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第一篇 辩证唯物主义自然观 政法学院 马鹏翔 自然观 自然观是人们关于自然的总体看法和 根本观点。某个特定历史时期的自然 观，总是与这一时期的科学、技术发 展水平密切相关。 它既是人类认识自然与改造自然的概 括和总结，又是指导人们改造自然、 改造社会的世界观和方法论。 第一篇 辩证唯物主义自然观 n第一章 辩证唯物主义自 然观的创立 n第二章 辩证唯物主义自 然观的新发展系统自 然观 n第三章 辩证唯物主义自 然观的新发展生态自 然观 第二节第二节 近代自然科学和机械唯物主义自然近代自然科学和机械唯物主义自然 观观 第一章、辩证唯物主义自然观的创立第一章、辩证唯物主义自然观的创立 第一节第一节 古代朴素辩证法自然观古代朴素辩证法自然观 第三节第三节 1919世纪辩证唯物主义自然观世纪辩证唯物主义自然观 万物有灵论 一种认为自然界的各种事物 都具有灵魂的观念，是宗教的 最初形态之一。 人类学家泰勒认为：原始人的 灵魂观念，是从对自身的生理 现象中产生的。 原始神秘主义自然观 雷神 树精 第一节第一节 古代朴素辩证法自然观古代朴素辩证法自然观 原始神秘主义自然观 u自然崇拜 人们把日、月、星、风、雨、雷、电、山川及动 植物都作为崇拜对象。 u图腾崇拜 图腾表示氏族之意。人们长期崇拜的动植物中逐 渐分化出一种动物或植物，人们认为这种动物或 植物同他们有某种亲缘关系（如氏族的祖宗）。 原始神秘主义自然观 u祖先崇拜 u巫术和祭祀 原始人企图通过图腾祭祀，祈祷祖宗的庇 护，使氏族免受灾难。这是原始人的宗教 迷信活动。 模仿性巫术 同类感应，原始人以此表 演季节循环，以求五谷丰 登祭祀，以及解释祭祀 的教条和神话。 n古代朴素的自然观 （B.C.700-A.D.500） u科学背景 科学处于幼年时期，科学认识只达到事 物的表面。 u内容 主要是对世界本原的探索和解释。 u性质 古代东方和西方的自然哲学，同自然科 学的萌芽状态相适应，其中的唯物主义 思想和辩证法思想具有朴素的、直观的 性质。 西方古代朴素自然观 爱奥尼亚时期 泰勒斯水 阿那克西曼德无限定 阿那克西米尼气 毕达哥拉斯数 赫拉克利特火 恩培多克勒四根说（火、气、水、土） 德谟克利特原子+虚空（原子论） 西方古代朴素自然观 n米利都学派的自然观 n 泰勒斯（Thales，B.C.624B.C.547） u古希腊米利都学派哲学家，生于小亚细亚的米利都 城的一个奴隶主贵族家庭，家庭政治显贵、经济富 足，泰勒斯均不屑一顾，而是倾注全部精力从事哲 学与科学的钻研。泰勒斯素有“科学之父”的美称 。 u哲学思想：“水是万物之本源，万物终归于 水” 从而，他否定了神创造一切的观点， 开创了从世界本身来认识世界的正确道路。 西方古代朴素朴素自然观 n米利都学派的自然观 n 阿那克西曼德（Anaximander, B.C.610-B.C.546） u古希腊米利都学派哲学家，泰勒斯的学生。他对天文 、 地理和生物等方面进行过许多研究，据说，他是西 方第一个使用日晷和绘制第一张全球地图的人。 u哲学思想：他倾向于抽象的思维形式。世界本 原是 “无限定”，世界从它产生，又复归于 它。另有“宇宙论”和“进化论”思想。 西方古代朴素自然观 n米利都学派的自然观 n 阿那克西米尼（Anaximenes，B.C.587-B.C.526） u古希腊米利都学派哲学家。米利都人。据说是 阿那克西曼德的学生。 u哲学思想：他认为“气”是万物的本原，气是 无限的、永恒的、运动变化的。其运动形式有 稀散和凝聚两种。由于气的稀散化和凝聚化产 生了世界万物，万物也可转化为气。据记载， 他把灵魂也看成是气，这反映了他的朴素唯物 主义思想。 西方古代朴素自然观 n毕达哥拉斯的自然观 n 毕达哥拉斯（Pythagoras， B.C.580-B.C.500） u古希腊哲学家、数学家和音乐理论家。毕达哥拉斯学 派的创始人。 u哲学思想：认为“数”是万物的本原，世界 是一个由数和数的关系构成的和谐系统，每一 种事物都是一种数的和谐，数是千差万别的根 本原因。他提出的宇宙结构论是天才的构想。 毕达哥拉斯的哲学思想是古希腊唯心主义哲学 的开始，直接影响了以后的哲学家，特别是柏 拉图。 西方古代朴素自然观 n毕达哥拉斯的自然观 n “万物的始基是一元。从一元中产生出二 元，二元是从属于一元的不定的质料,一 元则是原因。从完满的一元与不定的二元中 产生出各种数目；从数目产生出点；从点产生线；从线 产生出平面；从平面产生出立体:从立体产生出感觉所 及的一切物体，产生出四种元素：水、火、土、空气。 这四种元素以各种不同的方式互相转化，于是创造出有 生命的、精神的、球形的世界,” n 把“数”作为万物始基，以一种较抽象、较一般的 东西 “数”来说明，反映了人类抽象思维能力的提高 与进步。 西方古代朴素自然观 n赫拉克利特的自然观 n 赫拉克利特（Heraclitus， B.C.540-B.C.470） u希腊唯物主义哲学家，生于小亚细亚西部爱非斯，是 该城王室的后裔，爱非斯学派的创始人 ，他放弃了贵 族特权，专心研读哲学。 