系统自然观.ppt

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硕士研究生思想政治理论课自然辩证法概论之系统自然观v四川师范大学政治教育学院教授v张桂权参考文献参考文献v贝塔朗菲：

贝塔朗菲：

一般系统论：

基础、发展和应用一般系统论：

基础、发展和应用，秋同、袁嘉新译，王宏昌校，社会科学文献出版秋同、袁嘉新译，王宏昌校，社会科学文献出版社社19871987年版。

年版。

v贝塔朗菲：

贝塔朗菲：

“普通系统论的历史和现状普通系统论的历史和现状”，科科学学译文集学学译文集，科学出版社，科学出版社19811981年版。

年版。

v钱学森：

钱学森：

论系统工程论系统工程，湖南科学技术出版社，湖南科学技术出版社19881988年版。

年版。

v普里高津：

普里高津：

从混沌到有序从混沌到有序人与自然的新对人与自然的新对话话，曾庆宏等译，上海译文出版社，曾庆宏等译，上海译文出版社19871987年版年版。

三个三个相关相关人物人物v贝塔朗菲（贝塔朗菲（L.v.Bertalanffy1901-1972L.v.Bertalanffy1901-1972）,奥奥地利理论生物学家，一般系统论创始人。

地利理论生物学家，一般系统论创始人。

v罗伯特罗伯特奥本海默（奥本海默（J.RobertJ.RobertOppenheimerOppenheimer）（1904-1967）（1904-1967）美国犹太人物理学家，美国犹太人物理学家，曼哈顿计曼哈顿计划划的主要领导者之一的主要领导者之一，被称为美国，被称为美国“原原子弹之父子弹之父”。

v钱学森（钱学森（1911-20091911-2009）中国航天之父、中国导弹）中国航天之父、中国导弹之父、中国自动化控制之父。

之父、中国自动化控制之父。

一、系统自然观的思想渊源一、系统自然观的思想渊源v古希腊的赫拉克利特（公元前古希腊的赫拉克利特（公元前500500年前后）年前后）v德谟克里特（大约公元前德谟克里特（大约公元前460460370370年）年）v近代的莱布尼兹（近代的莱布尼兹（1646164617161716，德国哲学家），德国哲学家）v狄德罗（狄德罗（1713171317841784，法国哲学家），法国哲学家）v康德（康德（1724172418041804，德国哲学家），德国哲学家）v黑格尔（黑格尔（1760176018311831，德国哲学家），德国哲学家）v他们都主张自然界是一个系统。

他们都主张自然界是一个系统。

v马克思和恩格斯主张系统是自然物质的存在马克思和恩格斯主张系统是自然物质的存在方式，自然界是永恒循环和发展的。

方式，自然界是永恒循环和发展的。

v古代中国自然哲学家认为，世界是由阴阳古代中国自然哲学家认为，世界是由阴阳和五种元素（金木水火土）构成的一个统一的、和五种元素（金木水火土）构成的一个统一的、运动着的整体。

运动着的整体。

v这种注重研究整体、协调与协同的思想受这种注重研究整体、协调与协同的思想受到西方著名科学家普里高津（到西方著名科学家普里高津（1917-20031917-2003，是，是比利时物理化学家比利时物理化学家）的高度评价）的高度评价。

二、系统自然观的科学基础二、系统自然观的科学基础v系统自然观的科学基础是系统科学理论。

它系统自然观的科学基础是系统科学理论。

它超越了还原论思想，注重研究自然界的复杂性超越了还原论思想，注重研究自然界的复杂性和非线性特点及其演化机制，提出了系统和要和非线性特点及其演化机制，提出了系统和要素、结构与功能等范畴，揭示了系统与环境、素、结构与功能等范畴，揭示了系统与环境、系统内部诸要素之间的作用机制和生命起源的系统内部诸要素之间的作用机制和生命起源的自组织机制及演化机制，阐明了时间、空间和自组织机制及演化机制，阐明了时间、空间和物质的相互联系，论述了自然界的演化和发展物质的相互联系，论述了自然界的演化和发展的机制与规律。

的机制与规律。

三、系统论的基本观点三、系统论的基本观点v

（一）系统是什么？

（一）系统是什么？

v“系统系统”一词，来源于古希腊语，是由部分构一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的意思。

