《自然辯證法》ppt課件

1、自然辯證法（科學技術(shù)哲學）,授課教師：肖廣嶺 助 教： 丁大尉 （人文社會科學學院科技與社會研究所）,緒 論,一、什么是自然辯證法（對象、性質(zhì)和內(nèi)容）1、定義：自然辯證法是馬克思主義的重要組成部分，其研究對象是自然界發(fā)展和科學技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律、人類認識和改造自然的一般方法以及科學技術(shù)在社會發(fā)展中的作用。,對自然辯證法認識的發(fā)展,《自然辯證法通訊》*雜志加上一個副標題“關(guān)于自然科學的哲學、歷史和社會學的綜

2、合性、理論性雜志”2004年以來，《自然辯證法通訊》雜志又進一步將副標題改名為“關(guān)于自然、科學、技術(shù)的跨學科研究和多維度透視的綜合性學術(shù)刊物”《自然辯證法研究》雜志加上“自然哲學、科學哲學、技術(shù)哲學、科技與社會”的副標題，都反映著這種情況,唯物辯證法：,自然辯證法?自然科學?自然界 歷史唯物論?社會科學?社會,錢學森的十大“橋梁”,,2、自然辯證法的內(nèi)容（教學內(nèi)容）：,1）自然觀（自然科學的發(fā)展與自然觀的進化）2）科學技術(shù)方法論

3、3）科學技術(shù)觀（科學技術(shù)與社會）,3、自然辯證法的主要研究內(nèi)容：,綜合研究（重點為科學、技術(shù)、經(jīng)濟、社會、意識之間的轉(zhuǎn)化機制）自然科學中的哲學問題自然觀研究科學哲學與科學方法論研究技術(shù)哲學與技術(shù)方法論研究技術(shù)科學與工程技術(shù)的哲學問題研究科學技術(shù)與社會研究（科技戰(zhàn)略、政策、法規(guī)和管理等）科學與文化研究科學思想史研究科學技術(shù)哲學（自然辯證法）名著與科學技術(shù)哲學史研究,二、學習自然辯證法的意義,1、幫助確立馬克思主義自然觀

4、、科技觀和方法論2、恩格斯：“一個民族想要站在科學的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維”3、培養(yǎng)科學精神和科技創(chuàng)新意識,主要參考書和刊物：,1）《當代自然辯證法教程》，曾國屏等主編，清華大學出版社，2005。2）《自然辯證法參考讀物》，清華大學出版社，20033）《自然辯證法概論》，教育部社會科學研究與思想政治工作司，高等教育出版社，2004。4）《科學技術(shù)哲學導論》，劉大椿 著，中國人民大學出版社，2000。5）《自然 科技

5、 社會與辯證法》，浙江大學出版社，2002年版6）《自然辯證法研究》，中國自然辯證法研究會主辦7）《自然辯證法通訊》，中國科學院主辦,其他參考書,《鄧小平論科學技術(shù)》，中國科學院編，科學出版社《論科學技術(shù)》，江澤民，中央文獻出版社《跨世紀科技與社會可持續(xù)發(fā)展》。鄭積源，人民出版社《科學的社會視角》，李國秀，安徽人民出版社《科學技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展》，尚勇，經(jīng)濟管理出版社《科學能力學引論》，趙紅洲，科學出版社《科技文明的代價》，

6、徐飛 等，山東教育出版社《科學的終結(jié)》，約翰-霍根，遠方出版社,其他參考書（續(xù)）,《論科學精神》，王大珩、于光遠主編，中央編譯出版社《科技創(chuàng)新的藝術(shù)》，欒玉廣等著，科學出版社《科學方法概覽》，李建珊等著，科學出版社《自然辯證法在中國》，龔育之著，北京大學出版社《中共中央　國務(wù)院關(guān)于實施科技規(guī)劃綱要增強自主創(chuàng)新能力的決定 》《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 （2006━2020年）》,課程學習方式,課程講授課上討論（每次

7、課一個問題）網(wǎng)上討論,考核方式：,平時成績 20％課程論文 30％期末考試 50％ （大約在15周末）,第一篇：自然觀（科學技術(shù)發(fā)展與自然觀的演化）,第一章：古代科學技術(shù)與樸素的自然觀第一節(jié)：古代科學技術(shù)一、原始人的發(fā)明： 石器工具；火；弓箭；原始畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；后來：古針縫衣、陶器燒制、房屋建造和木輪車、獨木舟的相繼發(fā)明，……原始末期：冶銅技術(shù)（劃時代意義）這些處于萌芽狀態(tài)的科學技術(shù)知識，既是生產(chǎn)經(jīng)驗的積累，又是

8、對自然界的初步認識結(jié)果人類、勞動與創(chuàng)新肖廣嶺，論創(chuàng)新性勞動，清華大學學報（哲學社會科學板，2001.4）,二、四大文明古國科學技術(shù)：,體腦分工，文字、工具?研究手段4000 B.C.--2000 B.C. 巴比倫、埃及、印度和中國4大文明 古國里程碑意義的科技成果：鐵器、金字塔,三、古希臘科學：800 B.C--A.D.200,1、前期：800 B.C.--400 B.C.主要成就：科學與哲學一體化的自然哲學；最有價值的成就

9、是留基伯、德謨克利特的原子論集大成者亞里士多德（承前啟后）： 提出完整的世界體系 研究具體問題（通過經(jīng)驗） 著作：《物理學》、《論產(chǎn)生和消亡》、《天論》、《氣象學》、《動物的歷史》、《論動物的結(jié)構(gòu)》、……,2、后期：“希臘化時期”：,自然科學與哲學分化，產(chǎn)生了一些理論學科： 歐氏幾何 《幾何原本》阿基米德物理學：浮力定律、杠桿原理、螺旋提水器、滑車、投石炮、起重機；托勒密的天文學蓋倫的醫(yī)學：把醫(yī)學和解刨學知識系統(tǒng)化,3