u哲学思想：世界本原：“火”是万物的本原，世界 不是神创造的，它是由火的变化生成的。火在按规律 燃烧着熄灭着。朴素的辩证法思想：所谓“一切皆流 ，一切皆变”。他比喻说，“人不能两次踏进同一条 河流”。 对立理论：世间的事物都是相对的，在没 有理解恶的时候也就不可能理解善 。 西方古代朴素自然观 n赫拉克利特的自然观 n 他说：“这个世界对一切存在物都是同一的，它不是任 何神所创造的，也不是任何人所创造的，它过去、现在和 未来永远是一团永恒的活火,在一定的分寸上燃烧,在一定 的分寸上熄灭”。又说:“火产生一切,一切都复归于火” 。“一切事物都换成火，火也换成一切事物”。 n 意义：否定世界上存在超自然的神，而以自然界本身的 物质去寻求世界万物的本原，用一种形态的物质来说明千 变万化、五彩缤纷的世界。他试图从多样性中寻求统一性 的思想，是人类认识史上的一大飞跃，以朴素的方式道出 了“世界的统一性在于其物质性”这一深刻的哲学道理。 西方古代朴素自然观 n恩培多克勒的自然观 n 恩培多克勒（Empedokles ， B.C.490-B.C.430） u西西里南岸的阿克拉加斯的公民，是一个民主派的政 治家，同时他又自命为神。 u哲学思想：宇宙万物是由“火、气、水、土”四种 物质元素按不同比例混合，从而形成各种不同性质的 东西；万物分解后又重新回到火、气、土、水。恩培 多克勒认为是两种外在的力量，即“爱”和“恨（斗 争）”的力量造成四种元素的结合和分离。 西方古代朴素自然观 n德谟克利特的自然观 n 德谟克利特（Demokritos ， B.C.460-B.C.370） u是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的 学者。在整个希腊文化史上，其博学多才的程度除了 亚里士多德，无人能及其项背，是古希腊朴素唯物主 义之集大成者。 u哲学思想：他提出，万物的本原是原子与虚空。原 子在虚空中急剧而凌乱地作直线运动，互相碰撞形成 一个漩涡运动，结合成世界万物。他还提出，世界上 一切事物都是互相联系的，都受因果必然性和客观规 律性的制约。“原子论”对西方后世产生了深远的影响。 西方古代朴素自然观 n德谟克利特的自然观 n 原子论 u其认为世界的本原是原子和虚空。 “原子”，在希腊文中是“不可分割”之意。原 子是最小的，不可分割的，其根本属性就是绝对 充实，没有空隙。原子在质上只有形状，大小， 位置，排列次序的不同。 “虚空”，是空洞的无限空间，其特点是松散， 但虚空和原子同样实在。虚空是原子的运动场所 ，原子由于内部没有空隙而没有内部运动，但可 以在外部的虚空中运动。原子在虚空中的运动必 然产生碰撞，导致原子之间的结合和分离。 西方古代朴素自然观 n亚里士多德的自然观 n 亚里士多德（Aristotle， B.C.384-B.C.322） u世界古代史上最博学的哲学家和科学家。出生于马其 顿的斯塔基拉。他常和学生一起在林荫道上边散步边 讲学，史称“逍遥学派”。 u主要思想：在哲学、历史、政治、美学、动植物学及 其他自然科学方面造诣深厚。基于对古代哲学和科学 的总结，详细阐述了自然观、认识论、方法论和逻辑 学。创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分 支学科，对科学作出了巨大的贡献。 西方古代朴素自然观 n亚里士多德的自然观 n 运动观与时空观 运动是潜能向现实、质料向形式的过渡；有本质、数 量、性质和位置的运动且永恒；其与物体、时间、空间 不可分；空间有限，是围绕与被围绕物体间的界限；时 间是运动的度量。 n 宇宙观 u“四元素说”（土、水、气、火组成地球） u“地心说” （后遭到哥白尼的批判） u“以太”构成天体（后遭遇爱因斯坦的批判） 亚里士多德的宇宙模型 月 上 区 恒星 以太 圆周运动 土星 木星 火星 太阳 金星 水星 月亮 月 下 区 地球 土（冷干）、水（冷 湿）、气（热湿）、 火（热干） 直线运动 中国古代朴素自然观 老子论道 阴阳学说 五行学说 元气学说 八卦学说 老子论道 n老子（B.C.570-B.C.470） 思想家，道家学派创始人。姓李名耳 ，字伯阳，春秋楚国苦县曲仁里（今 河南鹿邑县）人。著有道德经， 对中国哲学发展影响深远。 主要思想：老子认为，“道”是宇宙 万物的本原。“无”、“有”是老子 关于于万物生化的概念。其著作包含 了丰富的辩证法思想。 老子论道 n老子的宇宙发展观 老子认为道是万物的本源。老子描述的宇宙 万物生成模式： 道生一，一生二，二生三，三生万物 道是这个生成链条中最早的存在，自然也就 是万物最初的源头了。万物由道辗转生出，所以 应该合道，才能顺利成长和生存。因道生一，所 以道便是“太一”。 老子论道 n 老子的生态观 人法地，地法天，天法道，道法自然 老子道德经（第二十五章） u自然主义思想：主张回归自然，不脱离自然，与自 然和谐为一。即人法自然，人的一切思想和行为与 自然相一致、相协调，不能违背自然，更不能破坏 自然的和谐。 