产生1000兆瓦的电量,照此计算, 地球上仅在海水中就含有的45万亿吨 氘,足够人类使用上百亿年,比太阳 的寿命还要长。
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分形特征
随机干扰
Example
生物
天然植物的生长并不是完成随 机,而是按着自相似规律递归式 的生长的.
Example
生物ຫໍສະໝຸດ 显微镜观察 下的病毒形 态呈现也完 美的数学模 型空间结构, 如图的病毒 都能够通过 简单的分形 方程式得出.
Example
美学
在分形数学的
创始人发现分 形规律之前,建 筑师已创造出 很多应用了分 形美学思想的 宗教建筑.
特定的物质层次结构与特定的能量状 态相适应的规律
• 特定层次系统的尺度与结合能 成反比的规律
尺度越小,结合能越大,结合的键力愈强。
风力、畜力、水力——宏观物体的能量——手工业时代 蒸汽机————————分子层次的能量——蒸汽机时 代 电机和高压输电技术——外层电子层次的能量——电器 电子时代 原子弹和可控核反应——原子核层次的能量——核时代
物质形态的多样性与丰度成反比规 律
物质层次愈高,结构功能愈多样化,层次 愈高的物质系统在宇宙中丰度愈少。
高层次物质系统与低层次物质系统 相互关系的规律
低层对高层的上向因果关系: 高层次系统的结构、属性和 运动形式是从底层次系统及 其运动形式突变而产生出来 的。
还原论解释模型:用低层次学科的规律,
开放系统是耗散结构形成的先决条件
非平衡是耗散结构形成的力量源泉 非线形是耗散结构形成的根本依据 涨落是耗散结构形成的触发因子
自然系统的演化
自然系统的层次结构
含义:是指由若干个由组成元素经相干关
系构成的系统,再经新的相干关系而构 成新的系统的逐级构成结构关系。
从宇宙大爆炸到人类诞生
加上这些规律在高层次事物中起作用的条 件来解释说明高层次现象的逻辑模型。 独特论:否认高层次系统由低 层次系统产生的观点。
高层次的相对独立性:高层 次系统有自己的特殊的结构、 规律、属性和功能,这是不 能用低层次系统的结构、规 律、属性和功能来解释的。
高层次对低层次下向因果关 系:低层次系统明显地受着 它所处在的高层次系统及其 规律的制约、影响和支配。
混沌理论
洛仑兹(E.Lorenz) 美国气象学家
What is Fractional ?
什么是分形学?
分形几何揭示了复杂事
物的形态都具有分形的 性质。它是描述复杂自 然形态及其生成的重要 数学工具,为人类建构 新的自然图景提供科学 基础。
描述自然发展规律
分形哲学
描述自相似规律
描述空间相关性 描述世界
结构与功能的关系是“多对一”的关 系-----黑箱方法
系统演化的不可逆性和方向性
基本概念
可逆变化:过程可以反转,状态可以回归,系
统和环境可以同时复原。
不可逆变化:过程不可反转,状态不可回 归,系统和环境不可同时复原。
熵:一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸
收(或耗散)的热量除以它的绝对温度。
“一个系统的熵就是它的无组织程度的 度量”——维纳 熵增加 热力学第二定律:孤立系统中 dS≧0 热量从低温物体转到高温物体而不产生其 他影响是不可能的 热寂说
负熵:是和熵反向的一种量度,即有序性的量度 系统的自组织
无序和有序 对称性破缺 他组织和自组织 平衡结构和非平衡结构(耗散结构)
耗散结构形成的条件和机理
从 宏 观 到 微 观
宇宙是由大约150亿年前发生的一次大 爆炸形成的
宇宙的实际年龄为137亿年
银河系的诞生
太阳系的形成
地球形成与地壳运动
层次结构的主要特点
低层次系统对高层次系统有构成关系
同一层次的系统间存在着相干关系
自然界物质系统的基本层次
自然界形成层次结构的论证
物质系统层次结构的基本规律
Example
美学
Example
物理学
宇宙存在自相似原理的有力 例证是物理学上的很多天体 运动规律,如从分子到天体 都遵守的万有引力定律.
Example
火
土
Rule
木
金
水
系统的概念
由相互作用的各个部分组成的 具有一定功能的整体 • 具有多元性特点 • 具有相关性特点 • 具有整体的特性和功能
英国生物学家艾斯比(W.R.Ashby)
的“生物控制论” 《大脑设计》(1954) 《控制论导论》 (1956)对著名的黑箱方法作了深入 的探讨。 钱学森的《工程控制论》(英文版 1954)
信息论
申农(C.E.Shannon,1916-) 《通讯的数量理论》(1948)
一般系统论
贝塔郎菲(L.V.Bertalanffy,19011971) 奥地利生物学家 《一般系统论:基础、发展和应用》 (1968)
行为:一个系统相对于它的环境作出的任何 变化。 功能:系统对环境的变化和作用作出响应的 能力。
系统的若干规律
系统中整体与部分的关系:
1:表现出一定的加和性 2:非加和性——系统的突现功能 整体大于部分之和 整体小于部分之和
系统的结构和功能的关系
功能=F(组分、结构、环境) • 一定的结构决定一定的功能—— 结构解释方法和结构模拟方法 (仿生学) • 系统的性状功能有相对的独立性。
系统的基本因素
系统的组成
系统的结构
世界不是由物组成的而是由物及物之间的 关系来组成的 “世界不是物的总和,而是事态的总 和。”——维特根斯坦
系统的结构对于元素具有相对的独立性。
系统的环境
与系统发生相互作用又不属于这个系统的 所有事物的总和。
孤立系统 封闭系统 开放系统
系统的行为和功能
事物并不是永远向前发展,而是从产生成消
灭的一次又一次的循环 事物之间存在联系,因为事物本物是同源的, 内在存在一定的规律性 事物的发展是随机了,任何一细节的改变会 影响整个过程 正面事物必定存在反面事物以之对应. 空间时间存在自相似性,不等同于无限.
Example
递归式
自相似(循环式)
耗散结构理论
普利高津(I.Prigogine,1917-) 比利时物理学家 哈肯(Hermann Haken,1927-) 西德 学者 “协同学”
突变论
托姆(Rene Thom,1923-) 法国数学家 《结构稳定性与形态发生学》 (1968)是研究不连续现象的一 个新兴数学分支。
超循环理论
艾根(M.Eigen,1929-)德国物理 化学家 《物质的自组织和生物大分子的进 化》(1971)
分形学
几何学 数学
人类在漫长的时间中探索自然,发现了数学能够描述自然界的某 些规律 在生产生活中往往遇到空间位置相关性问题,古希腊的人们慢慢 的发现了几何学 西方国家认为分形学(数学理论)在近代出现,表达自相似与递归原 理的一种数学模型 随着计算机发展,分形学现在越来越多的用于描述随机自然现象
系统论的自然观
系统论史前史
亚里士多德的目的论
人是机器
基里柯: 一条街道的忧郁和神秘
系统论一般发展史
控制论
维纳(N.wiener,1894-1964) 美国数学家 1943年,维纳写了《行为、目的 和目的论》 1949年出版《控制论》
意义
批判了牛顿的机械决定论,从 控制论的角度出发,肯定了概率统 计观对于现代科学方法论的意义, 给予偶然性以应有的地位。