10、、5世紀～15世紀，歐洲進入中世紀，,這期間阿拉伯人和中華民族對世界科學文化發(fā)展做出了不朽的貢獻：阿拉伯：東西方交流的橋梁，保留了許多古希臘科學； 中國：東方科學文化的最杰出代表,四、中國古代科學技術(shù),5世紀～15世紀：中國在科學技術(shù)上居于世界領(lǐng)先地位 四大學科體系：農(nóng)、醫(yī)、天、算四大發(fā)明：指南針、印刷術(shù)、火藥、造紙術(shù) 與古希臘比較：由定律、定理表現(xiàn)的理論自然科學不如古希臘，而實用科學長期處于領(lǐng)先地位中國古代實用科學：與技術(shù)

11、沒有分化的一種知識形態(tài)。,中國近代科學技術(shù)落后的原因：,缺少社會大生產(chǎn)推動中國傳統(tǒng)文化、思維方式和科舉制度的缺陷中國古代實用科學本身的缺陷……,第二節(jié)：古代的自然觀和科學方法,一、古代的自然哲學，既是古代科學的一種知識形態(tài)，又是古代的自然觀學說：探討自然界本源是一個核心問題1）泰勒斯：“水是萬物之本原”；阿那克西曼德：“冷、熱、濕、干構(gòu)成萬物”；阿那克西米尼：“氣是世界的本原”；赫拉克利特：“火是萬物的本原”（列寧稱他為“

12、辯證法的奠基人”）。,2）我國的五行說：,金、木、水、火、土相雜形成萬物；陰陽說：“陰陽有序，陰陽失調(diào)”八卦說：天、地、雷、風、水、火、山、澤；天地（乾坤）兩卦是自然界一切現(xiàn)象的最初根源。元氣說：“天地合氣，萬物自生”,二、古代自然觀的特點：,從整體上對自然界的本質(zhì)和規(guī)律做直觀的考察，勾勒了自然界的總畫面，肯定了自然界的物質(zhì)性和統(tǒng)一性，論述了自然界事物相互聯(lián)系、相互作用的辯證法，提出了對立面的統(tǒng)一和斗爭是世界萬物發(fā)展變化的內(nèi)在原因

13、。,局限性：,質(zhì)樸性：把自然界統(tǒng)一為具體事物； 思辨性：圓圈式的簡單循環(huán)； 猜測性：有啟發(fā)性，但幼稚，有神秘色彩所以稱為“樸素的自然觀”（與當時的科學水平相適應(yīng)）,第二章：近代前期的科學技術(shù)與形而上學的自然觀,第一節(jié)：近代自然科學的產(chǎn)生一、社會歷史環(huán)境：,1、十字軍東征：,1096～1291年，東征8次，法、意、德、英等國國王參與了東征；促成十字軍東征的三股力量：城市經(jīng)濟和商人,貴族和騎士,教會 旗號：宗教改革，實質(zhì)是侵略

14、東征后果：東西方貿(mào)易增加10倍以上；消耗封建和教會勢力，刺激資本主義發(fā)展,2、地理大發(fā)現(xiàn)：,背景：托勒密的《地理學》：地球是圓的；托斯堪內(nèi)里繪制的地圖：中國和印度在大西洋對岸。1）哥倫布（意）發(fā)現(xiàn)新大陸（思考：與鄭和下西洋有何不同）,2）巨大歷史意義：,a) 馬克思和恩格斯的高度評價：“給新興資產(chǎn)階級開辟了新的活動場所。使正在崩潰的封建社會內(nèi)部的革命因素迅速發(fā)展”b) 科學探索精神和科學價值：勞厄（1879－1960）在

15、《物理學史》中說：“我們必須把十五世紀末的偉大的航海發(fā)現(xiàn)，首先是哥倫布的發(fā)現(xiàn)，作為新的研究精神的起點?！?3、文藝復(fù)興：,1）“十字軍東征”歐洲人發(fā)現(xiàn)古希臘2）提倡“以人為中心”，反對“以神為中心”3）學術(shù)空氣活躍，破除“信條”，恢復(fù)人類理性的權(quán)威，培植自由研究精神4）恩格斯說：這是人類從來沒有經(jīng)歷過的最偉大的、進步的變革，是一個產(chǎn)生巨人的時代。,4、宗教改革運動：,1）16世紀，馬丁·路德（德）領(lǐng)導的宗教改革運動 核

16、心：“信仰可以獲救”、“廉價教會”2）加爾文教：人實現(xiàn)上帝使命，提倡私有財產(chǎn)，發(fā)家致富光榮3）宗教改革與科學革命的關(guān)系：同路關(guān)系：資反封與科反神，又勢不兩立：新教和舊教一樣，迫害科學家，“布魯諾”[英] 布魯克《科學與宗教》（復(fù)旦大學出版社）,4）馬克思：,近代自然科學就是在這場普遍革命中產(chǎn)生和發(fā)展的，它必然會受到這個時代革命精神的影響，而且它本身就是徹底革命的。,二、哥白尼的太陽中心說,1、畢德哥拉斯的地動說 （約580～5

17、00 B.C.）恩格斯：“關(guān)于地球運動的第一個推測”2、阿里斯塔克第一次提出日心說（310 B.C.－230 B.C.）測算：地球直徑是月亮的3倍，太陽直徑是地球直徑的6～7倍 ，是其理論的出發(fā)點（還需要兩個假定：小的圍著大的轉(zhuǎn)；勻速圓周運動）解釋視差：極遠未被接受,3、托勒密的地心體系,1）柏拉圖和亞里士多德的同心球2）阿波羅尼斯的本倫～均倫體系（262 B.C.～190 B.C.）3）喜帕恰斯的偏心球（190 B.C.