u复归自然本性：提倡返朴归真、敦厚朴实，反对浮 华轻薄。浮华轻薄的礼义就是世乱祸首。所以人应 当做到“见素抱朴，少私寡欲”，认识到贪欲多私 是罪恶的根源。 阴阳五行学说 n阴阳学说 n 最早起源于解释宇宙万物本原的尝试，与科学、政治 、宗教思想混杂在一起。其核心思想是：宇宙中存在两 种基本因素，即阴和阳；这两种因素之间的相互作用构 成了万事万物的结构和相互关系。阴阳学说具有很辨证 的思想，也具有强烈的非理性神秘主义色彩。 n 天之四象，人有耳、目、口、鼻为之对应；地之四 象，人有气、血、骨、肉为之对应；人又有三百六十骨 节以应周天之数；所以天有四时，地有四方，人有四肢 ，指节可以观天、掌纹可以察天、地、人合一。发展到 后来，甚至某命理师屈指一自，一看掌纹，能断出凶吉 ，从而走向神秘化 。 阴阳五行学说 n五行学说 u 以金、木、水、火、土五种元素，作为构成宇宙 万物及各种自然现象变化的基础。五行说把自然界一 切事物的性质分别纳入这五大类的范畴。五行说的核 心是相生相克与循环观。 u五种元素在天上形成金木水火土五星，在地上就是金 木水火土五种物质，在人就是仁义礼智信五种德性。 古人认为这五类物质在天地之间形成串联，如果天上 的木星有了变化、地上的木类和人的仁心都随之产生 变异，占星术就是以这种天、地、人三界相互影响为 理论基础衍生而来的。 阴阳五行学说 n朴素唯物论思想和自发辩证自然观 u 认为世界是物质的；阴阳说认为阴阳二气乃天 地万物之源；五行说则认为金木水火土五种最基 本的物质是构成世界不可缺少的元素。 u 阴阳的对立和交感是宇宙生生不息的最根本的 原因所在； u 五种物质相互滋生、相互制约，即相生相克， 处于不断的运动变化之中。 五行生克图 五行相生 金生水 水生木 木生火 火生土 土生金 五行相克 火克金 金克木 木克土 土克水 水克火 元气说 n 元气说是中国古人在探索世界物质本原的过程 中，发展的一门相对比较完整的学说。元气说 认为: u宇宙天地和世界万物都是由“气”构成，“ 气”稀微无形，人眼察觉不到，但又充满宇 宙太空； u元气还处在不停的运动状态之中，它聚集生 成万物，而万物又离散成为元气。由于元气 的运动，由于元气中阴阳两种属性的矛盾冲 突，从而构成了宇宙万物及其运动的多样性 。 八卦说 n 周易是中国文化的巨著，它对中国的哲学 、自然科学、社会科学等都有着巨大的影响。 u周易分为易经及易传； u易经又成为本经，它是我国西周末年的一部古 代自然科学的典籍，对于中国古代的文化和科技有 着重大的影响； u易传成书于春秋战国时期，是对易经的注 释和发挥。 史记载“文王拘而演周易”，故古人多 依司马迁之说而认同易经乃周文王所著 。 八卦说 周易理论概观 u阴阳观：一阴一阳之谓道； u圜道观：往者屈也，来者信也，屈信相感而利生焉； u变易观：变则通，通则久 u天人观：天人合一 易经中八卦的生成与二进制的发明 “易有太极，是生两仪， 两仪生四象，四象生八卦” 其八卦生成原理也正是现代计算机所应用的二进制原理 。 八卦说 n莱布尼茨发明二进制 n莱布尼兹发现二进制的时间大约是在1672 1676年。1679年3月15日，他写了题为二 进算术的论文，对二进制进行了充分的讨 论，并建立了二进制的表示及运算。莱布尼 茨二进制的发明与易经之音存在着微妙 的关系。莱布尼茨发明了二进制并赋予了它 宗教的内涵。并体现在他写给当时在中国传 教的法国耶稣士会牧师布维(Joachim Bouvet,1662-1732)的信中说。 古代朴素自然观是一种自发唯物主义和朴素古代朴素自然观是一种自发唯物主义和朴素 辨证法的自然观，主要围绕三个问题尝试对自辨证法的自然观，主要围绕三个问题尝试对自 然界作统一的合乎理性的说明：然界作统一的合乎理性的说明： 万物的本原万物的本原 宇宙的起源与演化宇宙的起源与演化 “ “自然自然” ”：一个自身有生命的、不断地生长：一个自身有生命的、不断地生长 发育着的有机体。发育着的有机体。 古代朴素辨证法的自然观的产生，标志着人古代朴素辨证法的自然观的产生，标志着人 类开始运用理性思维从自然本身探索自然的奥类开始运用理性思维从自然本身探索自然的奥 秘（本原、本质、规律），是认识自然的道路秘（本原、本质、规律），是认识自然的道路 上的巨大进步。上的巨大进步。 n古代朴素自然观的特点 n直观性：具有唯物主义的倾向，直观地整 体地从客观世界自身去寻找世界的本原； n辩证性：闪烁着辩证法的光辉，充分地注 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，并把对立面的对立统 一作为事物发展的动力； n思辨性：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。 中世纪宗教神学的自然观的特点 n中世纪宗教神学自然观的基本点 ： u自然界及其万物是由上帝(神)创于 虚无之中； u按照上帝的创造和安排，地球是宇 宙不变的中心，各天体的位置和运 行都是上帝的安排的，而地狱就在 我们的脚下; u自然界万物自己是不能运动的，而 是在上帝的推动下运动的，运动又 服从造物主的目的; u人类由上帝创造，人类既不能理解 上帝的目的，更不能改变上帝的意 志，一切只能服从。 