第二讲-自然观的历史发展市公开课获奖课件省名师优质课赛课一等奖课件

第二讲自然观历史发展1/65本讲主要内容和结构1自然观及其研究意义2古代朴素自然观3近代机械唯物主义自然观4辩证唯物主义自然观创建5系统自然观提出2/651自然观及其研究意义3/651.1自然概念广义自然含有没有穷多样性一切存在。与宇宙、物质、存在、客观实在等范围同义。狭义自然与人类社会相区分物质世界或称自然界，各种物质系统总和。4/651.1自然概念纯粹自然（天然自然）没有受到人为原因影响自然，或自然界本身产生出来自然。人化自然（人工自然）受到人活动影响自然，或人工产生出来自然。5/651.2自然观概念自然观：相关自然观念对自然本原、组成、演化过程和人与自然之间关系看法和观点。6/651.2自然观概念自然观与普通自然科学理论区分自然观立足点、研究方法和最终止论是哲学，是对整个自然界整体把握和抽象概括。7/651.2自然观概念自然观目标用含有普遍性抽象概念逻辑在思维中再现自然系统本性和基本规律；为人对自然认识提供本体论、方法论和价值论指导。8/651.3自然观在科学发展中作用（1）自然观：自然科学理论思想基础近代产生唯物主义自然观把整个世界看成是一个物质存在，从而组成了近代自然科学产生和发展一个思想前提。从更详细方面来看，相关物质结构分子、原子乃至基本粒子理论，则是在古代原子学说等自然观思想指导下提出并建立起来。9/651.3自然观在科学发展中作用（2）自然观：自然科学研究方法论

特定自然观不但决定着其科学研究选题和方向，而且决定着其假说提出、试验设计和结果评价。10/652古代朴素自然观11/652.1古代中国自然观（1）元气学说世界上万事万物都是由肉眼看不见、微小气组成。这种气就叫“元气”。元气是天地万物之原始，万物皆由气之聚合而产生。气不但是组成自然界各种事物基本成份，而且也是组成人体基本成份。庄子说：“人之生也，气之聚也。聚则为生，散则为死。”12/652.1古代中国自然观（2）阴阳学说自然界各种事物及其性质均可划分为阴和阳两个方面。阴：有形、黑暗、静止、雌性、下降……阳：无形、明亮、运动、雄性、上升……阴阳：既相互对立、相互制约，又相互依赖、相互包含、相互转化。万事万物就在阴和阳矛盾统一中产生、发展、改变。13/652.1古代中国自然观（3）五行学说说明天地万物组成和它们之间运动改变规律。“五行”：木、火、土、金、水五种元素或要素。由这五种元素或要素组成事物不但含有对应性质，划分为对应类型，而且在这五类事物之间还存在明确相生相克关系。14/652.1古代中国自然观（3）五行学说“相生”：滋生、化生、促进，对被作用一方来说是一个正面主动作用；“相克”：抑制、抑制，对被作用一方来说是一个负面消极作用。五行之间详细相生关系是：木生火，火生土，土生金，金生水，水生木；相克关系是：水克火，火克金，金克木，木克土，土克水。天地万物就是在五行相生相克矛盾运动中产生和发展改变。15/652.1古代中国自然观（4）形、气、神理论与非生命、生命和人本质理论世界万事万物均由形、气、神这三种基本东西组成。非生命：由纯粹形体物质组成东西，一个形存在；生命：由形和气组成，是形与气统一；人：由形、气、神组成，是形、气、神统一。在自然界中，形是气基础，气是神基础；反过来，神对气有主导作用，气又对形有主导作用。由此也确认了人是自然界最复杂、最高级存在形式。16/652.2古代西方自然观（1）种子说古希腊阿那克萨哥拉（约前500－前428）：万物本原是性质不一样种子。种子种类、性质和数目是无限多，体积无限小。种子能够无限分割，是永恒存在，不能产生，不能毁灭。世界万物都是由不一样性质种子组成，而且每种事物都含有组成各种事物种子，而一个事物与另一个事物之间区分则是因为不一样性质种子在不一样事物中含有不一样数量缘故。17/652.2古代西方自然观（2）原子论古希腊德谟克利特（约前460－前370）：世界本原是原子，原子是存在于虚空之中。原子结合和分离组成各种各样事物；原子是不可分割最小物质微粒；原子在性质上是相同，只有形状、大小和排列次序及位置不一样，这是事物千差万别原因所在。运动是原子固有属性。原子在虚空中永久地自己运动，是万物生灭改变原因。18/652.2古代西方自然观（3）四因说亚里士多德（公元前384/3－322年）：一切事物运动、改变都是由质料因、形式因、动力因、目标因所决定。“质料”：组成万物原料；“形式”：事物形成依据，也就是事物形式结构；“动力”：把质料和形式结合起来制造者，它是事物变动根源；“目标”：事物归宿，是一切运动改变最终止果。自然界万事万物就是这四种原因共同作用下运动改变发展。