成整体的意思。

v“系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。

分结合而成的具有特定功能的有机整体。

”（钱学森的（钱学森的“系统系统”定义）系统在自然界普遍定义）系统在自然界普遍存在。

存在。

1.1.系统是由若干要素组成的系统是由若干要素组成的v（11）不同数量和不同性质的要素可构成不不同数量和不同性质的要素可构成不同同的系的系统；统；v（22）相同数量和相同性质的要素，仅由于相同数量和相同性质的要素，仅由于结结构方式构方式不同，也可构成不同系统；不同，也可构成不同系统；v（33）相同性质的仅由于数量的不同也可构相同性质的仅由于数量的不同也可构成成不同不同系统。

系统。

2.2.系统都有一定的结构系统都有一定的结构v结结构是系统中各种联系和关系的总和。

构是系统中各种联系和关系的总和。

v空空间结构是要素相互作用后在空间上形成的间结构是要素相互作用后在空间上形成的同时态的稳定结构。

同时态的稳定结构。

v时时间结构是一种历时态的变动结构。

间结构是一种历时态的变动结构。

v任任何物质系统的结构都是空间结构与时间结何物质系统的结构都是空间结构与时间结构的统一构的统一。

3.3.系统都有一定的功能系统都有一定的功能v功功能是系统在内部关系和外部关系中所表能是系统在内部关系和外部关系中所表现出来的特性和能力。

系统整体的功能主现出来的特性和能力。

系统整体的功能主要由系统的结构决定。

要由系统的结构决定。

4.4.系统都离不开环境系统都离不开环境v环境指存在于系统之外的条件，是对该环境指存在于系统之外的条件，是对该系统有影响或作用的诸因素的集合。

系统有影响或作用的诸因素的集合。

v系统与环境的划分具有相对性。

系统与环境的划分具有相对性。

v不仅自然界的物质系统而且社会系统、不仅自然界的物质系统而且社会系统、思维系统都有上述四个特征。

思维系统都有上述四个特征。

（二）物质系统的类型

（二）物质系统的类型v1.1.根根据人对自然物的参与程度，可将物质系统据人对自然物的参与程度，可将物质系统分分为：

为：

v（11）天）天然系统，即自然生成的系统，是人类尚然系统，即自然生成的系统，是人类尚未改变其进程的系未改变其进程的系统；统；v（22）人）人工系统，由人工制造的各种要素构成的工系统，由人工制造的各种要素构成的系系统；统；v（33）复合系统，是天然系统和人工系统结合而）复合系统，是天然系统和人工系统结合而成的系统。

成的系统。

v2.2.根据系统内实际发生的过程可将物质系统划根据系统内实际发生的过程可将物质系统划分为物理系统、化学系统、生物系统。

分为物理系统、化学系统、生物系统。

v3.3.根根据据系统与环境的关系，可将物质系统分系统与环境的关系，可将物质系统分为：

为：

（11）孤）孤立系统，它与环境既无物质交换也无能立系统，它与环境既无物质交换也无能量和信息交换（只是一种理想和近似的状量和信息交换（只是一种理想和近似的状态）；态）；v（22）封）封闭系统，它与环境仅有能量和信息交换闭系统，它与环境仅有能量和信息交换而无物质交而无物质交换；换；v（33）开）开放系统，与环境有物质、能量、信息交放系统，与环境有物质、能量、信息交换的系统。

换的系统。

v4.4.根据系统所处状态，可划分为平衡态系统、根据系统所处状态，可划分为平衡态系统、近平衡态系统和远离平衡态系统。

近平衡态系统和远离平衡态系统。

v5.5.根据系统内各要素相互作用的特点，可划分根据系统内各要素相互作用的特点，可划分为线性系统和非线性系统。

为线性系统和非线性系统。

v6.6.根据人们对系统的认识程度，可将系统划分根据人们对系统的认识程度，可将系统划分为黑系统、白系统和灰系统。

为黑系统、白系统和灰系统。

（三）系统整体与部分的关系（三）系统整体与部分的关系v1.1.整整体与部分的相互制约关系体与部分的相互制约关系v2.2.整整体与部分的加和关系。

体与部分的加和关系。

加和性：

加和性：

“一个复一个复合体能够通过把原来分离的要素集合拢来的办合体能够通过把原来分离的要素集合拢来的办法一步一步建立起来；反之，复合体的特征能法一步一步建立起来；反之，复合体的特征能够完全分解为各个分离要素的特征。