1.1.近代自然科学的诞生和机械唯物主义自然近代自然科学的诞生和机械唯物主义自然 观的科学基础观的科学基础 第二节第二节 近代自然科学和机械唯物主义近代自然科学和机械唯物主义 自然观自然观 2.2.近代机械唯物主义自然观近代机械唯物主义自然观 3.3.近代机械唯物主义自然观的局限近代机械唯物主义自然观的局限 意大利文艺复兴之后，科学观点和自然观点意大利文艺复兴之后，科学观点和自然观点 的第一次重大改变，是哥白尼在天文学领域完的第一次重大改变，是哥白尼在天文学领域完 成的。成的。15431543年年天体运行论天体运行论的发表揭开了近的发表揭开了近 代自然科学的序幕，引发了自然观的变革：地代自然科学的序幕，引发了自然观的变革：地 球不是不动的，也不是宇宙中心；摒弃了神创球不是不动的，也不是宇宙中心；摒弃了神创 世的宇宙观。世的宇宙观。 1.1.近代自然科学的诞生和机械唯物主义近代自然科学的诞生和机械唯物主义 自然观的科学基础自然观的科学基础 1 1）近代自然科学的诞生：哥白尼革命）近代自然科学的诞生：哥白尼革命 天文学革命 尼古拉哥白尼 (Nicolaus，Copernicus,）（ 1473-1543)是波兰伟大的 天文学家、太阳中心说 的创始人、近代天文学 的奠基人。他也是一位 多才多艺、学识渊博的 巨人是一位杰出的医生 、社会活动家、数学家 、经济学家和画家。 天文学革命 天文学的革命是近代自然科学的开端 哥白尼首先向教会权威和神学世界观挑战。哥白 尼经过三十多年对日、月、星辰运动的观察与计算， 提出“太阳中心说”，并写成天体运行论一书。 他指出太阳是宇宙的中心，地球不过是围绕太阳运行 并能自转的一颗普通行星而已。推翻了中世纪流行的 托勒密的“地球中心说”，揭穿了所谓“上帝赋予地 球特殊地位”的说法，摧毁了上帝创造世界的谬论， 也是自然科学开始从神学中解放出来的标志。因此， 发表天体运行论的1543年被当作近代科学的开端 。它认为地球是宇宙的中央，日月星辰都围绕地球运 行。 科学发展到牛顿阶段，终于为这次革命画上科学发展到牛顿阶段，终于为这次革命画上 了一个句号。了一个句号。16871687年年自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 出版，标志着经典力学体系形成。将月上世界出版，标志着经典力学体系形成。将月上世界 和月下世界统一起来，提出了一系列经典力学和月下世界统一起来，提出了一系列经典力学 基本概念，建立了经典力学的完整体系基本概念，建立了经典力学的完整体系概概 念、原理和运动三定律与万有引力定律，实现念、原理和运动三定律与万有引力定律，实现 了第一次自然科学的大综合。了第一次自然科学的大综合。 牛顿力学揭示了宏观物体的机械运动规律，牛顿力学揭示了宏观物体的机械运动规律， 是机械论自然观的自然科学基础：是机械论自然观的自然科学基础： 2 2）机械唯物主义自然观的科学基础：牛顿力学）机械唯物主义自然观的科学基础：牛顿力学 艾萨克牛顿 艾萨克牛顿 Isaac Newton（1643-1727） 生于英格兰林肯郡的小 镇乌尔斯普。伟大的物 理学家、天文学家、数 学家和哲学家，经典力 学体系的建立者，实现 近代科学的第一次大综 合。被誉为人类历史上 最伟大的科学家之一。 艾萨克牛顿 科学成就 古希腊哲学家的和谐思想不能在天与地之间 连贯。亚里士多德认为天上的日、月、星辰 的运行轨道是圆形，因为只有圆运动才是完 美的、和谐的，而地上的运动，例如重物直 线下落是凡俗的。 牛顿引力理论和运动三定律把天上行星运动 规律同地上重力下坠的现象统一起来，实现 了天上人间的统一，实现了自然科学的第一 次大综合。这是牛顿的伟大贡献。 英国著名诗人蒲柏在为牛顿所 写的墓志铭上这样说： 大自然和它的规律 隐藏在黑暗之中 上帝说：让牛顿去吧 一切便灿烂光明 惯性是物质的本质属性，物质自身没有改惯性是物质的本质属性，物质自身没有改 变状态的能力。变状态的能力。“ “只有当外力作用于运动物体只只有当外力作用于运动物体只 上市，真正的运动才能发生或有所改变。上市，真正的运动才能发生或有所改变。” ”机械机械 论者据此提出了外因论。论者据此提出了外因论。 “ “哲学的全部任务看来就在于从各种运动现哲学的全部任务看来就在于从各种运动现 象来研究各种自然之力，而后用这些力去论证象来研究各种自然之力，而后用这些力去论证 其他的现象。其他的现象。” ”机械论者试图把一切运动都还原机械论者试图把一切运动都还原 为机械运动。为机械运动。 机械论自然观的自然科学基础机械论自然观的自然科学基础： 物体的运动只能改变物体的速度与位置，物体的运动只能改变物体的速度与位置， 不能改变质量。机械论者据此把一切变化归结不能改变质量。机械论者据此把一切变化归结 为位置变化，否认质变。为位置变化，否认质变。 存在存在“ “绝对空间绝对空间” ”和和“ “绝对时间绝对时间” ”。空间和时间。