自然辩证法权威版.docx

1、自然辩证法权威版第一讲：论述形而上学：自然：指本质上属于这些事物的、使得它们像它们所表现的那样行为的某种特征。辩证法：原意是指在辩论中揭露对方议论中的矛盾并克服这些矛盾的方法。1、自然辩证法的学科性质1）自然辩证法：是以马克思主义的观点、理论和方法为指导，根据社会历史条件，结合时代的任务，对科学技术的发展及其与社会发展的相互关系进行考察的交叉学科。2）与科学技术哲学的关系：自然辩证法是科学（技术）哲学的研究方法；科学（技术）哲学是自然辩证法的研究对象。3）科学哲学界关于“科学”的三个限制：经验科学与形式科学；普遍科学与特殊科学；作为命题集合的科学与作为科学家活动的科学。2、自然辩证法的研究对象

2、1）研究对象：是以整体的自然界、自然科学技术研究的一般方法和整体的科学技术作为研究对象并探求其本质和发展普遍规律的科学体系。2）科学哲学（自然辩证法）的主要方法： 辩证法、反思，分析与论证。3）科学哲学的学科定位：哲学。3、人类实践形成的意义实践是物质世界分化与统一的结果人化自然人类社会人类意识4、人对自然界的认识和改造程度5、认识改造自然的方法层次结构（三者的关系）6、自然辩证法的体系结构自然辩证法的学科体系是由总论、分论和历史三部分构成的有机整体。7、整体的科学技术：从整体上去研究和掌握自然科学技术的本质、结构、功能和发展的普遍规律。8、主客观：自然界（客观） 科技方法（主观） 科技整体（

3、统一）9、自然辩证法的功能及学习法1）自然辨证法的功能1推动各门自然科学技术的健康发展2为繁荣自然科学技术，制定经济社会发展战略，规划、部署和进行科学预测及决策提供理论根据；3具有育人的功能：4德育功能；智育功能；提高追求真理创新的心理素质。2）学习自然辩证法的方法1坚持马克思主义的理论导向；2坚持理论联系实际；3重视原典和经典的研读；4注重相关学科的知识；10、分析第二讲：自然辩证法的历史概览本章通过对自然辩证法前史和本史的贯通考察，阐明从古代原始综合的自然哲学到近代机械论自然哲学的形成再到自然辩证法的创立和发展的辩证运动过程。一、古代原始综合的自然哲学1、古代原始综合的自然哲学包括古代的自

4、然观、又包括了自然科学方法论和自然科学技术观。A. 古代古代朴素的自然观1持有有机论的自然观。自然界不仅是一个运动不息从而充满活力的世界，而且是有秩序和规则的世界。2强调人与自然的和谐。2、四大和五大：土、水、气、火四大元素之说再加上以太或空间五大元素之说3、以太的定义：月上界；载波面行的介质；邪恶的力量。以太（ether）是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质。19世纪的物理学家认为它是一种曾被假想的电磁波的传播媒质。4、古希腊朴素的自然哲学家泰勒斯的自然观米利都学派的观点赫拉克利特的自然观原子论者的自然观（德谟克利特）亚里士多德的自然观恩培多克勒的自然观古代朴素自然观的特点：1具有唯物主

5、义的倾向，直观地整体地从客观世界自身去寻找世界的本原；2闪烁着辩证法的光辉，充分注意到世界是一个运动变化着的世界；看到自然界的矛盾现象，把对立面的对立统一作为事物发展的动力。3古代朴素的自然观是唯物的辩证的，但是朴素的、直观感性的、猜测思辨的，它从总体上把握自然界，缺乏实验科学基础，把物质归结为一种具体形态，这是有缺陷的。B. 主要科技成果与科技方法1科学与技术基本上是出于分离的状态，前者被称为僧侣传统（贵族，闲心）、学者或学院传统，后者被称为工匠传统。2古希腊文化前期的主要科学成果和科学技术方法包含在自然哲学许多合理的科学观念之中。3最初以观察和萌芽状态的实验为基础的实验科学开始产生。学院传