18、～125 B.C.）4）托勒密集地心體系之大成（A.D. 100～170）,4、哥白尼的日心說（1473～1543）,1）簡歷：在意大利學習10年， 1499年成為羅馬大學教授關(guān)于地動的學說觸動其好奇心，開始改進計算方法， 后打破地心說，到波蘭鄉(xiāng)村當牧師，1543年5月24日出版《天體運行論》，去世。,2）偉大意義：,《天體運行論》是自然科學宣布其獨立的革命行為，是近代革命的先聲。 a）反對宗教神學：反對被宗教化了的

19、“托勒密體系” b）反對神云亦云，人云亦云：為自然科學發(fā)展開辟了道路c）對宇宙觀、自然觀的進步有重要意義,3）哥白尼為什么能提出太陽中心說？,古希臘科學的種子普遍革命的社會歷史環(huán)境思考：近代自然科學為什么沒有在中國產(chǎn)生或李約瑟難題,第二節(jié) 牛頓力學的誕生和形而上學自然觀的形成,一、開普勒天體運行三定律：1、幼年家貧，想當牧師， 酷愛數(shù)學，認為上帝 一定用數(shù)學設(shè)計宇宙。2、接觸到哥白尼

20、體系后，為它 的數(shù)學簡單性與和諧性而感動?！拔覐撵`魂深處證明它是真實的，我以難以相信的歡樂心情欣賞它的美?！?三次探索：,第一次：發(fā)表《神秘的宇宙結(jié)構(gòu)》六、四、十二、二十、八??土、木、火、地、金、水1600年：成為第谷的助手，經(jīng)驗與理性結(jié)合第二次：發(fā)現(xiàn)軌道定律和面積定律選定火星為研究中心， 無論怎樣調(diào)整偏心圓，還差8弧分（0.133度） “就憑這8弧分的差異，便引起了天文學的全部革新。”第三次：周期定律：T2＝R

21、3,3、開普勒的自然觀和認識論：,一方面深信宇宙的數(shù)學和諧，天體音樂； 另一方面尊重事實。,4、偉大意義：,繼承發(fā)展了日心說，為牛頓力學奠定了基礎(chǔ)；放棄正圓軌道，也背棄了教會的信條；認識自然規(guī)律的信念。,二、伽利略：,1、發(fā)現(xiàn)： 單擺運動（教堂）自由落體運動（思想實驗，比薩斜塔實驗） 慣性定律 （思想實驗，斜坡實驗，受控實驗） 拋物運動理論 發(fā)明高倍數(shù)望遠鏡，支持日心說。

22、 發(fā)表《哥白尼與托勒密兩大體系的對話》,2、偉大意義：,1）以實踐和榜樣確立實驗科學的地位，成為近代科學之父，特點：受控實驗，思想實驗，實驗與數(shù)學相結(jié)合；2）通過用望遠鏡，支持哥白尼日心說，發(fā)現(xiàn)木星衛(wèi)星、太陽黑子， 月球表面山谷； 3）打破對亞里士多德的迷信,缺陷：,伽利略不理解開普勒工作的意義，天上和地上不能結(jié)合，這個工作留給牛頓去解決。,三、牛頓力學和機械自然觀,1、牛頓是四“大家”于一身。恩格斯：“牛頓由于發(fā)現(xiàn)了萬有

23、引力定律而建立了科學的天 文學，由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學的光學，由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學的數(shù)學，由于認識了力的本性而創(chuàng)立了科學的力學?！?牛頓的力學思想和機械論：,外加力?外因論只改變速度和位置，不改變質(zhì)量?只有量變，沒有質(zhì)變 力學定律對物體無論質(zhì)量與速度大小都適用?機械論：機械力學解釋一切力學的精確預(yù)言?單一決定論，物質(zhì)特性：慣性、廣延性、不可入性、堅實性與機械原子論適應(yīng)。所以，機械論的出現(xiàn)不可避免。

24、,4、牛頓的絕對時空觀：,優(yōu)點：抽象，時空和運動，可?。蝗秉c：時空絕對，與物質(zhì)及運動無關(guān)不可取,5、牛頓的神學觀：存在全能的上帝,論據(jù)：太陽系的巧妙安排； 行星的橫向推動力； 動物的巧妙構(gòu)造； 上帝精通力學和幾何學，具有光學知識，聲學技巧。可見：機械唯物論不是徹底的唯物論,四、第一次技術(shù)革命,發(fā)端于英國，而后遍及歐洲，以紡織機械的的革新為起點，以蒸汽機發(fā)明為標志； 特點：科學革命與技術(shù)革命平行（有相互影響）發(fā)展。,五、形而

25、上學自然觀的形成,特點：自然界絕對不變，自然界的一切從來如此，并將 永遠如此；萬事萬物只是在時間上彼此并列著， 沒有時間上的歷史發(fā)展。原因：蒸汽機械生產(chǎn)和機械力學；分門別類、孤立靜止的研究方法，形而上學的思維方式。所以，形而上學自然觀有其歷史必然性。,恩格斯：,“形而上學的思維方式，雖然在相當廣泛的、各依對象的性質(zhì)而大小不同的領(lǐng)域中是正當?shù)?，甚至必要的，可是它每一次都遲早要達到一個界限，一超過這個界限，它就要成為片面的、狹隘的

26、、抽象的，并且陷入不可解決的矛盾，因為它看到一個一個的事物，忘了它們的相互聯(lián)系；看到它們的存在，忘了它們的產(chǎn)生和消失；看到它們的靜止，忘了它們的運動；因為它只見樹木，不見森林”。,第三章：近代后期科學技術(shù)與自然辯證法的創(chuàng)立,1）主要部門由搜集材料為主轉(zhuǎn)化為整理材料為主的理論綜合； 2）電磁理論引起第二次技術(shù)革命； 3）自然科學在形而上學的自然觀上打開一個個缺口，導致自然辯證法的誕生，及自然觀、科技觀和方法論變革,第一節(jié)：自然科學的全

27、面發(fā)展,一、康德～拉普拉斯的星云說1）康德星云說：1755年，31歲的康德匿名出版了《自然通史 和天體論－－根據(jù)牛頓力學定理試論整個宇宙的結(jié)構(gòu)及其力學起源》 2）拉普拉斯星云說：1796年出版《宇宙體系論》：3）星云說的意義：“在僵化的自然觀上打開了第一個缺口。”,二、地質(zhì)漸變論,賴爾發(fā)表《地質(zhì)學原理》用地質(zhì)過 程（風、雨、河流、潮汐，……，地震）解釋地球表面的變化； “