空间和时间 成了脱离物质的独立实体。成了脱离物质的独立实体。 机械论自然观的自然科学基础：机械论自然观的自然科学基础： 可以用严格的数学方程是表示机械因果性可以用严格的数学方程是表示机械因果性 公式，据此可以精确预言运动结果。公式，据此可以精确预言运动结果。“ “能用同样能用同样 的推理方法从力学原理中推导出自然界的其他的推理方法从力学原理中推导出自然界的其他 许多现象。许多现象。” ” 物质微粒物质微粒“ “可以无限地分割，而且是可以无可以无限地分割，而且是可以无 限地把它分离开来的。限地把它分离开来的。” ”机械论者据此力图机械机械论者据此力图机械 地分解自然界，把自然界还原为物质实体的集地分解自然界，把自然界还原为物质实体的集 合，把物质实体还原为基本粒子的集合。合，把物质实体还原为基本粒子的集合。 机械论自然观的自然科学基础：机械论自然观的自然科学基础： 世界是一部由惰性物体组成的机器；世界是一部由惰性物体组成的机器； 物体运动是由于外力的推动，遵循严格机械物体运动是由于外力的推动，遵循严格机械 决定论的因果关系。决定论的因果关系。 2.2.近代机械唯物主义自然观近代机械唯物主义自然观 1 1）机械的自然图景）机械的自然图景 2 2）严格的机械决定论：拉普拉斯决定论）严格的机械决定论：拉普拉斯决定论 由于近代初期力学首先得到比较充分的发展由于近代初期力学首先得到比较充分的发展 ，同时由于在，同时由于在17-1817-18世纪技术中的力学应用即世纪技术中的力学应用即 机械技术发明的愈益增加，相应地，形成了以机械技术发明的愈益增加，相应地，形成了以 力学为模式解释宇宙、世界的观点和理论。这力学为模式解释宇宙、世界的观点和理论。这 就是所谓的机械论和形而上学的自然观。就是所谓的机械论和形而上学的自然观。 宇宙是一部巨大的、精确的机器：所有的星宇宙是一部巨大的、精确的机器：所有的星 体都在确定的轨道上精确地运行。体都在确定的轨道上精确地运行。 宇宙是最有意义和最美妙的机械装置。宇宙是最有意义和最美妙的机械装置。 动物是机器，人是机器。动物是机器，人是机器。 1 1）机械的自然图景）机械的自然图景 1、法国著名作家德芒纳蒂尔（16世纪末）-世界是一部机器 2、开普勒-将天体机械比喻为时钟 3、笛卡尔-自然图景是受精确数学法则支配的完善的机器； 动物是纯粹的机器 4、霍布斯（英）-生命是肢体的运动：心脏/发条、神经/游 丝、关节/齿轮 5、伏尔泰-宇宙是一架巨大的机器，制造机器匠就是上帝 6、法国唯物主义哲学家拉美特利（la Mettrie，1709-1751）- 人是机器，把人简化为一种没有灵魂的自动机 霍尔巴赫：在大风扬起的尘埃漩涡中，霍尔巴赫：在大风扬起的尘埃漩涡中， 没有任何一个尘土分子的分布是偶然的。没有任何一个尘土分子的分布是偶然的。 拉普拉斯完全决定论：物理系统的拉普拉斯完全决定论：物理系统的 状态完全决定于该系统的初始状态。状态完全决定于该系统的初始状态。 （在牛顿力学体系中就是如此。）（在牛顿力学体系中就是如此。） 2 2）严格的机械决定论：）严格的机械决定论： 拉普拉斯决定论拉普拉斯决定论 Laplace（）在概率论的解析理论 （）中提出：设想一个妖或智神（ ）知道宇宙中所有物体的受力与初始 位置和速度，那么宇宙的未来和过去就是完全决定的， 都是已知的。 近代机械唯物主义自然观 n近代机械唯物主义自然观的特点 u恢复和坚持了唯物主义自然观，坚持按照客 观事物的本来面目认识自然事物，承认自然 界及其运动规律是客观的，不是上帝干预的 ，“天上”“地下”有着统一的客观运动规律。 u具有机械性的缺陷，用力学的知识和规律去 解释，说明其他一切自然现象，甚至认为“运 动是机器”，“人是机器”。 u具有形而上学的缺陷，认为各种自然现象是 彼此孤立的，没有联系的，而且是“静止不动 ，绝对不变”的，即使有动，也是外力的推动 。 u自然界的变化只是数量的增减和场所的变更 ，而变化的原因不在事物的内部，而是外力 所致。 第三节 辩证唯物主义自然观 辩证唯物主义自然观产生的客观条件 天文学：康德拉普拉斯星云学说 地质学：赖尔的“地质渐变论” 物理学：能量守恒与转化定律 化学：原子论的确立和人工合成尿素 生物学：细胞学说 生物进化论 天文学方面 n康德星云假说 1755年，德国哲学家康德在自然通史 和天体理论 中提出天体的星云演化假 说，在这一假说中，康德指出了太阳系 不可避免的毁灭。在僵死的机械论自然 观上打开了第一道缺口。对宇宙神创论 是一个有力的批判，为辩证唯物主义自 然观的形成提供了天文学方面的基础。 天文学方面 n康德星云假说 u基本论点是： 第一，太阳系是由弥漫星云物质，即大团 的气体和尘埃演化而来； 第二，形成太阳系的动力是自引力，即星 云各部分之间相互吸引的力。 天文学方面 n拉普拉斯星云假说 1796年，法国科学家拉普拉斯在宇宙 系统论中，独立于康德，提出了第一 个科学的太阳系起源理论星云说。 康德的星云说是从哲学角度提出的，而 拉普拉斯则从数学、力学角度充实了星 云说，因此，人们常常把他们两人的星 云说称为“康德-拉普拉斯星云说”。 