6、统（两种科学规范）：“科学规范”是关于科学活动基本要求的总概况。严格而公正地分析和解释事实；对人类的社会生存状况做出判断；改善人类的心智与行为。两种科学规范：1）形式推理规范（几何学规范）：毕达哥拉斯柏拉图中世纪近代现代数理天文学，力学，几何光学，热力学，电磁学2）因果律规范（经验科学）：原子论亚里士多德近现代化学，生物学，地质学工匠传统：阿基米德5、文艺复兴的方法论基础（新增）经院哲学的逻辑分析精神，关于神与世界是可以了解的假设。使得文艺复兴的才智之士能够本着自然是一致的、可以了解的信念，开始观察、用归纳的方法形成假设，以解释他们的观察结果，然后用逻辑推理演绎出结论，再用实验加以检验。1）七

7、艺逻辑、语法、修辞、数学、几何、天文、文学2）经院哲学运用理性形式，通过抽象的、繁琐的辩证方法 论证基督教信仰，为宗教神学服务。6、“文艺复兴”的思想基础（新增）“人”的觉醒v 列奥纳多达芬奇v 真正的科学从观察开始，但是“科学如果不是从实验中产生并以一种清晰实验结束，便是毫无用处的，充满谬误的，因为实验乃是确实性之母。”2、近代机械论自然哲学近代自然科学的诞生v 近代自然科学的诞生：天文学成就天体运行论波兰天文学家哥白泛神论者和哥白尼主义者布鲁诺行星运动的三大定律开普勒v 近代自然科学的诞生：力学的和数学的成就首先提出了加速度的概念伽利略建立了经典力学理论体系牛顿创立了著名的平面直角坐标系笛

8、卡尔v 近代早期的数学家1、人类知识的来源（新增）经验论：从经验证明科学知识的基础。唯理论：理性的基础，从先验观念出发。2、近代科技发展与自然哲学（新增）近代自然科学的先驱们把系统的天文观察学和精确的数学计算结合起来，把物理实验和数学方法结合起来进行研究，于是，人类对自然界万物的认识便开始从古代以直观和思辨为主的自然哲学及认识论、方法论，发展到近代前期以观察、实验方法和数学方法相结合的认识论及方法论，并形成与这一历史时期自然科学发展水平相适应的自然哲学。3、自然哲学的主要任务（新增）从现象出发，而不是臆造假说，从结果推到原因，一直推到最初的第一因，这第一因肯定不是机械的近代机械论自然哲学的产生

9、亚里士多德的自然观（事物的存在源于内部的原因：质料因、形式因、动力因、目的因）恩培多克勒的自然观产生的自然科学技术背景机械论自然哲学和形而上学思维方式1、机械论自然哲学的基本内容2、自然观、科技方法论和科技观v 自然观:认为自然界是一台大机器，所有的自然运动都可以还原或归结为机械运动。v 科技方法论:形成了观察、实验、分析、还原等科学研究的基本方法。 v 科技观:认为牛顿力学是科学的基础，用牛顿力学可以解释自然界的一切，甚至可以解释社会历史现象。3、机械论自然哲学的内在否定性1）机械性霍布斯的机械论（霍布斯力图运用他的机械唯物主义来解释人）2）近代机械论自然哲学的形上思维用孤立的、静止的和片面

10、的观点去看待世界的万事万物。认为世界上的一切事物都是静止不变、互不联系的；如果说有变化，也只是数量的增减或场所的变更而已，没有质变；把事物发展变化的原因归于外力的推动。3、自然辨证法的创立自然辩证法创立的科技基础1、打开机械论自然哲学的六个缺口1康德、拉普拉斯的“星云假说”2赖尔的地壳“渐变论”。3能量守恒和转化定律的发现。4维勒合成有机物尿素。5施旺和施莱登提出细胞学说。6达尔文的生物进化论的创立。2、辩证唯物主义自然观的形成自然辩证法创立的哲学基础v 德国古典哲学为自然辩证法的创立提供了哲学理论基础v 康德宇宙发展史概论v 黑格尔的精神哲学马、恩的创造与贡献v 阐明自然界和自然科学的辩证法

