自然辩证法第2章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 辩证唯物主义自然观的发展,系统自然观,第一节 现代自然科学的发展和系 统自然观的产生,第二节 自然界的系统存在方式,第三节 自然界的演化,一、系统自然观产生的现代自然科学基础,（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,系统科学,非线性自组织理论,混沌理论,（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（最离奇的一次科学发现）,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,（,1,）狭义相对论,（,2,）广义相对论,（,3,）量子力学,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。,量子力学标志了对微观世界认识的深入，揭示了连续性与间断性、波动性与粒子性的辩证统一，凸现了量子现象的整体性，打破了机械决定论的观念。,（二）分子生物学,分子生物学由细胞水平深入到分子水平，在生物大分子层次上揭示了生物界基本结构和生命活动的高度一致性,。,分子生物学的主要内容,（,1,）生命遗传规律的探索,（,2,）分子生物学的建立（,1953,，,DNA,）,（,3,）基因工程的发展,转基因动物,转基因植物,克隆技术,干细胞研究,（三）系统科学理论,系统科学是“三论”和“新三论”的总称；是现代自然科学、社会科学、思维科学发展综合的结果；是现代科学研究共同的一般方法论。,“三论”：系统论、控制论、信息论,“新三论”：耗散结构理论、协同学、突变论,4,系统科学理论的基本原理,反馈原理,有序原理,整体原理,4.1,反馈原理环境变化所产生的干扰信息作用于受控部分，引起输出信息的改变，反送到输入端时，称为,反馈信息,环境变化,受控部分,A,反馈部分,前馈信息,输出信息,输入基准信息,控制信息,反馈信息,4.2,有序原理,重视系统内各要素的合理组织,重视系统的有序程度,发挥系统可能的功能,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,返回,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。,“,三论,”,属综合性学科，是各学科相互渗透、交叉发展的结果。它的产生为现代科学的发展提供了新的途径和思维，具有重要的方法论意义。,（四）非线性自组织理论,耗散结构理论,协同学,突变论,超循环理论,无序 有序,系统科学：,系统科学研究的“系统范式”：从方法上反对立足于部分的分析还原方法,系统科学揭示的世界图象：,简单性的世界复杂性的世界,存在的世界演化的世界,确定性的世界非确定性的世界,二、,系统自然观的基本内涵和思想,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、整体的因果联系。,1,、基本内涵,自然界不仅存在着，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；自然界不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非线性的；,2,、思想,（,1,）从存在到演化,（,2,）确定性与非确定性的统一,（,3,）简单性与复杂性的统一,（,4,）线性和非线性的统一,传统的自然科学都是,“,存在科学,”,（所描述的都是可逆过程，表现为时间反演是对称的）。,自组织理论等属于,“,演化科学,”,（描述不可逆性和复杂性，使时间从一个外部参量转变为自然演化的内在尺度）。,对自然的认识从存在深入到演化，试图在存在与演化之间架起一座桥梁。,1,）自然界不仅存在着，而且演化着,2,）自然系统是确定性和随机性的统一,非线性系统会自发地产生不可预测的随机性，并且这是普遍现象。,传统科学研究的对象是简单的：线性的、平衡态的、规则的、有序的、确定的、可逆的。,3,）自然系统是简单性和复杂性的统一,但自然系统实际上是复杂的：非线性的、非平衡态的、不规则的、无序的、不确定的、不可逆的。复杂系统的各要素之间存在着非常复杂的反馈、自催化、自组织作用。,复杂性也是普遍存在的。,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。,4,）自然系统是线性与非线性的统一,3,、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,首先，系统自然观揭示了自然界的系统性、整体性和层次性。,其次，系统自然观揭示了自然界物质系统的开放性、动态性和自组织性,再次，系统自然观揭示了时间的不可逆性，丰富了辩证唯物主义的时空观。,最后，系统自然观揭示了自然界在循环中有序与无序、进化与退化的辩证关系，论证辩证唯物主义关于运动、发展的大循环思想。,（,2,）提供了系统思维方式,所谓系统思维方式，是把对象当作一个系统的整体加以思考的思维方式，它根据系统的性质、关系、结构，把对象的各个组成要素有机地组织起来构成模型，研究系统的功能和行为。,第二节 自然界的系统存在方式,1,、系统是自然界物质存在的普遍形式,系统,由若干相互联系相互作用的要素，按一定关系组成的具有一定结构和功能的有机整体。（,52,页）,自然界的一切物质客体都可以看作是由若干相互联系相互作用的要素，按一定关系组成的具有一定结构和功能的有机整体。,1.,系统是自然界物质存在的普遍形式,系统：由相互联系的要素构成的有特定结构和功能的有机整体。,“,系统,”,一词最早见于古代原子论的创始者德谟克利特的,世界大系统,一书，意指部分组成整体。亚里士多德曾提出,“,整体大于它的各部分之和,”,。