天文学方面 n康德拉普拉斯星云假说 u在僵化的自然观上打开第一个缺口； u关于第一次推动的问题被取消了； u地球和整个太阳系表现为某种在时间的 进程中逐渐生成的东西。 地质学方面 n赖尔的渐变论 英国地质学赖尔在地质学原理中以 丰富的材料论证了地球地层渐变的理论 。他认为地球表面的变迁是由于各种自 然力的缓冲作用而形成的，并不是超自 然的力量（如上帝的作用），赖尔的渐 变论有力地驳斥了灾变论的观点，把地 质学引向了进化、科学的道路。 物理学方面 n物质守恒定律 u拉瓦锡化学实验证明了，化学变化前后物质总质量 的守恒。为能量守恒定律做了铺垫。 n能量守恒定律与转化定律 u揭示了自然界各种物质运动形式之间的相互联系， 相互转化及规律，实现了物理学的第二次大综合。 n电磁理论（经典电动力学） u法拉第把电和磁联系起来。麦克斯韦证明光是一种 电磁波。光学、电学和磁学就融合成为一体，实现 了经典物理学的第三次大综合 化学方面 n 英国化学家玻义耳：科学元素概念的提出； n 法国化学家拉瓦锡：建立的科学燃烧理论； n 英国化学家、物理学家道尔顿的科学原子论； n 1828年维勒用氰酸与氨合成了尿素，打破了有 机物与无机物之间的界线。 n 门捷列夫制定的元素周期律实现了使元素系统 化，表明元素性质的发展变化的过程是由量变 到质变的过程，是由低级到高级、由简单到复 杂的过程。 生物学方面 n 细胞学说的建立：德国植物学家施莱登施莱登 和动物学家施旺1838年和1839年先后创立了细 胞学说。揭示动植物由细胞组成，打破了物种 之间的界线。 n 达尔文物种起源：英国生物学家达尔文发 表了物种的起源一书。提出了以自然选择 为基础的生物进化理论。指出植物和动物以及 人类在内，并不是造物主制造的，都是自然界 长期进化的结果。 这一系列科学发现引起了自然观的深刻革命这一系列科学发现引起了自然观的深刻革命 ，在僵化的形而上学自然观上打开了一个又一，在僵化的形而上学自然观上打开了一个又一 个缺口，特别是物理学、生物学的两次重大理个缺口，特别是物理学、生物学的两次重大理 论综合，揭示了自然界运动形式的多样性及其论综合，揭示了自然界运动形式的多样性及其 相互联系与转化，消融了有机界与无机界之间相互联系与转化，消融了有机界与无机界之间 的鸿沟，自然界的主要过程得到了科学说明，的鸿沟，自然界的主要过程得到了科学说明， 并被归之于自然原因，为辩证唯物主义自然观并被归之于自然原因，为辩证唯物主义自然观 的产生提供了自然科学基础。的产生提供了自然科学基础。 辩证唯物自然观的创立 n 马克思的工作 马克思：自然界是人类赖以生存的物质基础；自然界 在人类出现之前已存在，人类是自然界的一部分，人 类发展的历史本身是自然史的即自然界成为人的这一 过程的一部分。1844年经济学哲学手稿 n 恩格斯的工作 u辩证唯物主义自然观，主要是恩格斯创立的，集中 体现在自然辩证法和反杜林论中。 u概括和总结了时代自然科学的成果，批判地吸收了 德国古典哲学的合理成分，建立起辩证唯物主义的 自然观。 自然界是物质的。自然界是物质的。 运动在量上和质上都是不灭的。运动在量上和质上都是不灭的。 意识、思维是物质高度发展的产物。意识、思维是物质高度发展的产物。 时间和空间是物质的固有属性和存在形式。时间和空间是物质的固有属性和存在形式。 自然界的一切事物都是矛盾统一体，矛盾推动自自然界的一切事物都是矛盾统一体，矛盾推动自 然界运动、发展。然界运动、发展。 人类和社会是自然界发展到一定阶段的产物。人类和社会是自然界发展到一定阶段的产物。 实践导致自然界分化为天然自然和实践导致自然界分化为天然自然和“ “人化自然人化自然” ”。 3.3.辩证唯物主义自然观辩证唯物主义自然观 1 1）基本内容）基本内容 2 2）基本特征）基本特征 人与自然的对象性关系是能动性与受动性的人与自然的对象性关系是能动性与受动性的 统一。统一。 唯物论与辩证法的统一。唯物论与辩证法的统一。 自然史与人类史的统一。自然史与人类史的统一。 天然自然与人化自然的统一。天然自然与人化自然的统一。 “ “历史本身是自然史的即自然界成为人这一过历史本身是自然史的即自然界成为人这一过 程的一个现实部分程的一个现实部分” ”，并且，并且“ “把经济的社会形态把经济的社会形态 的发展理解为一种自然史的过程的发展理解为一种自然史的过程” ”。 自然史与人类史的统一。自然史与人类史的统一。 天然自然与人化自然的统一。天然自然与人化自然的统一。 以往的自然观都是以往的自然观都是“ “天然自然观天然自然观” ”。 辩证唯物主义自然观所揭示的自然界还包含人辩证唯物主义自然观所揭示的自然界还包含人 化了的自然界：人创造、占有和化了的自然界：人创造、占有和“ “再生产再生产” ”的自然界的自然界 。 这种自然观更符合自然和人类发展的事实，并这种自然观更符合自然和人类发展的事实，并 强调了人的参与，说明了人与自然关系中最能体强调了人的参与，说明了人与自然关系中最能体 现人的本质的方面在于人能按照自己的意志塑造现人的本质的方面在于人能按照自己的意志塑造 自然界。自然界。 