11、的任务v 恩格斯与自然辩证法1、马恩对自然辩证法的贡献1建立了科学的辩证唯物主义自然观2建立了辩证唯物主义科学认识论和自然科学技术方法论3建立了辩证唯物主义自然科学技术观4、自然辩证法的发展自然辩证法在前苏联和中国的发展1、自然辩证法在前苏联的发展第一阶段-第二阶段-第三阶段2、自然辩证法在中国的发展现代科学技术对自然辩证法的丰富和发展1、现代科学的伟大成就（补充）1）两个理论量子论（普朗克-爱因斯坦-玻尔-海森堡-薛定谔）相对论2）五大模型1粒子物理夸克模型2宇宙学大爆炸模型3DNA双螺旋模型4计算机冯.诺依曼模型5地质构造的版块模型2、列宁的科技哲学思想“辩证唯物主义坚决认为，日益发展的人

12、类科学在认识自然界上的这一切里程碑都具有暂时的、相对的、近似的性质，电子和原子一样，也是不可穷尽的。” 列宁3、自然辩证法的新发展（补充）v 科技与生产紧密结合；v 科技成为第一生产力；v 形成新的自然观、科技观、科技方法论生态自然观现代方法性的科学技术和工程技术研究的一般方法。对自然科学技术的性质、结构和功能的反思。第三讲：辩证唯物主义自然观提纲：系统存在观系统演化观生态自然观1、系统存在观（三点）自然界的物质形态 自然界存在的系统方式 自然系统的层次结构系统自然观是辩证唯物主义自然观的现代形式之一。系统自然观的建立与20世纪中叶的一系列新的科学发展密切相关。本章将在此基础上论述自然界的物质

13、形态，展现自然界的系统存在方式，揭示自然界的层次结构。自然界的物质形态A、自然界的物质性“物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写、摄影、反映。” 列宁1、自然界的物质性（新增）物质=物质形态物质=物质结构（原子）物质=客观存在2、感官结构（新增）3、希格斯场（新增）v 规范场论的不完备性：能量低于一定条件后，电磁相互作用和弱相互作用将呈现对称性自发破缺。v 希格斯玻色子（“上帝粒子”）：1希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。2被认为是生成基本粒子的“质量”之源，是“指挥着宇宙交响曲的粒子”。B、自

14、然界物质形态的多样性1、从非生命世界到生命世界看物质形态的多样性2、从物质聚集状态看物质形态的多样性（新增）3、准晶体（Daniel Schechtman 丹尼尔施特曼）v 准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。v “根本上改变了化学家们对固态物质的构想”。4、物质、反物质和暗物质（新增）物质：指在人们的意识之外独立存在又能为人的意识所反映的客观实在。反物质：目前是一种假想的物质形成，在粒子物理学中反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的。暗物质：在宇宙学中，是指那些自身不发射电磁辐射

15、，也不与电磁波相互作用的一种物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。5、“实物”与“场”实物是指以间断形式存在的物质形态，包括一切微观粒子、原子、分子、宏观物体、宇观天体和生命物质形态等。场是指以连续形式存在的物质形态，包括电磁场、引力场、介子场、辐射场、胶子场等，它是实物之间相互作用的传递者。6、实物与场的辩证关系联系：任何实物粒子都不能离开有关的场而存在，任何场都是某种实物之间的相互作用场。相互转化。C、自然界物质形态的统一性v 宇宙万物在化学元素上的统一性；v 宇宙万物在基本粒子层次上的统一性；v 宇宙万物在实物和场两种基本物质形态上的统一性。1、宇宙演化（新增