19/652.3古代自然观特点（1）世界本原物质性古人大多用直观物质（如：元气、种子、水、火等）结合来说明自然界万物产生，并从它们分离去说明万物消亡或转化。20/652.3古代自然观特点（2）事物运动改变性不论是在东方还是在西方，古人都认为世界上万事万物都是运动改变。21/652.3古代自然观特点（3）世界本原简单性从简单外部现象开始，从宏观上选取一个或几个物质作为自然界万物始基。尽可能把复杂自然事物和现象简单化和抽象化，使人能从这些简单东西出发去把握自然界各种事物和现象复杂性。22/652.3古代自然观特点（4）整体直观性把自然界看成一个整体，从总体上和宏观方面进行直接观察；依据直观得来材料，又从总体上加以抽象和猜测，提出关于自然事物思想，描绘出自然界演化与发展总画面。23/653近代机械唯物主义自然观24/653.1自然科学背景近代前期，天文学、力学和数学是到达较高水平三个学科。只有牛顿力学是相对成熟学科，其它学科都还处于发展早期，基本上都还处于幼稚状态，有些甚至连雏形都还没有。25/653.1自然科学背景比如：（1）物理学：除光学因为天文观察需要发展较快之外，其它如对热、声、电、磁等研究，都还处于搜集经验材料阶段。（2）化学：处于刚才借助于燃素说从炼金术解放出来起步阶段，直到拉瓦锡在18世纪70年代才真正建立起氧化燃烧科学理论。（3）生物学和地质学：还没超出矿物学胚胎阶段，处于搜集经验材料时期。只有植物学和动物学研究，因为林耐工作，在分类方面到达了某种程度完成。（4）技术：主要表达在力学技术方面，其中工具机和动力机技术研究已经有相当结果，并得到了一些实际应用。这既为机械力学创建提供技术基础，又为机械自然观形成在客观上提供了物质条件。26/653.1自然科学背景从整个自然科学发展历史来看，自然科学知识在这一时期实现了第一次大综合，而这种综合就是在牛顿力学发展基础上实现。当初只能用机械力学思想理论解释自然界各种事物和现象。这就决定了这一时期自然观和方法论基本特征。27/653.2基本观点A、自然界存在绝对物质性。认为自然界万事万物都是由物质组成，而且强调自然界除了物质再也没有其它东西了。28/653.2基本观点B、组成事物基本成份是元素。各种事物都是由较小更具本原性元素组成，一个事物性质就是各种组成元素性质集合；所以只要搞清楚了各元素性质，就能够了解整个事物性质。29/653.2基本观点C、事物运动改变都是由物质原因和外部原因造成。自然界万事万物运动改变都是由物质原因更确切地说是力学原因造成，除此之外没有任何其它原因了。30/653.3不足A、以机械物质观来了解自然界。把自然界简单地归结为一个物质过程，把物质运动过程又简单地归结为一个力学过程，没有看到自然界除了物质之外还有信息和意识，也没有看到世界存在和运动改变多样性。31/653.3不足B、以静止和片面观点来对待自然界。当初因为对自然界理论认识和研究方法局限以及解剖学等方法使用，就使人们形成了一个以静止和片面方法来对待各种事物方法。

