第2章 系统自然观

1、第二章第二章 辩证唯物主义自然观的发展辩证唯物主义自然观的发展 系统自然观系统自然观 本章思考题本章思考题 2、分析系统、要素、结构、功能、环境等概念的含义及、分析系统、要素、结构、功能、环境等概念的含义及 其相互关系。其相互关系。 3、系统的层次性？系统层次之间的相互关系？、系统的层次性？系统层次之间的相互关系？ 4、如何用耗散结构理论解释系统新的有序状态（或稳定如何用耗散结构理论解释系统新的有序状态（或稳定 性）的形成？耗散结构形成的条件？性）的形成？耗散结构形成的条件？ 5 5、自然物质系统演化的基本图景及规律？、自然物质系统演化的基本图景及规律？ 6 6、自然物质系统的演化遵循那些基本

2、规律？、自然物质系统的演化遵循那些基本规律？ 系统自然观系统自然观 第一节第一节 系统自然观产生的系统自然观产生的 现代自然科学前提现代自然科学前提 （现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展） 一、物理学新发现和物理学革命一、物理学新发现和物理学革命 （1）相对论）相对论 两个基本原理两个基本原理 洛仑兹变换方程组洛仑兹变换方程组 1 - v2/C 2 x= x - vt y= y z= z 1 - v2/C 2 t= t - (v/c2)x y z x o y x z o v 时空观的变革时空观的变革 钟慢效应钟慢效应 质增效应质增效应 质能关系

3、式质能关系式 1 - v2/C 2L =L 0 1 - v2/C 2 T = T 0 1 - v2/C 2 m = m 0 E = mc2 相对论 （2）量子力学 二、分子生物学 三、系统论 四、非线性自组织理论 无序无序 有序有序 五、混沌理论 有序有序 无序无序 系统自然观系统自然观 第二节第二节 自然界物质的系统性自然界物质的系统性 一、自然界的物质性一、自然界的物质性 1、自然界、自然界 2、自然界的物质性、自然界的物质性 列宁的物质定义列宁的物质定义 3、自然界物质形态的多样性与统一性、自然界物质形态的多样性与统一性 二、自然界物质的系统性二、自然界物质的系统性 1、物质系统、物质系

4、统 2、物质系统的基本特征、物质系统的基本特征 （整体性、相互作用）（整体性、相互作用） 加和性加和性 非加和性非加和性 部分部分 整体整体 （2）相互作用）相互作用 v 系统系统结构和功能的统一。结构和功能的统一。 v 要素、结构、功能与环境要素、结构、功能与环境完备地完备地 规定一个系统所必须的。规定一个系统所必须的。 注意：注意： 1）只有那些有物质、能量、信息交换）只有那些有物质、能量、信息交换 且造成新属性突现的联系，才能构成系统。且造成新属性突现的联系，才能构成系统。 2）系统概念的要义并不是一般地强调）系统概念的要义并不是一般地强调 联系，而是强调那种具有新质突现的联系。联系，而

5、是强调那种具有新质突现的联系。 3、自然物质系统的类型、自然物质系统的类型 v分类考察自然界的有效方法 （对系统可从不同角度进行分类） 第三节第三节 自然物质系统的层次性自然物质系统的层次性 一、物质系统的层次结构一、物质系统的层次结构 总星系总星系 星系团星系团 星系星系 恒星恒星 行星行星 地面上的宏观物体地面上的宏观物体 分子分子 原子原子 原子核原子核 （基本）粒子（基本）粒子 夸克夸克 非生命世非生命世 界物质系界物质系 统的层次统的层次 宇观 宏观 微观 生物圈生物圈 生态系统生态系统 生物群落生物群落 种群种群 生物个体生物个体 系统系统 器官器官 组织组织 细胞细胞 生物大分子

6、生物大分子 生命世界的生命世界的 基本物质系基本物质系 统层次统层次 二、物质系统层次之间的辨证关系二、物质系统层次之间的辨证关系 物质各层次的质量范围和尺度范围物质各层次的质量范围和尺度范围 层层次次质量范围（质量范围（10n克）克）尺度范围（尺度范围（10k厘米）厘米） n k 总总 星星 系系5528 星星系系36 45 20 23 恒恒星星32 35 6 14 行行星星24 30 8 10 地上物体地上物体- 15 24 -5 7 分分子子- 22 - 15 - 8 - 6 原原子子- 23 - 21 - 8 - 7 原原 子子 核核- 23 - 21 - 13 - 12 基本粒子基本

7、粒子0 10 -23克克10 - 13 厘米厘米 物质系统层次是物质系统层次是 间断性与连续性的统一间断性与连续性的统一 2、物质系统层次是、物质系统层次是 有限性和无限性的辨证统一有限性和无限性的辨证统一 物质系统层次的有限性物质系统层次的有限性：对于每一个具体：对于每一个具体 层次的物质系统来说，其在质量范围、空间尺层次的物质系统来说，其在质量范围、空间尺 度、结构和功能等方面都是有限的；度、结构和功能等方面都是有限的； 物质系统层次的无限性物质系统层次的无限性：对于整个自然界：对于整个自然界 来说，对自然界物质系统的层次的认识是不可来说，对自然界物质系统的层次的认识是不可 穷尽的。任何一