16、）自然界存在的系统方式A. 系统自然观产生v 相对论v 量子力学v 分子生物学v 系统科学1、系统自然观的基本内涵v 从存在到演化；v 确定性与随机性的统一；v 简单性和复杂性的统一；v 线性和非线性的统一。B. 系统是物质存在的普遍形式1、“系统”与“系统论”一般认为：运动变化着的若干部分，在相互联系、相互作用之中组成的具有某种确定功能的整体谓之“系统”。系统论包括了控制论、信息论、协同论、混沌理论等现代科学方法论。C. 自然系统的辩证关系(补充）1、系统与要素的辩证关系v 自然系统决定和支配要素；v 自然系统与要素相统一；v 系统与要素在一定条件下发生转化。2、结构与功能的辩证关系（新增）

17、1）结构决定功能非单值的决定关系，一种结构可以有多种功能。2）功能对结构的反作用功能的相对活跃性与结构的相对稳定性，使得功能对结构的反作用。“结构”与“功能”v 所谓自然系统的结构，是指自然系统的诸要素之间相互关系的总和，它表现为系统内部的组织形式、联系方式或秩序。v 自然系统的功能，是自然系统在与环境发生的相互联系、相互作用和相互制约的特殊方式与关系中表现出来的特殊作用，也就是在系统与环境不断地进行物质、能量和信息交换中体现出其特殊的功效和作用。3、系统与环境的辩证关系（新增）1）环境对系统的作用2）系统对环境的作用通过输入与输出对环境产生影响，可把环境变成自己的要素，也可抗拒环境的干扰而保

18、持自身的稳定与发展，可以通过改变结构以适应环境的变化。自然系统的环境自然系统的环境是指与系统及其要素虽然存在相互联系但却并不属于该系统的其他要素。D. 自然系统的特征和基本类型1、自然系统的特征v 整体性；v 开放性；v 动态性；v 层次性。2、系统的类型1从系统与环境的关系分析，可分为孤立系统、封闭系统与开放系统。2从人对自然物的参与程度分析，可分为天然系统、人工系统与复合系统。3从系统内各要素相互作用的特点分析，可分为线性系统、非线性系统。4从系统所处的状态分析，可分为平衡态系统、近平衡态系统和远离平衡态系统。5以人们对系统的认识程度为标准，可分为黑系统、白系统和灰系统。自然系统的层次结构

19、A.层次结构及其特点v 层次，指若干系统之间（或一个系统与其环境间）经相互作用而构成新系统的逐级构成的结构关系。v 层次结构的主要特点：自然系统的不同层次之间存在着隶属关系 同一层次的系统之间存在着相干性关系。B.自然界的基本层次C.无穷嵌套的立体网络结构图景相同等级的系统相互依存，构成水平网络；不同等级的系统在纵的方向上相互联系构成的垂直层次结构。2、系统演化观（四点）系统演化的方向 系统演化的动力 系统演化的方式 系统演化的自组织性本章基于对自然界的静态认识，进一步对自然界进行动态考察，讨论自然界演化的方向（可逆与不可逆，进化和退化）、动力（吸引和排斥，平衡和非平衡）、方式（渐变和突变决定

20、论与非决定论）和自组织机制。系统演化的方向 “演化”和“进化”v 演化：一种不可逆的运动形态。它包括事物的 “进化”过程和 “退化”过程，以及从宏观有序态到远离平衡的“混沌态”以及不同远离平衡态的“混沌态”之间的更替。v 进化：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。A.自然演化的不可逆性1、可逆与不可逆性（新增）v 可逆：指一个物质系统从某一状态出发，经过某一过程达到另一状态，如果存在另一过程，它能够使该物质系统和外界环境完全复原，即物质系统回到原来状态，同时消除原来过程对外界环境引起的影响，则原来的过程称为可逆过程。可逆与不可逆是刻画过程的概念。针对对

21、两种以上状态所构成的过程。是刻画系统及其环境能否复原的概念。自然界中发生的过程都是不可逆的。2、时间之矢（新增）五种时间之矢 热力学,统计物理学的时间之矢,即熵增加的时间方向; 生物学的时间之矢,即生物进化的时间方向; 电磁学的时间之矢,即振荡电磁所产生的电磁波的传播方向; 量子力学的时间之矢,即原子的自发辐射的时间方向; 宇宙学的时间之矢 即自大爆炸开始的宇宙不断膨胀的时间方向。3、现实的自然过程是不可逆（新增）v 不可逆过程是无条件的、绝对的。v 可逆过程是相对的,是一种理想过程,舍去了许多规定的抽象的形式。“那许许多多塑造着自然之形的基本过程本来是不可逆的和随机的, 而那些描述基本相互作