人是能动的自然存在物，但人的能动性的发人是能动的自然存在物，但人的能动性的发 挥是受自然制约的，是不能超越自然限度的：挥是受自然制约的，是不能超越自然限度的： 外在自然对人的优先地位并不因人的活动而外在自然对人的优先地位并不因人的活动而 消失；消失； 人类只能顺应自然规律；人类只能顺应自然规律； 人在自然界里获得的自由程度还取决于对自人在自然界里获得的自由程度还取决于对自 己受动性的认识程度和控制能力。己受动性的认识程度和控制能力。 人与自然的对象性关系是能动性与受动性的人与自然的对象性关系是能动性与受动性的 统一。统一。 为马克思主义的科学观、科学方法论以及为马克思主义的科学观、科学方法论以及 科学与社会的研究奠定了理论基础。科学与社会的研究奠定了理论基础。 3 3）重大意义）重大意义 实现了自然观发展史上的革命性变革。实现了自然观发展史上的革命性变革。 为科学与技术提供了世界观、认识论、方为科学与技术提供了世界观、认识论、方 法论和价值论的理论前提。法论和价值论的理论前提。 为自然科学和人的科学的结合提供了理论为自然科学和人的科学的结合提供了理论 前提。前提。 辩证唯物自然观的发展 n 经典物理学的巨大成就： 19世纪，物理学以经典力学、热力学，统计物理学和 电磁学为支柱，建立了一座宏伟而近乎完美的经典物 理学大厦。经典物理学的巨大成就，使人们认为物理 学的发展已基本完成，人们对物理世界的解释已经达 到终点。物理学的一些基本的、原则的问题都已经解 决，剩下只是在一些细节上作一些补充和修正，使已 知公式中的各个常数测得更精确一些。 洛伦兹：“在今天，人们提出了与昨天所说的截然相 反的主张。这样一来，已经没有真理的标准了，也不 知道科学是什么了。我真后悔我未能在这些矛盾出现 前五年死去。” 1919世纪末世纪末2020世纪初以来，自然科学的发展，促进了系统自然观和世纪初以来，自然科学的发展，促进了系统自然观和 生态自然观的形成和确立，这是对辩证唯物主义自然观的新发展。生态自然观的形成和确立，这是对辩证唯物主义自然观的新发展。 经典物理学的危机经典物理学的危机系列新发现系列新发现 首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、X X射线和放射性现射线和放射性现 象的发现。象的发现。 18951895年伦琴发现年伦琴发现X X射线；射线；18961896年贝克勒尔发现铀的放射性；年贝克勒尔发现铀的放射性； 18971897年汤姆逊发现电子。随后居里夫妇发现了放射性元素。年汤姆逊发现电子。随后居里夫妇发现了放射性元素。 这些发现立刻动摇了关于原子和元素不可分、不变、是物质组成这些发现立刻动摇了关于原子和元素不可分、不变、是物质组成 最小单位的形而上学观念。最小单位的形而上学观念。 19世纪下半叶，牛顿力学在各个自然科学领域得到了广泛应用， 似乎“经典物理学大厦已经竣工完成”，但是，就在经典物理学家 庆贺大厦即将竣工之际，大厦的底座和基础却出现了裂痕。19世 纪末20世纪初物理学出现三大发现和两个问题，很快引起了一场 物理学革命，彻底改变了科学家的自然图景。 n 当时物理学家的泰斗凯尔文勋爵在新年贺词中把物 理学的19世纪发展和20世纪的前景比喻为“物理学一片 晴朗天空，只有两朵小小乌云。”这两朵乌云就是黑体 辐射问题和以太问题。然而这两个问题不仅没得到解决 ，而且变成了压城的滚滚黑云。 n 经典物理学危机两朵“乌云” 其次是物理学的万里晴空中飘来了两朵乌云。 u第一朵：“以太漂移”的“零结果”，即证实根本 不存在以太； u第二朵：黑体辐射的“紫外灾难”，经典理论完全 不能解释实验结果。 u科学家进而发现，伽利略相对性原理仅适用于经典 力学，但却不适用于经典电磁学。至此；经典物理 学体系内部矛盾重重，陷入全面彻底的危机。 两朵乌云： 以太漂移：1876年-1879年间，美国物理学家迈 克尔逊和莫雷进行了搜索以太风的实验。他们 设想，如果地球有相对于以太的运动而以太又 是光的传播介质，那么光顺着以太的方向运动 到一定距离再沿逆着以太方向运动导原点的时 间，必然会大于光垂直于以太运动方向往返同 样距离的时间，就好像游泳时顺流逆流各游相 等距离的时间必然大于等距离往返对岸的时间 。 多次实验并没有找到以太风或地球相对 于以太的相对运动。 黑体辐射：黑体受高温而向外辐射 。 斯特凡：黑体辐射的总能量与他的绝对 温度的4次方成正比。 维恩：维恩公式在短波部分与实验结果 符合。 瑞利和金斯：瑞利-金斯公式在长波部 分与实验吻合，在短波部分，得出荒 谬的结论,即当辐射的波长无限小时可 以获得无限大的能量，后来被称为“紫 外灾难”。 普朗克：1900年通过内插法将维恩公式 和瑞利-金斯公式结合，提出能量子概 念。 普朗克 德1858-1947 辩证唯物自然观的发展 n危机与革命 u电子的发现，打破了原子不可分的传统观念，开辟 了原子物理学的崭新领域； u放射性的发现，导致了放射学的研究，为原子核物 理学作好必要的准备； u以太漂移的探索，使以太理论处于重重矛盾之中， 为从根本上抛开以太存在的假设、创立狭义相对论 提供了重要依据； u黑体辐射的研究导致了普朗克黑体辐射定律，由此 提出了量子假说，开辟了量子力学时代。 