28、漸變論”在僵化的自然觀上打開了第二個缺口。 恩格斯的評價：“只是賴爾才第一次把理性帶到地質(zhì)學中， 因為它以地球的緩慢變化的漸進作用，代替了造物主的一時興發(fā)所引起的突然革命。”,三、能量守恒定律,1、背景：多種能量形式的轉(zhuǎn)化：機械能、熱能、化學能、電能2、做出發(fā)現(xiàn)的幾個重要人物：卡諾、邁爾、焦耳、 赫爾姆霍茨3、偉大意義：自然界運動多樣性的統(tǒng)一，在形而上學自然觀上又打開了一個缺口，恩格斯：“偉大運動的基本定律”。,四、原子

29、～分子論的建立,1）道爾頓創(chuàng)立原子論（1803）：把質(zhì)量守恒、當量定律等與物質(zhì)由原子組成的觀念聯(lián)系起來；原子論基本點：物質(zhì)由不可再分的原子組成；原子量；復(fù)雜原子（化合物）與古代原子論和牛頓原子論的區(qū)別：原子量和化學符號,2）分子論的形成：,阿佛加德羅提出分子假說（1811）：化學反應(yīng)是分子重新組合相同體積的不同氣體有相同的分子數(shù) 沒有被采納，后出現(xiàn)混亂：OH：H2O，H2O2， CH：有機物康尼查羅（1860）重申分子

30、論，被接受,原子～分子論的意義：,原子：重要綜合，化學的中心（恩格斯評語）分子：鞏固了原子論，有利于結(jié)構(gòu)理論發(fā)展原子～分子論在物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的統(tǒng)一性（自然界）,五、門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律（1869）,1）背景：原子量測定的日趨精確； 原子價的建立； 元素發(fā)現(xiàn)量的積累：電解方法（戴維電解出鉀鈉鈣鋇鍶鎂等），光譜分析法（銫銣鉈銦等）1800年27種，1860’s年63種理論準備：邁爾的“六元素表”（1

31、864）；鈕蘭茲的“八音律”（1865）,2）門捷列夫的發(fā)現(xiàn)：,用量與質(zhì)的關(guān)系修改原子量：鈾116?240，共修改15種元素大膽空格：“類鋁” 鎵，1875年（法）布瓦博德朗修改比重：4.7?5.9～6.0“類硼” 鈧； “類硅” 鍺,3）重要意義：,指導科學發(fā)現(xiàn)：24年發(fā)現(xiàn)20種新元素對研究原子結(jié)構(gòu)，合金制造，催化劑選擇， 天體起源有意義；揭示自然界的辯證規(guī)律；恩格斯：“門捷列夫不自覺地應(yīng)用黑格爾的量轉(zhuǎn)

32、化為質(zhì)的規(guī)律，完成了科學史上的一個勛業(yè)。這個勛業(yè)可以和勒維列計量尚未知道的行星海王星軌道的勛業(yè)居于相同的地位 ”,六、細胞學說,細胞學說的提出：1838年施萊登發(fā)現(xiàn)植物細胞，1839年施旺發(fā)現(xiàn)動物細胞重要意義：把動植物在細胞水平上統(tǒng)一起來，自然界的物質(zhì)統(tǒng)一性,七、生物進化論：,達爾文的學生時代： 喜歡動植物標本，放棄醫(yī)學，改學教會學隨貝格爾號航行：5年航行改變了觀念生物進化觀的形成：生物由共同的祖先進化而來，但機制不清

33、人工選擇會產(chǎn)生新種，（受中國的啟發(fā)）自然選擇：適者生存（海島鳥的特點），生存斗爭，進化動力（受馬爾薩斯人口論啟發(fā)）,圍繞進化論的斗爭：,焦點：打擊宗教神學赫胥黎和?？藸枺?999年8月美國肯薩斯州教育理事會決定把生物進化論從該州的課程表中驅(qū)逐出去。）,人類起源于非洲說（最新假說）,“拉登和布什有親戚關(guān)系嗎？如果你相信韋爾斯在過去10年發(fā)現(xiàn)的遍布世界的基因證據(jù)，所有的人都出自一個6萬年前的非洲祖先的話，就當然有！”《人類史前——

34、出非洲記 地球文明之源的DNA解碼》隨著距非洲距離越來越長，遺傳多樣性的衰退程度，正好沿著人類早期遷徙的路線慢慢增大，如果人類起源于不同地區(qū)的話，就不可能有這樣嚴格的規(guī)律。 （通過對Ｙ染色體的研究，能較為直接地揭示人類起源和演化的過程）,偉大意義：,生物學革命，不僅對整個科學，而且對哲學有深遠影響，破除創(chuàng)世說； 馬克思學說的“自然史基礎(chǔ)”和“自然科學根源” 恩格斯：唯物史觀與進化論相比。,第二節(jié)：自然辯證法的創(chuàng)立,一、自然觀和科

35、學方法論的進展1、自然科學的發(fā)展在形而上學的自然觀上打開了一個個缺口，1）生動地顯示了自然界是相互聯(lián)系、發(fā)展變化的關(guān)系：星云說、漸變論、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律元素周期律、進化論2）找到了事物千差萬別，但又相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)原子～分子論、細胞這些揭示了自然界的辯證圖景。,2、科學方法論的進展：,1）觀察、實驗和數(shù)學等傳統(tǒng)方法提高到一個新水平2）發(fā)展出整理經(jīng)驗材料的新方法，如，比較方法（達爾文）、歷史方法（賴爾）、假說

36、方法（門捷列夫、道爾頓、康德）總之，19世紀，自然觀和方法論的進展為辯證自然觀和自然辯證法的建立奠定了基礎(chǔ)。,二、德國古典哲學中辯證自然觀的出現(xiàn),1、康德以吸引和排斥來解釋星云說，把歷史主義帶進了自然科學。2、黑格爾在唯心主義范圍內(nèi)對當時的自然科學成就作了全面概括：提出辯證法三規(guī)律和一些范疇，歸納與演繹、分析與綜合、具體與抽象、歷史與邏輯的辯證統(tǒng)一。,《自然哲學》把自然界分為：,力學： 吸引與排斥（空間總是充實的空間，事物本身是

