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,Part2辩证唯物主义自然观,一、辩证唯物主义自然观的创立,二、系统自然观,三、生态自然观,（二）近代自然科学和机械唯物主义自然观,一、辩证唯物主义自然观的创立,（一）古代朴素辩证法自然观,（三）19世纪辩证唯物主义自然观,1、原始社会技术的萌芽,原始人类为了满足最基本的生活需要，开创多种技术活动。技术与生产劳动同样悠久，人类的劳动是从石器的制造和应用起步的。,考古人员日前在广西百色市发现一处距今约六七千年的大规模早期人类遗址，并从遗址中发掘出一处揭露面积约500平方米的石器加工场。专家认为，这是我国迄今发现的规模最大、石制品较丰富、保存最完好的新石器时代石器加工场。,（一）古代朴素辩证法自然观,2、奴隶制社会和封建社会的科学技术,在奴隶社会中，出现了新的耕作技术、水利灌溉技术和园艺技术，农业成为社会经济的基础，并开始形成城镇。古代巴比伦、埃及、印度、中国这四大闻名古国在科学技术上都有重大成就。在数学方面、天文方面以及静力学方面有了相当高度的发展并延伸到其后的古罗马时代。,埃及,农业,手工业,天文,耕作技术,中国,希腊,古希腊自然哲学的特征,确定自然为其哲学思考的对象（宇宙万物的根源）鲜明的理性批判特征,与此相应的自然观是一种自发唯物主义和朴素辩证法的自然观，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：,万物的本原宇宙的起源与演化“自然”：一个自身有生命的、不断地生长发育着的有机体。,3.古代自然观的基本思想和特点,古代朴素辩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秘（本原、本质、规律），是认识自然的道路上的巨大进步。,1.近代自然科学的诞生和机械唯物主义自然观的科学基础,（二）近代自然科学和机械唯物主义自然观,2.近代机械唯物主义自然观,3.近代机械唯物主义自然观的局限,1.近代自然科学的诞生和机械唯物主义自然观的科学基础1）历史背景近代自然科学产生于人类历史上一个伟大的变革时代。首先，资本主义生产方式的出现和地理大发现是近代自然科学产生的社会历史动因其次，文艺复兴和宗教改革是近代自然科学兴起的文化前提和思想基础再者，生产力的发展和科学实验手段的完善，是近代自然科学形成的物质保证,哥伦布,马丁路德,1543年天体运行论的发表揭开了近代自然科学的序幕，引发了自然观的变革：地球不是不动的，也不是宇宙中心；摒弃了神创世的宇宙观。,2）近代科学革命,近代自然科学的诞生：哥白尼革命,1687年自然哲学的数学原理出版，标志着经典力学体系形成。将月上世界和月下世界统一起来，实现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，是机械论自然观的自然科学基础：,机械唯物主义自然观的科学基础：牛顿力学,惯性是物质的本质属性，物质自身没有改变状态的能力。“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。”机械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象来研究各种自然之力，而后用这些力去论证其他的现象。”机械论者试图把一切运动都还原为机械运动。,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，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。,存在“绝对空间”和“绝对时间”。空间和时间成了脱离物质的独立实体。,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公式，据此可以精确预言运动结果。“能用同样的推理方法从力学原理中推导出自然界的其他许多现象。”,物质微粒“可以无限地分割，而且是可以无限地把它分离开来的。”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合，把物质实体还原为基元粒子的集合。,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；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。,2.近代机械唯物主义自然观,1）机械的自然图景,2）严格的机械决定论：拉普拉斯决定论,3)外因推动,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。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。,1）机械的自然图景,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。