,1,）系统是由若干要素组成的,2,）系统的要素间存在着特定的关系，形成一定的结构,3,）系统的结构使系统成为一个有特定功能的整体,4,）功能在系统与外部环境的相互作用中表现出来，系统总存在是一定环境中,2,）开放性：与环境自由地进行物质、能量、信息交换,2.,自然界物质系统的基本特点,1,）整体性：整体大于它的各部分的总和,3,）动态性：运动、变化、发展,4,）层次性,3.,自然界物质系统的层次结构,1,）自然系统的结构与层次结构,2,）无穷嵌套的立体网络结构的自然图景,3,）自然系统层次结构的根源与基本特点,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）,层次与系统的复杂性有对应关系,高层次和低层次间必然存在着双向因果链,物质系统层次结构是一种稳定结构。,层次结构的结合度,自然界物质系统层次结构的基本特点：,夸克,基本粒子,原子核,原子,分子,分子体系,凝聚态物质,卫星、小行星,?,自然界的层次结构,微观世界,宏观世界,强子如质子、中子,夸克有结构吗？,非,生,命,世,界,基本粒子、,原子、,分子,恒星,星系,星系团,总星系,非生命世界,微观世界,宏观世界,宇观世界,已知最大范围“宇宙”,自然界的层次结构,生命世界,蛋白质、,核酸,分子体系,细胞,组织,器官,系统,生物个体,种群,群落,生态系统,生物圈,自然界的层次结构,非生命世界,生命世界,领域,层次,空间尺度,cm,理论描述,领域,层次,理论描述,渺,观,？,10,-34,超弦理论？,基,因,型,氨基酸,蛋白质，核酸,生物超分子复合物,分子生物学,微,观,夸克,基本粒子,原子,分子,10,-13,10,-6,量子力学,量子场论,统计力学,表,观,型,细胞器,细胞核、质、膜,细胞,细胞学,宏,观,地上物体,行星,恒星,10,-5,10,14,牛顿力学,经典物理学,组织,器官,系统,个体,生理学,宇,观,星团,星系,星系团,超星系团,总星系,10,14,10,24,光年,？,自然界的层次结构,第三节 自然界的演化,1,、演化和进化的概念,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。,2,、自然界的历史过程性,辩证唯物主义自然观认为“自然界不是仅仅存在着，而是生成和消灭着。”“整个自然界，从最小的东西到最大的东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都处于永恒的产生和消灭之中，处于不间断的流动中，处于无休止的运动和变化之中。”我们所处的世界是演化的结果，又是演化的一个阶段。恩格斯说；世界不是一成不变的事物的集合体，而是过程的集合体。,（,1,）宇宙的起源和演化。,基本粒子产生。,0,秒至,10,的负,6,次方秒，时空量子化。在,1,秒内产生基本粒子,元素的起源。,1180,秒,实物的出现。,1,万年后,天体的形成。,三个科学依据：,3K,微波背景辐射,河外星系谱线红移,氦丰度,大爆炸宇宙论解释了宇宙的空间构成图景和宇宙的运动规律。,目前广为接受的是恒星演化有四个阶段：,第一阶段：引力收缩阶段,幼年时期（太阳在这一阶段要呆,7,、,5,亿年）。,第二阶段：主序星阶段,成年时期。,第三阶段：红巨星阶段,老年时期,第四阶段：高密恒星阶段,临终阶段,超新星爆炸有三种结果,:,A,、全部瓦解为星云,B,、爆炸所产生的超高温、超高压，把电子全部塞进原子核里，变成中子星。,C,、爆炸后的残骸，如果超过三个太阳质量形成黑洞,（,2,）地球的演化,天文时期地球的演化,A,、内部物质分异,B,、原始地球在溶融分化的分异过程中，在内部冒出大量的气体，这些气体由于地心引力的作用聚集并包围在地球表面。,地质时期的演化,A,、地壳运动。（,10,亿年发生一次）,B,、气候冷暖交替。（,5000,年前比现在高出,23,度，,30002800,年前第一次冷期；,19001500,年前第二次冷期）,（,3,）生命的起源和演化,现代生物学认为生命的物质承当者是以蛋白质、核酸为主体的多分子体系。因此生命的起源问题就是这种多分子体系的形成问题。,恩格斯说：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”,从无机物到有机小分子,生物小分子到生物大分子,从生物大分子到原始生命的诞生,（,4,）生物的进化阶段,大猩猩基因组与人类基因组相差,3.33%,，黑猩猩基因与人类基因相差,2.33%,，倭猩猩（也叫侏儒黑猩猩）与人类基因相差,1.33%,。南方古猿下地生活，逐渐发生变化，适应陆地生活，如该臂行为四肢走路，再由后肢支撑身体，建立起直立行走的姿态；变素食为杂食；从简单的感应发展较为复杂的感觉和知觉。,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,（,2,）自然界演化的周期性,（,3,）自然界演化的无限性,2.,自然系统演化的基本方式,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,自组织,是自然界物质系统自发地或自主地有序化、组织化和系统化的过程。,一个远离平衡态的开放系统通过与外部环境进行物质、能量、信息的交换，能够形成有的结构，或从低序向高序方向演化。,3.,自然系统演化的自组织机制,4自然界循环发展的无限性,1,）恩格斯关于物质永恒循环的思想,2,）自然界的演化是进化与退化的辩证统一,恩格斯：“整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。”,作为具体的物质形态，仅过进化和退化、向上和向下的发展，形成一个周期。一个周期后，作为一个具体的事物，其过程结束了，但并不是整个事物和全部过程的结束，更不是宇宙末日的到来。,1,）恩格斯关于物质永恒循环的思想,由于物质体系内部的矛盾性，一个循环周期完结了，又会在新条件下出现新循环和新发展周期。任何一个具体事物都只是自然系统中物质无限发展过程中的一个环节、一个阶段。,如：振荡式宇宙模型。,自然界的演化既不是单纯走向有序的进化，也不是单纯走向无序的退化，而是有序化和无序化的统一，是进化和退化的相互交替。,2,）自然界的演化是进化与退化的辩证统一,进化与退化相互包含,进化与退化同存共生,进化与退化相互交替,系统自然观在人类生态领域里的具体体现就是,生态自然观,，它也是辩证唯物主义自然观的一种现代形式。,谢谢,!,