37、時間性的， 空間和時間從屬于運動。物理學：批判熱質(zhì)說，電與磁相互轉(zhuǎn)化，光的連續(xù)性間斷 有機學：地質(zhì)有機?植物有機體?動物有機體“頭足倒立”的辯證法,三、自然辯證法的誕生：,馬克思和恩格斯總結(jié)和概括自然科學成果，批判吸收了前人的辯證法，創(chuàng)立自然辯證法《自然辯證法》著作是自然辯證法誕生的標志。,,1、論證了辯證唯物主義自然觀取代形而上學自然觀的歷史必然性2、確立了新的自然觀的主要內(nèi)容和辯證法的若干范疇：從星體到微粒，有無窮層次

38、時間、空間、運動與物質(zhì)的關(guān)系把運動歸結(jié)為：機械運動、物理運動、化學運動、生物運動，這些運動形式相互轉(zhuǎn)化。,,3、總結(jié)了自然科學發(fā)展的規(guī)律性：科學、技術(shù)和生產(chǎn)的關(guān)系；科學與哲學的關(guān)系；理論思維的重要性； 科學發(fā)展的幾何規(guī)律； 人、自然、技術(shù)、社會協(xié)調(diào)發(fā)展；,,4、科學預(yù)見：原子可分、電運動的物質(zhì)承擔者、邊緣學科是發(fā)展方向： 恩格斯：“在分子科學和原子科學的接觸點上（物理學家和化學家）雙方都宣稱與己無關(guān)，但是恰恰就在這一點

39、上可望取得最大成果”，預(yù)示了物理化學的出現(xiàn)。 “……化學進入到有機生命的領(lǐng)域，而且它已經(jīng)足以使我們確信：它獨自就可以給我們說明向有機體的辯證轉(zhuǎn)化”, 即生物化學將出現(xiàn)。,第四章：現(xiàn)代科學技術(shù)與自然辯證法的發(fā)展,第一節(jié)：物理學革命及自然觀發(fā)展一、量子力學的建立：黑體輻射問題（光譜只與溫度有關(guān)），是開爾文的“一朵烏云”，導致量子力學的出現(xiàn)。,1、普朗克的能量子假說：,1）1896（德）維恩的經(jīng)驗公式：P(v)=BV3e-AV/T 根

40、據(jù)熱力學導出，把光作為粒子（類似分子），在短波段與實驗符合，長波段與實驗不符合。2）1900（英）瑞利－金斯公式：P(v)= 根據(jù)經(jīng)典電動力學、統(tǒng)計物理導出，把光作為波的匯集，長波段符合，短波段出現(xiàn)“紫外災(zāi)難”。,3）1900（德）普朗克公式：P(v)=,用內(nèi)插法獲得，長波和短波段 都符合，很快證實。普朗克的理論說明：能量是不連續(xù)的，一份一份的，即能量子。4）量子概念的意義：人類認識史上的一次革命； 普朗克的態(tài)度：“孤注一

41、擲的行動”,2、愛因斯坦的光量子假說（1905）：,把能量子用于對光的解釋，提出光量子，和波粒二項性：對于統(tǒng)計的平均現(xiàn)象，光表現(xiàn)為波動；對于瞬時的漲落現(xiàn)象，光表現(xiàn)為粒子。解釋：光電效應(yīng)：hv=1/2mv2+A,3、盧瑟福的原子有核模型和玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論,1）盧瑟福的原子有核模型：根據(jù)a粒子轟擊鋁箔散射實驗推出2）玻爾原子結(jié)構(gòu)理論：把普朗克的能量子假說引入有核模型， 提出定態(tài)、能級和躍遷概念，量子力學發(fā)展的里程碑 特點

42、：經(jīng)典理論與量子理論的混合物（半徑、軌道），只能解釋氫原子。 玻爾的成功在于科學前沿三方面（能量子假說、“行星”模型和光譜學成果）的結(jié)合。,4、德布洛意（法）的物質(zhì)波（不是機械波和電磁波）,1）用類比的方法提出物質(zhì)波假說：光學：波動性：費爾馬原理，有粒子性力學：粒子性：莫伯圖原理，應(yīng)該有波動性，即物質(zhì)波1927年證實：戴維遜、革末、G.P.湯姆遜實驗 1929年獲諾貝爾獎2）意義：概念極為深刻，表達極為簡單；,5、量子力學的

43、建立：建立在物質(zhì)波的基礎(chǔ)上,1）海森堡的矩陣力學：拋棄電子軌道，以可觀察量（如原子發(fā)光的頻率和強度）之間的關(guān)系為依據(jù)，用“對應(yīng)原理”2）薛定諤的波動力學：受物質(zhì)波的啟發(fā)： 通常力學：波動力學＝幾何光學：波動光學 用波函數(shù)描寫微觀粒子的波動性?波動力學后來證明矩陣力學與波動力學本質(zhì)相同，稱其為量子力學,3）如何理解量子力學的“波”？,a）玻恩的“統(tǒng)計解釋”：“幾率波”：波函數(shù)在某一點的強度同在該點找到粒子的幾率成正比。b）海森

44、堡的“測不準關(guān)系”： “h”在宏觀世界可忽略，在微觀世界不可忽略。,6、量子力學中的哲學爭論：,1）玻爾的“互補原理” 從哲學上解釋測不準關(guān)系、波粒二象性。認為：在描寫量子現(xiàn)象時，一些經(jīng)典概念的使用將排斥另一些經(jīng)典概念，而另一些經(jīng)典概念在另一種情況下卻是描述現(xiàn)象所必須的，即互斥有互補。 例如：粒子（實體）和波（場）：一種實驗表現(xiàn)為粒子性，另一種實驗表現(xiàn)為波動性同一實驗不能粒子和波兼得,玻爾主張：,測量效應(yīng)：儀器與粒子的相互作用?