,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。（在牛顿力学体系中就是如此。）,2）严格的机械决定论：拉普拉斯决定论,3）事物的动因是外在的，自然界的初始的动因是外在于自然的神秘力量“第一推动”。,3.近代机械唯物主义自然观的局限,机械性,形而上学性（分析、还原分析方法）,不彻底性（“第一推动力”）,（三）19世纪辩证唯物主义自然观,1.自然科学基础,2.辩证唯物主义自然观,星云假说康德拉普拉斯地质演化说赖尔能量守恒和转化定律迈尔焦耳尿素的人工合成维勒元素周期律门捷列夫细胞学说施莱登施旺生物进化论达尔文电磁感应理论法拉第麦克斯韦,1.自然科学基础,自然界是物质的。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。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。实践导致自然界分化为天然自然和“人化自然”。,2.辩证唯物主义自然观,1）基本内容,2）基本特征,人与自然的对象性关系是能动性与受动性的统一。,唯物论与辩证法的统一。,自然史与人类史的统一。,天然自然与人化自然的统一。,19世纪末20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。,29,二、系统自然观,（一）系统自然观及其自然科学基础,（二）自然界的系统存在方式,（三）自然界的演化,系统自然观是辩证唯物主义自然观发展的现代形式之一。,30,（一）系统自然观及其自然科学基础,1.自然科学基础,2.系统自然观的基本内容,3.系统自然观确立的重大意义,31,20世纪的科学革命首先发生于物理学。相对论、量子力学相继建立。40年代建立“老三论”，70年代后出现自组织理论、分形理论、混沌理论等。,1.自然科学基础,19世纪末物理学上空的“两朵乌云”：迈克耳逊-莫雷实验，黑体辐射实验。,一般系统论、控制论、信息论,32,系统科学的出现40-60年代的形成和发展：系统科学的建立一般系统论：贝塔朗菲三十年代提出系统论的概念，1945年关于一般系统论发表。控制论：美国人维纳1948年创立的。信息学：香农1948年的通信的数学理论宣告了信息论的诞生。系统工程、系统分析、管理科学,33,60-70年代的发展：自组织理论的建立耗散结构理论：比利时的普利高津1969年提出。协同学：德国的哈肯1969年提出.超循环理论：德国科学家曼弗雷德艾根，1967年诺贝尔奖金获得者，1979年发表超循环理论。突变论：法国的托姆1972年创立.,34,液体分子的自组织,液体分子似乎必须在对它们而言相当大的距离内配合默契，才能产生一个集体运动。液体滚卷要比单个分子大上好几十亿倍。哈肯，协同学,35,36,不断形成新的秩序（贝纳德对流）,37,埃舍尔画手石版画,埃舍尔的双手互绘表示了自组织的问题：序参数（一只手）引起了其它部分（另一只手）的行为；反过来，序参数的行为又为其它部分所决定。哈肯，协同学，8,38,自组织self-organization,没有任何外来指导情况下出现的集体运动,39,秩序,40,另一种秩序,41,箭,42,43,相变,44,秩序混乱,45,另外一种力量,46,？,47,赵国文字的精义,48,榜样,49,50,形成新的秩序,51,活性,物质不再是机械论世界观中所描述的那种被动实体，而是与自发的活性相联的。普里戈金，42,52,整体大于部分之和,一个刚刚得到一辆玩具汽车的小孩很快就想知道，汽车为什么会跑。于是把它拆成各个零件。一般来说，这是他不难做到的。但我们往往看到他坐在一摊部件面前哭鼻子，因为他还是搞不清汽车怎么会跑的，他也没有办法将那些零件重新拼成一个有点意义的整体。这意味着：即使发现了结构怎样构成的，还得明白组件如何协作。哈肯，协同学，上海译文，1995，5,53,80年代以来的发展80年代国际上形成非线性科学研究的热潮，研究主体是混沌、分形与孤粒子。80年代中期国际上兴起了对复杂性的研究，突出的标志是1984年美国的圣菲研究所成立。钱学森学派的系统学研究：目标在于创立基础科学层次的系统科学。,54,上帝是个钟表匠,一个和谐的；符合物理学规律的世界；这些物理规律是可以被人掌握、并写成数学方程的；这些方程是可以计算的；大自然永恒不变地按照人所掌握的写成数学方程的物理规律运行；,55,洛仑兹水轮,56,滴水龙头的时间间隔,57,线性,Y=a+bx如果l，2是方程的两个解，那么al+b2也是它的一个解，换言之，两个态的叠加仍然是一个态。,58,非线性,Y=a+bx+cx2“定义非线性算符N()为对一些a、b或、不满足L（a+b）=aL()+bL()的算符”2，即叠加原理不成立，这意味着与间存在着耦合，对（a+b）的操作，等于分别对和操作外，再加上对与的交叉项(耦合项)的操作，或者、是不连续(有突变或断裂)、不可微(有折点)的。