22、用的决定性和可逆性的定律不可能告诉人们自然界的全部真情。”一普里戈津B.进化与退化熵是表征系统内混乱（或无序）程度的物理量，当系统达到热力学平衡态时，熵值最大。1、进化与退化的辩证运动（新增）v 进化与退化相互包含v 进化与退化同存共生v 进化与退化相互交替 在非平衡系统的演化中，随着外界控制参量的变化，系统依次进入“无序-有序-混沌”过程。自然界演化的动力A. 吸引与排斥吸引和排斥相互作用的矛盾运动是一切自然物质系统的普遍的和基本的规律。自然物质系统中的接近与分离、收缩与膨胀、吸收与辐射、凝聚与分散、聚变与裂变、合成与分解、作用与反作用等等都是矛盾，它们都表现为吸引和排斥这一对立的矛盾形式。

23、B.平衡与非平衡v 自然系统运动的状态分为平衡态和非平衡态两种。 v 平衡态：当自然物质系统内部诸因素的运动相互抵偿、系统保持相对静止状态时。反之则为不平衡态。 1、平衡与非平衡的辩证关系v 平衡只是运动态的平衡：系统宏观上的平衡是靠系统微观上的运动来维持的如热力学平衡状态中的分子布朗运动。v 平衡与不平衡是相互依存的，是互为条件而存在的v 平衡与不平衡是系统物质发展的必经阶段和重要环节 平衡不平衡新的平衡是系统运动和发展的普遍规律。2、平衡态和非平衡态的异同（新增）同：指出系统演化过程中的两种基本状态异：实然与将然静态与动态无序与将序3、远离平衡时化学反应的分叉图从图（a）可以看出，在平衡态

24、以及平衡态附近，A处于线性良好的区域（即在热力学主支上），并且系统遵循普里戈津的最小熵产生定理，反应混合物也处于稳定的稳恒态。但是当与平衡态的距离超过一个临界的阈值时，就会出现选择，也就是在热力学转折点，即分叉点上突然出现两条线。图上的虚线表示热力学主支，现在它变成为不稳定的了。这种转折点具有特殊意义，（1）因为越过它以后（它的位置决定于所研究的化学反应的细节），我们在有些情况下可以看到有序行为的出现。（2）这个区域的另一个特点是，此时化学反应可以具有选择。在这种特例中，化学反应有两个新的稳定状态可供选择，过了线性区域后，A的浓度在这两种状态下的值是根本不同的。转折点实际上把一种演化历史感引入

25、到反应混合物中来。这是因为，在许多选择中间必须做出一个选择，使得系统能够沿着分叉图上的一定路线演化到目前状态。两条新分支中实际沿循了哪一支，即系统会处在哪一个新状态，完全像抛硬币决定正反面一样，各有百分之五十的机会。当系统面临如此众多的选择，也就是相毗邻的稳定态的数目非常巨大的时候，会出现什么样的情形这时会发生完全不可预测的动力学行为，也就是所谓的决定性混沌。这种行为可以从图（b）所示的更广延的分叉图上看出，在这个图上，第一个转折点后面跟着一大批新的转折点。对于在第一个转折点之后会发生什么情况，格兰斯多夫和普里戈津的非平衡态热力学只给出了一幅模糊的图像。它暗示某种重要的情况会发生，但对于实际会