45、測不準?統(tǒng)計性，能描述單個體系（而不是單個粒子）的狀態(tài)的理論，就是完備的理論。物理學應(yīng)該描述“觀察到的物理實在”，而不是不受干擾的物理實在；應(yīng)該用統(tǒng)計決定論，而不是傳統(tǒng)的單值決定論；,2）愛因斯坦認為量子力學不完備,主張：不受干擾的物理實在；完備的理論不僅能說明經(jīng)驗，而且要對單個過程作出決定論描述，統(tǒng)計性理論是不完備的。,3）如何看待玻爾與愛因斯坦的爭論？,新的實驗結(jié)果對玻爾有利，現(xiàn)大多數(shù)物理學家站在玻爾一邊，新的自然觀認為

46、：自然界統(tǒng)計描述不是人們對自然界無知，或知識不完備造成的過渡狀態(tài)，而是自然界本質(zhì)特性的反映。,量子力學的發(fā)展,加深了人們對微觀世界普遍聯(lián)系和因果關(guān)系的認識，會豐富和發(fā)展辯證唯物主義自然觀。問題：主客體是否可分？怎樣理解主體、客體、認識與實踐的關(guān)系？,二、相對論革命 （愛因斯坦，1879－1955）,有人說：愛因斯坦應(yīng)該獲得五個諾貝爾獎：分別是：對布朗運動的研究、光量子理論、狹義相對論、質(zhì)能關(guān)系式、廣義相對論。 奇跡：前四項完成

47、于1905年3月～9月，6個月完成；無名師指導，不在科研單位，業(yè)余搞科研，個人研究?！皧W林比亞科學院”（與索洛文和哈比希特）愛因斯坦：“與其說我是物理學家，到不如說我是哲學 家”,1、狹義相對論的創(chuàng)立,1）在邁－莫實驗和洛倫茲變換基礎(chǔ)上，拋棄靜態(tài)以太理論，堅持相對性原理的普遍性（世界統(tǒng)一性自然觀）堅信麥克斯韋方程的正確性－－光速不變2）如何解決相對性原理與光速不變的矛盾？靈感：“對于一個觀察者來說是同時發(fā)生的兩個事件，對另一個

48、觀察者，就不一定是同時的?！被疖噷嶒?，即同時性的相對性。,解決矛盾的關(guān)鍵，把洛倫茲的“當?shù)貢r間”定義為“時間”。,這樣，愛因斯坦從狹義相對性原理和光速不變原理出發(fā)，推導出洛倫茲變換，創(chuàng)立狹義相對論。因此，解決矛盾的關(guān)鍵：發(fā)現(xiàn)伽利略變換與光速不變的矛盾，拋棄伽利略變換所體現(xiàn)的絕對時空觀。,3）愛因斯坦為什么能創(chuàng)立狹義相對論？,世界統(tǒng)一性自然觀的支配：是愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的關(guān)鍵世界不是雜亂無章的，而是簡單的、和諧的、有規(guī)律的；一些

49、普遍規(guī)律和原理的存在是世界統(tǒng)一性的重要表現(xiàn)，找到了這些基本原理和規(guī)律就能對自然界加以統(tǒng)一描寫。,愛因斯坦說：,“物理學家們的最高使命是要得到哪些普遍的基本定律，由此，世界體系就能用單純的演繹法建立起來。”愛因斯坦在世界統(tǒng)一性思想的支配下，堅持相對性原理的普遍性，并找到光速不變原理，同時將兩者協(xié)調(diào)起來，創(chuàng)立狹義相對論。,b）邏輯思維和直覺思維相結(jié)合：,愛因斯坦從世界統(tǒng)一性?理論體系的簡單性。邏輯簡單性：“指這個體系所包含的彼此獨立的

50、假說或公理最少”愛因斯坦：“邏輯上簡單的東西，當然不一定是物理上真實的東西，但是，物理上真實的東西一定是邏輯上簡單的，也就是說，它在基礎(chǔ)上具有統(tǒng)一性。”狹義相對論體現(xiàn)了邏輯簡單性的要求它從兩個基本原理出發(fā)，演繹出洛倫茲變換，再演繹出一系列推論。,狹義相對論的兩個基本原理是怎么建立的？,愛因斯坦：“要通向這些定律，沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經(jīng)驗的共鳴和理解為依據(jù)的直覺才能得到這些定律。” 愛因斯坦：“一般可以這樣說：從特殊到

51、一般的道路是直覺的，而從一般到特殊的道路則是邏輯的?！豹M義相對論的兩個基本原理就是根據(jù)經(jīng)驗事實，通過直覺思維建立起來的。,2、廣義相對論的建立,1）廣義相對論與狹義相對論相比有很大的不同狹：舊理論與新事實發(fā)生矛盾下產(chǎn)生的，條件成熟；沒有愛因斯坦，也會創(chuàng)立。 廣：當時牛頓引力理論同經(jīng)驗事實沒有發(fā)生明顯的矛盾；雖然，根據(jù)牛頓引力理論，水星近日點的近動的總效應(yīng)是1度32’37/百年”，而實際觀察值為1度33’20”/百年。相差：43”

52、/百年，微不足道。愛因斯坦認為：當時只有他才能創(chuàng)立廣義相對論。,2）廣義相對論的產(chǎn)生是愛因斯坦在一種哲學思想的指導下，對狹義相對論的推廣。,a）“狹”的速度極限與牛頓引力的瞬時超距作用相抵觸，由此，有必要對牛頓的引力理論加以改造。b）但是，更重要的是愛因斯坦把相對性原理推廣到非慣性系。從世界統(tǒng)一性觀點看，狹義相對論還是不徹底的，還被局限于慣性系。,c）發(fā)現(xiàn)“等效原理”是建立廣義相對論的關(guān)鍵。,等效原理：從時空小范圍看，一個沒有引力場

53、的勻加速運動的坐標系同有引力場的慣性系是等價的。即：慣性力場＝引力場 “理想電梯實驗”，慣性質(zhì)量＝引力質(zhì)量有了“等效原理”就可以把相對性原理推廣到非慣性系，從而建立廣義相對論。愛因斯坦說：發(fā)現(xiàn)“等效原理”是他一生中最愉快的時刻。,d）廣義相對論認為：,現(xiàn)實物質(zhì)存在的空間不是平直的毆氏空間，而是彎曲的黎曼空間?？臻g彎曲的程度取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布狀況，空間曲率就體現(xiàn)為引力場的強度，引力只不過是空間彎曲的“效應(yīng)”，這樣，就取消