在用于描述个系统的一套确定的物理变量中，一个系统的个变量最初的变化所造成的此变量或其它变量的相应变化是不成比例的，换言之，变量间的变化率不是恒量，函数的斜率在其定义域中有不存在或不相等的地方，概括地说，就是物理变量间的一级增量关系在变量的定义域内是不对称的。,59,非线性方程,非线性方程不能简单求解非线性方程存在反馈,60,分形,芒德勃罗（Benoit.B.Mandelbrot，1924）集复平面上的探险ZZ2C在复平面中任意选择一个复数，把它迭代上千次。看这个数字是基本保持不变，是趋于无穷，还是在两者之间的某处振荡？程序将根据它对方程计算的结果，给屏幕上的每一个点标上不同的颜色。稳定不变的标以黑色。,赵凯华与芒德勃罗（刘华杰摄影）,61,芒德勃罗集的逐步放大,62,芒德勃罗集的逐步放大,每次冲进芒德勃罗集都带来新的意外。当足够放大后，这个集合也确实包含着自己的一些粗略副本。任何一个片断，不论在哪里，不论多么小，当它被计算机显微镜放大后都会揭示出新的微细颗粒，每一例都像是原来的主集合，但又不尽相同。詹姆斯格莱克，240，241,63,柯赫曲线,64,用L系统方法模拟植物形态,65,用IFS方法生成的植物,66,用光成像方法生成的植物形态,67,用光成像方法生成的植物形态,68,69,70,2.系统自然观的基本内容,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一,3）自然系统是简单性和复杂性的统一,4）自然系统是线性与非线性的统一,71,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）。,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）。,1）自然界不仅存在着，而且演化着,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。,72,2）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。,73,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。,74,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一,75,（二）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,2.自然界物质系统的基本特点,3.自然界物质系统的层次结构,76,所有物质客体都自成系统，这些系统又互成系统，整个自然界是一个巨系统。,并非所有联系都构成系统，只有那些有物质、能量、信息交换且造成新质（新属性）突现的联系，才能构成系统。,1、系统是自然界物质存在的普遍形式：,邦戈：“自然界中所有的具体事物不是一个系统就是某一个系统的组成部分。”,系统与要素的区分是相对的。,77,2）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,78,系统具有其要素所没有的新性质、功能和规律，处于系统中的要素的性质、功能和规律不同于它们在孤立状态时的性质、功能和规律。,整体性是一切自然系统的普遍属性。从微观到宏观到宇观、从无生命到生命，从天然自然到人工自然，一切自然物都是系统。,1）整体性：整体大于它的各部分的总和,系统的整体性,79,自然系统具有物质、能量、信息“三要素”。依据系统与外界环境是否有物质、能量、信息交换，可将系统分为孤立系统、封闭系统和开放系统。,2）开放性：与环境自由地进行物质、能量、信息交换,与环境没有物质、能量和信息交换。,与环境有能量交换但没有物质交换。,与环境自由地进行物质、能量、信息交换。,80,开放的自然系统都是运动、变化、发展的，都有一个孕育、产生、发展、成熟、消亡的过程，这是由物质存在的根本方式（运动）和物质系统的开放性决定的。（孤立系统趋向热平衡。）,3）动态性：运动、变化、发展,81,系统由一定的要素构成，要素则是由更小的其它要素构成子系统，系统自身又是更大系统的组成要素。,拉兹洛：“自然界的组织结构就像一座复杂的、多层的金字塔，在它的底部是许多相对简单的系统，在它的顶部是几个（极顶是一个）复杂的系统。所有自然的系统占据了这些界限之间的位置；它们同上面和下面的层次连接在一起。就它们的组成部分来说，它们是整体，但就更高层次的整体来说，它们又是部分。”,4）层次性,82,层次概念表征了系统内部结构的不同等级和水平，揭示了系统之间纵向的或垂直的联系。层次一般是要素间纵向联系的体现，但也可以是横向联系的体现。,层次性是自然界及其物质系统的基本属性。,83,3.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,84,若干要素经相干性关系构成的系统，再通过新的相干性关系构成新系统的逐级构成的结构。,自然系统的现实表现是层次结构,层次结构,自然就是这样分层构成的。