够完全分解为各个分离要素的特征。

”（贝塔（贝塔朗菲）朗菲）v3.3.整体与部分的非加和关系整体与部分的非加和关系v系统之所以成为系统在于其中存在着非加和关系统之所以成为系统在于其中存在着非加和关系。

非加和关系使得整体的功能不等于（大于系。

非加和关系使得整体的功能不等于（大于或小于）部分的功能之和，反映了整体与部分或小于）部分的功能之和，反映了整体与部分之间的质的差异性和量的不守恒性。

之间的质的差异性和量的不守恒性。

v相干关系是一种耦合关系，是指叠加失效从而相干关系是一种耦合关系，是指叠加失效从而有非守恒量出现的关系。

有非守恒量出现的关系。

v四、系统自然观的观点和特征四、系统自然观的观点和特征v

（一）系统自然观的主要观点是：

（一）系统自然观的主要观点是：

v1.1.自然界是简单性和复杂性、构成性和生自然界是简单性和复杂性、构成性和生成性、确定性和随机性辩证统一的物质系统，成性、确定性和随机性辩证统一的物质系统，它以进化和退化相互交替的形式演化着；它以进化和退化相互交替的形式演化着；v2.2.系统是由若干要素通过非线性相互作用系统是由若干要素通过非线性相互作用构成的整体，它既与其所在的环境发生联系，构成的整体，它既与其所在的环境发生联系，又与其他系统发生关联，系统具有开放性、动又与其他系统发生关联，系统具有开放性、动态性、整体性和层次性等特点；态性、整体性和层次性等特点；v3.3.系统的演化是不可逆的，分叉是其演化的系统的演化是不可逆的，分叉是其演化的基本方式，开放、远离平衡态、非线性基本方式，开放、远离平衡态、非线性（non（nonlinear）linear）作用和涨落等构成其演化的作用和涨落等构成其演化的自组织机制，进化是系统以对称性破缺自组织机制，进化是系统以对称性破缺（symmetrybreaking）（symmetrybreaking）为路径和基础的有序化过为路径和基础的有序化过程；程；v4.4.时间具有不可逆性，时间和物质系统相时间具有不可逆性，时间和物质系统相互关联；自然界经历着互关联；自然界经历着“混沌有序混沌有序”不断交不断交替的过程，是无限循环和发展的。

替的过程，是无限循环和发展的。

几个概念：

v自组织现象自组织现象（self-organization）：

自然界中自：

自然界中自发形成的宏观有序现象。

发形成的宏观有序现象。

v耗散结构耗散结构（dissipativestructure）：

自组织现象：

自组织现象中的重要部分，它是在开放的远离平衡条件下，中的重要部分，它是在开放的远离平衡条件下，在与外界交换物质和能量的过程中，通过能量在与外界交换物质和能量的过程中，通过能量耗散和内部非线性动力学机制的作用，经过突耗散和内部非线性动力学机制的作用，经过突变而形成并持久稳定的宏观有序结构。

变而形成并持久稳定的宏观有序结构。

v平衡态平衡态（equilibriumstate）：

系统各处可测的宏系统各处可测的宏观物理性质均匀观物理性质均匀（从而系统内部没有宏观不可逆从而系统内部没有宏观不可逆过程过程）的状态，它遵守热力学第一定律的状态，它遵守热力学第一定律。

v近平衡态近平衡态（quasi-equilibriumstate）：

系统处于：

系统处于离平衡态不远的线性区，它遵守昂萨格离平衡态不远的线性区，它遵守昂萨格（Onsager）倒易关系和最小熵产生原理。

倒易关系和最小熵产生原理。

vv远离平衡态（远离平衡态（farfromequilibriumstate）：

）：

系统内可测的物理性质极不均匀的状态，这时系统内可测的物理性质极不均匀的状态，这时其热力学行为与用最小熵产生原理所预言的行其热力学行为与用最小熵