辩证唯物自然观的发展 n相对论的提出 u以太检验：麦克尔逊莫雷实验 u相对论的提出：1905年狭义相对论，该理论 表明绝对空间与绝对时间的概念是想象中的 虚构，不是直接由物理学的观察和实验得来 的。牛顿的时空观是一种经验感觉。相对论 中的质能方程表明以光速运动，质量与能量 等效（数值等效，而并非是质量与能量相同 ，质量与能量是物质的一种属性）。 辩证唯物自然观的发展 n狭义相对论 u两个基本原理 相对性原理 光速不变原理 n相对论时空观 u同时的相对性 u时间的相对性 u空间的相对性 u质量的相对性 辩证唯物自然观的发展 n量子论和量子力学的建立 u黑体辐射的紫外灾难； u1900年，普朗克提出能量子假说； u1905年，爱因斯坦提出光量子假说及理论； u1911年，卢瑟福提出原子的有核模型； u1913年，波尔量子论原子模型； 辩证唯物自然观的发展 n量子论和量子力学的建立 u1923年，德布洛意提出物质波假说； u1925-1926，薛定谔提出波动力学，海森堡提出矩 阵力学。1927年证明二者等价。 u测不准原理：不能同时以任意高的准确度测定电子 的位置和速度。 u玻尔的互补概念：电子的粒子图象与波动图象看作 是同一个实在的两个互补的描述。这两个描述中的 任何一个都只能是部分正确的。有关实在的基本概 念发生了巨大变革。 辩证唯物自然观的发展 n人类对自然认识的新发展 n通过这场激动人心的物理学革命，在科学理论基础 和自然观上都产生了重要后果。 n两个全新的基础理论：相对论和量子力学大大扩展 了人们对物质世界的认识； 微观：从原子到夸克 宇观：从星系到河外星系 生物：从细胞到基因 n物质的利用：从微米水平到纳米水平； n信息的交流：从电报、电话到互联网； n能量的开发：化石能、核能、太阳能； n思维方式的变革：从辩证思维到系统思维； 上帝掷不掷色子？爱因斯坦和玻尔三 十年之争 玻尔与爱因斯坦之争是现代物理 学史上一场影响深远的学术论争。论 战的主题先是波粒二象性和测不准原 理，后是EPR“佯谬”及其发展“贝尔不 等式”。 海森伯的测不准原理及玻尔的并 协性概念，构成了量子理论的物理诠 释的进一步工作的基础，它们是后来 众所周知的量子理论的哥本哈根诠释 的两根主要支柱。对于量子力学要求 放弃经典物理学中的因果决定论描述 ，代之以非决定论的量子理论描述， 爱因斯坦表示不能接受，在他看来， “上帝不掷色子”。 玻尔的物理学考试 一次，哥本哈根大学出了一道物理试题：“如何用一只气压计测量 摩天大楼的高度？”一个学生给出的答案是：把一根绳子系在气压计 上，将气压计从大楼的天台放到地面。绳子的长度加上气压计的长度 就是大楼的高度。 这个答案让教授非常恼火，他判这个学生不及格。学生不服，于是 学校派了一个独立仲裁员处理这件事情。仲裁员裁定学生的答案是正 确的，但是没有用到什么物理学知识，他要求这个学生在 6 分钟内给 出一个明确利用了物理学知识的答案。五分钟后，这个学生表示已经 有了好几个答案：“第一，可以将气压计从房顶上扔下去，计算气压 计达到地面的时间，然后用自由落体公式计算出大楼的高度。第二， 如果天气晴朗，先测量气压计的长度、其直立时影子的长度以及大楼 影子的长度，然后通过比例就能容易的计算出大楼的高度。第三，在 气压计上系上一小段绳子，先在地面，然后在房顶上做单摆运动。大 楼的高度可以通过一系列复杂的计算得到。第四，用气压计分别测量 地面和房顶的气压，通过气压差算出大楼的高度。”显然，最后一个 才是老师希望得到的答案。但他马上又补充道：“不过，最好的办法 就是直接去找大楼的看门人，对他说：告诉我这座大楼的高度，我 就把这个气压计送给你。” 这个给出一连串奇思妙想的学生就是玻尔。 这场论战起始于1927年10月在比利时布鲁塞尔举行的第 五届索尔维物理讨论会，爱因斯坦同玻尔展开了激烈的 争论。 这是一次包括爱因斯坦和玻尔在内世界顶级物理学大 师的聚会。会上，爱因斯坦认为玻尔的互补原理“一方面 无法与波动概念发生更密切的关系，另一方面又用基本 物理过程的时间和空间来碰运气”。 玻尔在答辩中力图把爱因斯坦“争取”过来，说互补原 理也曾出现在爱因斯坦的理论中。1905年，爱因斯坦不 是指出光既是光子又是波吗？1917年，爱因斯坦不是给 出一个表示几率的原子自发幅射吗？ 然而，爱因斯坦接 二接三地提出几个理想实验想批倒“测不准原理”，但都 被玻尔逐一驳倒。爱因斯坦似乎在这次交锋中输给了玻 尔，玻尔成功地捍卫了哥本哈根诠释的逻辑的无矛盾性 。但在爱因斯坦看来，玻尔的论断与其说是一种科学理 论，倒不如说是一种精巧设计的独断论的信仰。 3年之后，在1930年10月的第六届索尔维会议上，爱因 斯坦提出了著名的“光子盒”的理想实验 。 “光盒子实验”：一个不透明的盒子用弹簧固定在固定的 装置里，盒壁上有一个小孔，这个盒子中充满了辐射， 在其一壁上装有一个用时钟装置控制的快门。在匣子发 出一个光子之前和放出光子之后，分别测定匣子的重量 。爱因斯坦论证，