8、个具体的物质系统层次，都只穷尽的。任何一个具体的物质系统层次，都只 不过是无限的自然界物质系统层次系列上的一不过是无限的自然界物质系统层次系列上的一 个个“关节点关节点”。 3、层次结构的因果链、层次结构的因果链 第四节第四节 自然物质系统的自然物质系统的 稳定性与可变性稳定性与可变性 一、物质系统的稳定性一、物质系统的稳定性 稳定性的衡量 非线性自组织理论 自组织自组织 耗散结构理论耗散结构理论 物质系统稳定性的产生物质系统稳定性的产生 和耗散结构的存在密切相关和耗散结构的存在密切相关 耗散结构理论使人们对物质形态的耗散结构理论使人们对物质形态的 稳定性的认识建立在比较科学的、定量稳定性的认

9、识建立在比较科学的、定量 的、且正在发展的基础之上。的、且正在发展的基础之上。 注意注意 稳定稳定失稳失稳再稳定再稳定 二、自然物质系统的可变性 1、运动形式的多样性、运动形式的多样性 各种物质运动形式之间的关系各种物质运动形式之间的关系 2、存在就是转化 这里的这里的“进化进化不仅仅指生物物种的进化，不仅仅指生物物种的进化， 而且指在我们认识到的宇宙范围内出现、而且指在我们认识到的宇宙范围内出现、 存在、变化或消失了的存在、变化或消失了的所有事物的进化所有事物的进化。” 进化序列呈现出两方面规律 存在就是转化存在就是转化 主要体现在物质系统的衰亡、瓦解和主要体现在物质系统的衰亡、瓦解和 重建

10、过程中。重建过程中。 课程作业 第五节第五节 自然界的演化图景自然界的演化图景 一、宇宙（总星系）的起源和演化一、宇宙（总星系）的起源和演化 （1）基本离子形成阶段）基本离子形成阶段 （2）元素起源阶段）元素起源阶段 （3）实物阶段）实物阶段 （4）宇宙未来阶段）宇宙未来阶段 取决于今天观测到的宇宙密度取决于今天观测到的宇宙密度 开放型宇宙；振荡型宇宙。开放型宇宙；振荡型宇宙。 支持大爆炸宇宙论的观测事实支持大爆炸宇宙论的观测事实 河外星系的谱线红移河外星系的谱线红移(1929,哈勃）哈勃） 宇宙中普遍存在着宇宙中普遍存在着30%的氦丰度的氦丰度 绝对温度绝对温度3度的微波背景辐射度的微波背景

11、辐射 二、星系的起源和演化二、星系的起源和演化 三、恒星的起源和演化三、恒星的起源和演化 星际弥漫物质星际弥漫物质 星云星云 原恒星原恒星 引力收缩（红外星）引力收缩（红外星） 主序星主序星 红巨星红巨星 白矮星白矮星 超新星爆发超新星爆发 黑矮星黑矮星 星际物质星际物质 中子星中子星 黑洞黑洞 四、地球的演化四、地球的演化 天文时期天文时期 地球内部圈层的形成和演化地球内部圈层的形成和演化 地球外部圈层的形成和演化地球外部圈层的形成和演化 地质时期地质时期 垂直运动垂直运动 水平运动水平运动 大陆漂移说大陆漂移说 海底扩张说海底扩张说 板块构造说板块构造说 五、生命的起源和生物的进化五、生命

12、的起源和生物的进化 起源起源 ：简单小分子：简单小分子 有机小分子有机小分子 生物大分子生物大分子 原始生命原始生命 演化：细胞的形成演化：细胞的形成 真核细胞的出现真核细胞的出现 多细胞体的形成多细胞体的形成 动物、植物、细菌的分别进化动物、植物、细菌的分别进化 动物动物 植物植物 细菌细菌 光合作用光合作用 第六节第六节 自然界演化的基本特征与规律自然界演化的基本特征与规律 不可逆性不可逆性演化的方向性演化的方向性 对称破缺对称破缺演化机制演化机制 自组织自组织 为演化提供结构为演化提供结构 一、不可逆性一、不可逆性 可逆可逆 不可逆不可逆 热传导热传导 扩散扩散 自然界实际演化过程中的不

13、可逆自然界实际演化过程中的不可逆 热力学第二定律所表达的不可逆热力学第二定律所表达的不可逆 二、对称破缺二、对称破缺 对称对称 对称破缺对称破缺 对称与无序相对应：一个物质系统从对称与无序相对应：一个物质系统从 无序向有序演化，也就是从对称向不对称无序向有序演化，也就是从对称向不对称 的方向演化，这个过程就是对称破缺的过的方向演化，这个过程就是对称破缺的过 程。程。 三、自然界演化的自组织三、自然界演化的自组织 自组织及自组织实现的条件自组织及自组织实现的条件：一个物质：一个物质 系统满足一些基本条件以后，才能自发地从系统满足一些基本条件以后，才能自发地从 无序向有序发展，通过进入有序状态。无序向有序发展，通过进入有序状态。 1、远离热平衡态、远离热平衡态 2、开放系统、开放系统 3、非线性相互作用、