,自然系统的物质层次是无限的，即系统等级序列的最上层和最下层都不是封闭的（没有绝对的最上层和最下层）。,85,自然界的物质系统之间及其与子系统之间、子系统与子系统之间的纵向联系和横向联系，形成了无穷嵌套的立体网络结构。,2）无穷嵌套的立体网络结构的自然图景,一个物质系统并不一定由紧接着的下一层次的物质系统所构成。,某一层次的系统可以组成两种以上较高层次，因而层次之间的联系出现了分支。,86,自然物质系统结构的本质与根源：自然界的基本相互作用，各种系统的结构都是这些相互作用的具体表现形式和实现方式。,所以，相互制约关系是系统结构得以形成的主要杠杆。,3）自然系统层次结构的根源与基本特点,87,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）,自然界物质系统层次结构的基本特点：,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,层次结构的结合度,物质系统层次结构是一种稳定结构。,88,自然界的层次结构,89,三、生态自然观,（一）马克思、恩格斯的生态思想,（二）生态自然观确立的现实根源与科学基础,（三）生态自然观与可持续发展,90,（一）马克思、恩格斯的生态思想,1.基本观点,2.马、恩生态思想的基本特征,91,5）改革不合理的社会制度是实现人与自然协调发展的重要途径,1.基本观点,1）自然界是人类存在与发展的前提和基础,2）环境创造人，人也创造环境,3）自然生产力是社会生产力的基础,4）人要与自然和谐一致,92,2.马、恩生态思想的基本特征,1）自然环境与社会环境的统一,2）人的能动性与受动性的统一,3）人的内在尺度与自然的外在尺度的统一,4）自然主义、人道主义和共产主义的统一,93,在现实社会中，人作为一种能动的存在物，以其实践活动不断加深自然界的分化，使得天然自然不断转化为人工自然，并且实践的这种作用越来越强、越来越明显。,这种实践作用的突出表现就是导致了生态危机，进而引起了对生态危机的反思，形成生态科学。这就为生态自然观的确立提供了现实根源和科学基础。,94,（二）生态自然观确立的现实根源与科学基础,1.生态自然观确立的现实根源：“生态危机”,2.生态自然观确立的科学基础：生态科学,3.生态自然观的基本思想,95,1.生态自然观确立的现实根源：“生态危机”,1）生态平衡与生态危机,2）当代全球性“生态危机”的主要表现,人口激增,自然资源短缺,环境污染加剧，生态恶化,3）对生态危机的反思,96,生态系统：由生物群落及其地理环境相互作用构成的功能系统。,1）生态平衡与生态危机,97,由于人类不合理的活动，在全球规模或局部区域导致生态过程即生态系统的结构和功能的损害、生命维持系统的瓦解，从而危害人的利益、威胁人类生存和发展的现象。,生态危机,98,人口问题是各类生态问题中的首要问题，是引发其它生态问题的基本问题。,人口激增,全球人口呈现出明显的加速增长趋势。,年份,人口,公元初,2.3亿,1830,10亿,1930,1960,1974,1987,1999,20亿,30亿,40亿,50亿,60亿,99,再生性资源（水资源、生物资源等）和不可再生性资源（煤、石油等矿物资源）。,自然资源：自然界中能为人类利用的物质和能量的总称。是人类生活和产生资料的来源，是社会、经济发展的基础，也是构成人类生存环境的基本要素。,自然资源短缺,（不可更新的资源面临耗竭）,100,由于人类的活动引入环境的物质和能量，造成危害人类及其它生物生存及生态系统稳定的现象。可分为大气污染、水体污染和土壤污染，或者物理污染、化学污染和生物污染。,环境污染加剧，生态恶化,环境污染,目前全球规模的污染主要是酸雨蔓延、臭氧层耗损、温室效应。,101,传统的发展观把发展等同于经济增长、单纯地追求经济增长所致。,3）对生态危机的反思,人与自然的关系的危机。,与社会问题息息相关。,传统工业生产方式的必然结果。,102,人在生态系统中处于杂食性消费者的生态位上,2.生态自然观确立的科学基础：生态科学,1）作为人类“生存之科学”的生态学,2）生态理念和生态规律,（人类）生态学,人是生态系统的调控者和协同进化者,生态理念,生态学的一般规律,103,研究动植物与其生活环境相互关系的科学。,生态学,人类生态学,主要研究与其生存环境的相互关系。,104,人作为生态系统的调控者，调控人与自然界的相互影响，即以人自身的活动引起、调整、控制人与自然的物质变换过程。因为遭到破坏的生态系统单靠自身的力量难以复原了。,人与自然的协同进化就是在人与自然的相互作用中，人在创造自己的社会历史的同时，维护地球健全的生态系统，不断提高生态系统维持生命的能力。,人是生态系统的调控者和协同进化者,105,作为生产者的植物、消费者的动物、分解者的微生物相互耦合，形成由生产、消费、分解三个环节构成的无废弃物的物质循环。,包括人在内的生物与环境构成一个必可分割的整体。,生态理念,整体的观念,平衡的观念,循环的观念,多样性的观念,生物之间的食物链关系、金字塔结构和循环体系处在一个