54、了牛頓萬有引力的假定。,廣義相對論還認為：,時空特性取決于物質(zhì)的分布，越密，越彎曲，引力場越強；由于引力勢的高低不同，時鐘的快慢也要發(fā)生變化。由此，廣義相對論深刻地揭示了時空同物質(zhì)的統(tǒng)一性慣性。（愛因斯坦的后半生進行“統(tǒng)一場論”的研究）,相對論意義：,不僅是一次科學革命，而且有重要的哲學意義，揭示了時間、空間、物質(zhì)、運動、質(zhì)量、能量的本質(zhì)聯(lián)系，印證和豐富了辯證唯物主義自然觀。,第二節(jié)：現(xiàn)代宇宙學及自然觀發(fā)展,宇宙學：從整體的角度來

55、研究宇宙的結(jié)構(gòu)與演化。一、牛頓宇宙學理論及其困難牛頓的宇宙圖象：無數(shù)的天體均勻地布滿在無限的空間之中?？臻g是三維歐氏空間，無論向前向后，向左向右，向上向下，都可以一直延伸下去，沒有一個方向有終點。,“光度悖論”和“引力悖論”,a）1832年（德）奧爾波斯提出光度悖論：即白天同黑夜一樣亮。 解釋：星的數(shù)目，亮度b）1894年（德）塞里格爾提出引力悖論：每一個星球上的引力的總和將是無限大。這樣每個星體都將被扯的粉碎而毀滅。

56、從這兩個悖論說明，從牛頓理論和宇宙無限這兩點出發(fā)，不能給出一個的無邏輯矛盾的宇宙模型。,二、相對論宇宙模型的提出：,1、1917年愛因斯坦發(fā)表《根據(jù)相對論對宇宙學所做的考察》，根據(jù)廣義相對論，并加進了有斥力的“宇宙項”（平生所犯的最大錯誤），得到一個靜態(tài)的、有限無界的宇宙模型。2、1922佛里德曼模型（俄）他得到了愛因斯坦的場方程的均勻的和各向同性的通解，即，動態(tài)模型，按空間曲率K為正、零、負三種情況，取決于宇宙物質(zhì)的密度，宇

57、宙或膨脹，或收縮。,三、哈勃定律,1929年發(fā)現(xiàn)：河外星系譜線紅移與距離之間存在著粗略的正比關(guān)系，得出宇宙膨脹論。這是20世紀天文學最重要的發(fā)現(xiàn)之一。,四、大爆炸宇宙學的提出,1948年伽莫夫把宇宙膨脹論和基本粒子的運動聯(lián)系起來，把宇宙起源和元素起源聯(lián)系起來，提出熱大爆炸宇宙學， 認為宇宙有一段由密到稀，由熱到冷的演化史。 預(yù)言：宇宙遺留下來的微波輻射背景溫度為5度K。,五、3度K微波背景輻射的發(fā)現(xiàn),1964年貝爾實驗室的彭齊斯和威

58、爾遜意外地發(fā)現(xiàn)， 這一發(fā)現(xiàn)最有力地支持了熱大爆炸理論，1978年兩人獲得諾貝爾獎。,六、霍金的宇宙學,廣義相對論自身不能回答宇宙學的核心問題，為何宇宙如此這般。如果廣義相對論和量子論相合并，就可能預(yù)言宇宙是如何起始的。它開始以不斷增大的速率膨脹。在這個稱作暴脹的時期，微小的起伏會發(fā)展，導致星系、恒星以及宇宙中所有其他結(jié)構(gòu)的形成。對宇宙微波背景中的小的非均勻性的觀測，完全證實了預(yù)言的性質(zhì)。這樣，我們似乎正朝著理解宇宙起源的正確方向

59、前進，盡管還有許多工作要做。當我們通過精密測量空間航空器之間距離，進而能夠檢測到引力波，就會打開極早期宇宙的新窗口。,霍金的宇宙學（續(xù)）,盡管我們已經(jīng)取得了一些偉大成功，并非一切都已解決。我們觀察到，宇宙的膨脹在長期的變緩之后，再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解，對宇宙的未來還無法確定。它會繼續(xù)地無限地膨脹下去嗎？暴脹是一個自然定律嗎？或者宇宙最終會再次坍縮嗎？新的觀測結(jié)果，理論的進步正迅速涌來。宇宙學是一個非常激動人心和

60、活躍的學科。,第三節(jié) 系統(tǒng)科學及自然觀發(fā)展,系統(tǒng)科學20世紀40年代后發(fā)展起來這是一個學科群，這類科學不像物理、化學等等，以具體的領(lǐng)域為研究對象，而是以抽象的系統(tǒng)及其演化為研究對象（中科院的系統(tǒng)所在數(shù)學院）其發(fā)展可以分為三個階段,一、一般系統(tǒng)論、控制論和信息論,一般系統(tǒng)論：奧地利貝塔朗菲1935年提出概念，1945給予理論闡述控制論：美國維納1948年創(chuàng)立信息論：美國香農(nóng)等1948年創(chuàng)立,新的觀點和內(nèi)容,一般系統(tǒng)論：提出了系統(tǒng)

61、、元素、結(jié)構(gòu)、功能、系統(tǒng)環(huán)境等最基本的系統(tǒng)概念，提出了系統(tǒng)的研究方法和原則控制論研究了系統(tǒng)控制的方式、信息流向等重要問題和自動控制等實用問題，特別是反饋控制信息論研究通信系統(tǒng)和其他系統(tǒng)內(nèi)外的信息產(chǎn)生、演化、存儲和傳遞及其作用,系統(tǒng)學科引起的變化,系統(tǒng)科學的出現(xiàn)，讓人們看到了一種新的科學形態(tài)，它著重于整體，側(cè)重于事物中的聯(lián)系和交互作用，注意系統(tǒng)內(nèi)外的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系。它是整體論的新復(fù)活。當然，這類系統(tǒng)科學側(cè)重點仍然是存在的系統(tǒng)，靜態(tài)的