32/654辩证唯物主义自然观创建33/654.1进化论思潮形成和发展笛卡儿《哲学原理》（1644）：讨论了地球形成过程。宇宙充满不停旋转旋涡，旋涡研磨着粒子。地球是个大旋涡，重粒子向地心集中，轻粒子分布在外层。中心成为地核，外层冷却成固体外壳。笛卡儿（RénéDescartes,1596-1650），法国哲学家。34/654.1进化论思潮形成和发展莱布尼茨《原始地球》（1680）：地球有其发生过程。莱布尼茨(GottfriedWilhelmLeibniz,1646-1716)，德国数学家、哲学家,政治活动家。35/654.1进化论思潮形成和发展康德

《自然通史和天体论》（1755）：太阳系起源“星云假说”。利用辩证观点，概括、综合了当初天文学、力学成就，尤其是依据当初观察到云雾状天体存在资料，提出了太阳系起源“星云说”。康德（I.Kant,1724-1804）36/654.1进化论思潮形成和发展在生物学领域，1859年达尔文出版《物种起源》，物种进化论已日臻成熟。物种进化论：生物不停进化，经历了从低级到高级、从简单到复杂过程。自然界进化是自然选择结果。竞争是选择实现确保。达尔文进化论流行，使进化观点开始深入人心，以致出现了社会达尔文主义。37/654.2细胞和能量守恒定律发觉——德国生物学家施莱登和施旺（1838，1839）：在前人研究基础上，加上自己多年从事植物解剖工作而积累资料，发觉了植物细胞和动物细胞。因为细胞发觉，揭示了动植物结构统一性，说明了生物体分化发展规律。——迈尔、焦耳、格罗夫、赫尔姆霍兹、柯尔丁等人（1840年代）：从不一样路径发觉了能量守恒定律，为哲学上论证运动不灭原理提供了自然科学基础。38/654.3辩证唯物主义自然观确立恩格斯（1820－1895）总结概括了这些自然科学成就，在《自然辩证法》和《反杜林论》中，系统地阐述了辩证唯物主义自然观，使辩证唯物主义自然观得以确立。39/654.4基本观点（1）物质是组成一切事物基本元素和基础。吸收历史上唯物主义和自然科学认识结果，依然坚持自然界各种事物物质性正确立场。物质是整个世界产生存在本原，同时也是组成自然界各种事物基本元素。没有物质就没有世界，也不可能有世界上各种事物。40/654.4基本观点（2）一切事物都处于不停运动改变之中。一切皆变，任何自然事物都不是永恒，都有它产生、发展、改变和转化历史。“整个自然界从最小东西到最大东西，从沙粒到太阳，从原生生物到人，都处于永恒产生和毁灭中，处于不停流动中，处于无休止运动和改变中”。41/654.4基本观点（3）一切事物都处于普遍联络之中。自然界一切事物都不是孤立存在，都存在着亲密联络。不但事物内部各部分之间存在着亲密联络，而且一事物与其它事物之间也存在着亲密联络。不但非生命物体之间、生命体之间、人体之间存在着联络，而且非生命、生命和人体之间也存在着联络。42/655系统自然观提出43/655.1科学背景——生物学家贝塔朗菲普通系统论（20世纪30－40年代）：从理论上确立了科学系统理论。现实世界是一个自组织由实体组成递阶秩序结构，经过许多物理、化学系统叠加就组成了生物和社会系统。不能把分割部分行为拼加成整体，必须考虑各个子系统和整个系统之间关系才能了解各部分行为和整体。