26、发生什么，它一点也没有讲。对于一个化学家，这些选择可能意味着一只周期性改变颜色的化学钟，或者试管里显现出的彩色图案。对于一个生态学家，这些可能性也许意味着动物种群中新的稳恒态或交替变化。对于一个医生，它也许意味着一次心脏病发作。为了恰当地处理这些情况，我们必须基于对（例如描述某个化学反应的）不可逆动力学方程的详尽数学研究。这样的动力学方程引人注目的性质以及它们所描述的复杂纷纭、千变万化的作用。【补充】系统中熵产生为极小值的状态是非平衡的定态，存在有速度不为零的耗散过程。外界驱使系统朝向某种稳定的、但不是平衡的状态演变。如果外界约束条件不容许系统达到平衡态，那么系统不得已而求其次，将向熵产生值为

27、极小的定态演化。非平衡系统（线性区）演化的基本特征是趋向平衡状态，即熵增最小的定态。这就是关于线性非平衡系统的“最小熵产生定理”，它否定了线性区存在突变的可能性。在非平衡热力学系统的线性区的研究的基础上，又开始探索非平衡热力学系统在非线性区的演化特征。在研究偏离平衡态热力学系统时发现，当系统离开平衡态的参数达到一定阈值时，系统将会出现“行为临界点”，在越过这种临界点后系统将离开原来的热力学无序分支，发生突变而进入到一个全新的稳定有序状态；若将系统推向离平衡态更远的地方，系统可能演化出更多新的稳定有序结构。普里戈津将这类稳定的有序结构称作“耗散结构”。耗散结构：非平衡突变中出现的自组织的有序结构

28、。从而提出了关于远离平衡状态的非平衡热力学系统的耗散结构理论。耗散结构理论指出，系统从无序状态过渡到这种耗散结构有几个必要条件，一是系统必须是开放的，即系统必须与外界进行物质、能量的交换；二是系统必须是远离平衡状态的，系统中物质、能量流和热力学的关系是非线性的；三是系统内部不同元素之间存在着非线性相互作用，并且需要不断输入能量来维持。自然界的演化方式A. 渐变与突变v 渐变和突变是自然界系统演化的两种基本形式。v 渐变：在自然界中，某一具体自然物表现为缓慢、逐渐和连续的的演化形式。v 突变：自然物表现为短暂、变化强度迅速激烈、变化量大、呈现间断性的演化形式。1、渐变与突变的辩证关系：对立性：渐

29、变和突变无论在空间和时间上，还是在强度和方式上都表现了系统物质运动形式两种不同性质的差异，各自具有不同的规定性。在运动变化着的系统物质结构的同一层次上，突变就是突变，渐变就是渐变，二者有严格的界限，所以渐变和突变是一组对立的概念。统一性：渐变和突变是相对的；渐变和突变是有层次的；渐变与突变是可以相互转化的。决定论与超越决定论（新增）1）决定论：v 又称拉普拉斯信条。是一种认为自然界和人类社会普遍存在客观规律和因果联系的理论和学说。v 心理决定论和机械决定论。机械决定论，自然规律，一切都是由“因果关系”联系起来，一切世界的运动都是由确定的规律决定的，知道了原因以后一定能知道结果。2）超越决定论：

30、混沌理论：非线性确定论方程存在内在随机性。统计规律：只陈述一个量在各个个别场合中取值的概率分布，只给出数目众多的一类实例中的一个量的平均值。量子物理学中的非决定论：量子力学的基本特征是非决定论的，依赖于不确定性原理。内在随机性:混沌的产生既不是因为系统中存在的随机力或受环境外噪声源的影响，也不是由于无穷多自由度的相互作用，更不是与量子力学的不确定性有关，而是来自确定性系统内部的随机性。初值的敏感依赖性:初始值呈现微小偏差，便引起轨道按指数速度分离。奇异性：是指从整体看，系统是稳定的，但从局部看，吸引子内部的运动又是不稳定的，即相邻运动轨线互相排斥，而且按指数速率分离；混沌吸引子具有无穷层次的自相似结构；它的空间图形具有分形的几何结构，其综合利用数一般是非整数维。目的论v 用目的或目的因解释自然、社会和人的思维的哲学学说。 在如何解释世界的事物和现象以及它们之间的关系问题上,目的论认为某种观念的目的是预先规定事物、现象存在和发展以及它们之间关系的原因和根据。v 两种基本形形