62、系統(tǒng)，人造的系統(tǒng)。,二、60～70年代新的系統(tǒng)科學,耗散結(jié)構(gòu)理論，由比利時科學家普里戈金（I. Prigogine）于1969年創(chuàng)立，提出系統(tǒng)在一定外部條件下，在物質(zhì)、能量外部輸入達到一定閾值時，系統(tǒng)突然自發(fā)地從無序走向有序，形成有序結(jié)構(gòu)的理論； 協(xié)同學，由德國科學家哈肯（H. Haken）于1969年創(chuàng)立，以競爭、協(xié)同和序參量等因子的系統(tǒng)內(nèi)部相互作用解釋系統(tǒng)動力學的理論。 超循環(huán)論，由艾根（M. Eigen）于1979年創(chuàng)立，以分

63、子之間的關(guān)聯(lián)形成循環(huán)鏈條的方式如何進化成為大分子的理論。 突變論，由法國數(shù)學家托姆（R. Thom）于1972年創(chuàng)立，在數(shù)學的拓撲理論上提出了各種突變形式的理論。,從系統(tǒng)的存在到系統(tǒng)的演化,按照耗散結(jié)構(gòu)理論創(chuàng)始人普里戈金的觀點，這類系統(tǒng)科學與前類系統(tǒng)科學的不同之處主要在于，它們研究的側(cè)重點是系統(tǒng)的演化，而前類系統(tǒng)科學側(cè)重點是系統(tǒng)的存在。我們據(jù)此把它們稱為“自組織系統(tǒng)科學”例如，耗散結(jié)構(gòu)理論研究了系統(tǒng)從無序到有序的演化條件；協(xié)同學

64、理論研究了系統(tǒng)組織化過程的動力；突變論理論研究了系統(tǒng)演化的途徑；超循環(huán)理論研究了系統(tǒng)演化的超循環(huán)組織方式。這些新系統(tǒng)理論共同地、不同側(cè)面地勾畫了系統(tǒng)從存在到演化的有序過程。,三、80年代以后系統(tǒng)科學的新理論,混沌理論，有一大群創(chuàng)始人，其中最重要的是氣象學家羅侖茲、生物學家梅、數(shù)學家約克、李天巖、費根鮑姆等，約在20世紀70－80年代創(chuàng)立，該理論提出了混沌現(xiàn)象，初值敏感性、確定性中類隨機性問題，等等。 分形理論，由曼德布羅特（B.

65、 B. Mandelbrot）大約在1967～1975年之間創(chuàng)立，提出整體與局部的自相似性，事物復(fù)雜的空間形態(tài)，分數(shù)維數(shù)，等等。 孤立子理論，有一個連續(xù)的發(fā)現(xiàn)過程和創(chuàng)立過程，最早可以追溯到1834年發(fā)現(xiàn)孤立波現(xiàn)象，1965年出現(xiàn)定義，80年代形成研究熱潮，該理論提出平衡結(jié)構(gòu)中突然涌現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題。,四、系統(tǒng)學科的新階段：復(fù)雜性科學,系統(tǒng)科學的發(fā)展還與非線性科學交叉起來，在計算復(fù)雜性理論和復(fù)雜系統(tǒng)研究的催生下，產(chǎn)生了人工生命復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)雜自

66、適應(yīng)系統(tǒng)、元胞自動機、L系統(tǒng)、遺傳算法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、人工智能、腦科學上的等復(fù)雜性科學研究，提出了諸多的各種復(fù)雜性概念。按照最新的研究成果看，復(fù)雜性概念大體上可以區(qū)分為三類：認知意義的復(fù)雜性概念，以計算和算法復(fù)雜性為代表；結(jié)構(gòu)多樣性復(fù)雜性概念，以多樣性復(fù)雜性概念為代表；隱喻型復(fù)雜性概念，以復(fù)雜性思想的類比和應(yīng)用為基本特征，如混沌邊緣、模擬退火、適切景觀、報酬遞增，等等。這些概念，描述了世界的復(fù)雜性方面，表現(xiàn)了世界的復(fù)雜性演化特性和

67、趨勢。,五、哲學意義,在哲學上，新的系統(tǒng)科學和復(fù)雜性研究提出了一系列新的范疇：如無序與有序；可逆與不可逆；確定性與非確定性；線性與非線性；自組織與他組織；簡單性與復(fù)雜性；系統(tǒng)與非系統(tǒng)；多樣性和統(tǒng)一性，等等。這些范疇極大地豐富了哲學的內(nèi)容，推動了演化問題的哲學發(fā)展。,六、新的辯證自然觀,物質(zhì)觀：開始把具有復(fù)雜性特征的事物作為研究對象，而過去研究總是避開復(fù)雜性。在研究復(fù)雜事物時，不僅注意事物的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而且把眼光放置在相互關(guān)系及其演化上。

68、這是人類真正的開始對極其復(fù)雜的對象的研究，盡管這僅僅是一個開端，但卻意味著人類認識的新的里程碑。 時空觀：進一步明確和承認時空與物質(zhì)的關(guān)聯(lián)，而且通過對復(fù)雜對象的研究，引入和研究其復(fù)雜的關(guān)聯(lián)。例如，通過分形維數(shù)，劃分和刻劃事物占據(jù)時空的特性，以拓撲性質(zhì)進行研究，表達了時空與物質(zhì)的復(fù)雜關(guān)聯(lián)。,新的辯證自然觀（續(xù)）,演化觀：系統(tǒng)科學和復(fù)雜性研究極其強調(diào)事物的生成、演化，強調(diào)瞬態(tài)變化，強調(diào)路徑依賴，強調(diào)對初值和環(huán)境的極端敏感性；這些思想非常強

69、烈的表達了演化思想，耗散結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)始人普里戈金甚至在這個意義上把原來的物理學稱為存在的物理學，而把新的注意時間箭頭的物理學稱為演化的物理學。 生命觀：系統(tǒng)科學和復(fù)雜性理論研究在生命起源和生命演化的問題上，均持有“自組織”觀點，認為在一定條件下，事物會自發(fā)自主的從非生命演化出生命。這種觀點既與神創(chuàng)論又與隨機起源論區(qū)別開來，而且在非生命和生命界的自然演化的連接上架起了一座科學觀點的橋梁。 環(huán)境和條件觀：新的系統(tǒng)科學和復(fù)雜性研究特別強調(diào)