系统含有整体性、关联性、动态性、有序性、目标性等特征。44/655.1科学背景——美国维纳创建控制论（20世纪30－40年代）：关于动物和机器中控制和通信科学。

概念：目标、行为、控制、反馈、通讯、信息、输入、输出；控制原理：控制论系统模型即输入－输出反馈控制模型；系统科学和系统自然观理论建构基本框架和模型。45/655.1科学背景——信息学产生（20世纪中叶）：信息学是关于系统信息传递和处理科学理论，它不但指申农信息论，还包含电子计算机理论以及生命体遗传信息学等。1948年，申农发表了《通信数学理论》，宣告了信息论诞生。申农信息论提炼出了包含信源、信宿、信道信号传输普适模型，定义了信息量，提出了信源编码定理等主要定理，为普通意义上信息传输奠定了理论基础。1948年，第一台计算机在美国诞生。计算机诞生意味着人工信息系统出现，它也反应了人类对系统信息处理本质更深刻认识，同时也表明信息科学有了一个技术表现形式。1953年华生和克里克提出了DNA双螺旋结构学说，从根本上揭示了基因信息本质，为遗传信息本质理论建立打下了基础，也更深入揭示了生命系统特征。46/655.2系统自然观形成在以上科学发展背景下，人们开始从研究实体转向研究关系，从研究个体结构转向研究系统功效，提出一系列整体、综合系统方法和系统观念，并逐步地将其上升到更具普遍性哲学层面，用其去考查整个自然界和社会。47/655.3基本观点（1）任何事物都是系统。因为任何事物都存在组成它部分，而系统又是由各种要素组成有机整体，所以事物都能够被看成是一个由不一样部分或要素组成系统，而且事物部分和要素也能够看成是系统，是大系统中小系统。

48/655.3基本观点（2）系统是一个有机整体。系统是由不一样要素组成，各要素是组成系统不可分割有机部分，不但各要素与系统是不可分割，而且要素与要素之间也是不可分割。系统也正是在一个各要素有机整合整体状态下完成其功效。49/655.3基本观点（3）系统是一个功效动态存在。系统都是围绕功效建立起来。真正系统是围绕一个一个功效建立起来功效系统，所以系统在结构上并不是以独立结构单位为基础，而是由不一样结构单位结合起来组成关系整体，而且各部分之间关系也多表现为一个功效活动中联络。50/655.4自然界系统性（1）自然系统分类A、天然自然系统和人工自然系统天然自然系统是还未受到人行为影响系统，是各种天然自然物和天然自然运动总和。51/655.4自然界系统性（1）自然系统分类B、

孤立系统、封闭系统和开放系统孤立系统——同环境没有物质、能量交换系统。封闭系统——同环境只有能量交换而没有物质交换系统。开放系统——同环境现有物质又有能量交换系统。开放系统是“活系统”，孤立系统是“死系统”。自然界绝大部分子系统都是开放系统。52/655.4自然界系统性（1）自然系统分类C、平衡态系统、近平衡态系统和远离平衡态系统平衡态是指在没有环境原因作用下，内部相互作用处于相对静止、稳定状态。近平衡态是系统内部有一定差异，但只能造成线性相互作用状态。远离平衡态是系统内有较大差异，可使系统出现非线性相互作用状态。53/655.5自然系统特征（1）整体性（非加和性）系统作为有机整体，它功效不能归结为（也不是）各个部分功效之和。系统非加和性是由系统各个部分相干性造成。相干性是部分之间约束、选择、协同关系。54/655.5自然系统特征（2）层次性系统要素一个空间关系高级与低级关系是自然界最基本层次关系。整个宇宙分为三个大层次：宇观、宏观和微观。不一样层次有不一样特殊本质和不一样规律55/65层次L（cm）E（eV）E/m单细胞10610-1210-11分子10-5－10-710-2－10-110-9原子10-7－10-8100－103*10-5原子核10-12－10-13105－1062*10-3基本粒子10-13－10-16108－1091层次结构结合能与层次尺度成反比E/m为结合能与被结合物质质量之比。56/65层次质量范围（克）尺度范围（cm）星系1036－10451020－1023恒星1032－1035100－1014行星1024－1030108－1010地上物体10-15－102410-5－107分子10-22－10-1510-8－10-6原子10-23－10-2110-8－10-7原子核10-23－10-2110-13－10-12基本粒子0－10-2310-13物质层次质量范围与尺度范围57/655.6自然界友好友好：友好是物质或过程内各种有质差异部分协调共进关系。友好关系就是相互配合、相互促进关系，或相互补充、相互支持、相互完善、相互推进关系。友好前提：各部分之间存在差异，差异就是矛盾。各部分之间关系是否友好，关键是看这种关系是否造成各个部分“共进”。生态学使我们加深了对百分比合理与平衡关系认识。在生态系统内部，各个物种之间有一定百分比，才有