辨证法自然辩证法课件段老师

自然观一、古代朴素的自然观爱奥尼亚学派：注重自然、崇尚自然，试图按照自然的本来面目自然原因来考察自然。第二讲自然观的演变基本点：（1）探讨了世界的本原，认为世界及宇宙万物都是由某种基本东西演变而来的

（2）关于运动的一般认识，认为世界是相互作用和联系的一个整体，是处于不断的运动变化之中的；变化的原因在事物内部.万物从本原中产生,又复归于本原.运动变化遵循规律。（3）在人和自然的关系上，认为人是自然界的一部分，人的最高理想和目的不是去行动，不是去控制自然，而是静观，即深入到自然中去，领悟自然的奥秘和创造生机。总的说来,把自然看作一个自身有生命的\不断生长发育着的有机体.数是万物。注重用数的关系和比例来表示宇宙万物的秩序与规律。

毕达哥拉斯学派古代原子论观点一切事物由原子组成，原子有绝对的充实性，原子在虚空中运动。原子和虚空不可见，但却是客观存在的。虽然看不到原子的本来面目，但能对原子进行思维。德谟克利特一切个体事物的本源与本质是它们各自的理念，而理念则是自在自为的实体或存在，是各种具体事物之永恒的、纯正的原型与基本模式。柏拉图“理念世界”亚里士多德的世界本原说事物的本质寓于事物本身中，是内在的，不可超越的。为了把握真理，必须重视感性经验。四因说来说明存在的原因质料因、形式因、动力因、目的因自然界的事物都可用目的因来解释如对运动的解释

特征：

（1）朴素的唯物论（占主导地位，当然也有唯心的部分）

（2）朴素的、辩证的。因为它从事物的联系、变化、演化、运动的方面来看待事物，但由于当时科技的落后，没有建立在大量的科学技术发现的基础之上，这种自然观只能是朴素的，这是人类早期智慧显示的标记。

（3）整体性、系统性。（4）直观性、猜测性、思辨。由于这些特征，这些自然观只能存在于古代，这也是其局限性，到了近代就不适用了，不得不被另一种自然观所代替。

1近代自然科学的产生背景与经典力学的兴起

（１）历史的曲折—中世纪的神学统治

上帝创世说，神思说，灵魂不朽说（２）从15世纪到18世纪中叶，是近代自然科学产生的前期，在此期间，科学技术在欧洲迅猛发展，与当时的社会条件是分不开的二近代自然科学的产生与机械形而上学自然观A生产力的发展促进了科学技术的发展B航海事业的发展及新大陆的发现对科学技术起了推动作用。积累了巨大的财富，为资本主义的最初的原始积累提供了物质基础。

C宗教改革和文艺复兴。

宗教改革

16世纪德国人路德发表了《九十五条论纲》，发起了宗教改革运动，并很快席卷全欧洲。宗教改革运动反对罗马教皇对各国教会的控制，否认教皇有解释教义的绝对权威，主张教徒个人可以直接与上帝沟通，并根据自己的心理体验来解释《圣经》不必由神父作中介。文艺复兴和宗教改革的方向是一致的，是新兴资产阶级反对向封建专制制度的解放运动。（1）机械自然观机械自然观是单纯用机械力学解释自然现象的哲学观自然界是一架由各种零部件组装而成，按照一定的规则朝着一定方向运转的机器2近代自然观及特征

牛顿第一次提出了力的概念。

力是改变物体机械运动状态的、能够精确度量的力学上的一种物理量。把全部科学归结于力，从种种运动现象来研究力，再用力去解释各种自然现象。

牛顿坚信一切现象都可以用力来解释。在《自然哲学之数学原理》第一版序言中他指出：“哲学的全部重任在于由运动现象去研究自然力，再由这些力去推演其他现象……我希望其他的自然现象了同样能由力学原理推导出来。”

以法国科学家、哲学家笛卡尔、拉美特利等人为代表，他们把万物都看成机器，甚至于包括动物和人。

拉美特利这样说，“如果哲学的领域里没有笛卡尔，那就和科学的领域里没有牛顿一样，也许还是一片荒原。的确……他第一个完美地证明了动物是纯粹的机器。”进而拉美特利又以生理学家的身份说到：“让我们勇敢地作出结论：人是一架机器，在整个宇宙里只存在着一个实体，只是它的形式有某种变化。”

“人的身体是一架钟表，不过是一架巨大的、极其精细、极其巧妙的钟表。”严格的机械决定论

在牛顿的《自然哲学之数学原理》中，已经表达了“对于自然界中同一类结果，必须尽可能归之于同一原因”的思想，也就是说因果是一一对应的。比如，只要我们知道了物体运动的初始状态和边界条件，利用牛顿定律及其方程，便可以单值地确定物体任何时刻的运动状态。

这个思想被法国数学家、哲学家拉普拉斯加以发挥，也称为“拉普拉斯决定论”：

“我们应当把宇宙的现状看作它先前状态的结果以及它后继状态的原因。假定在某一时刻，有一种智慧能够把握自然界所有的力以及组成自然界的一切事物的特定状况──这种智慧博大精深足以对所掌握的资料进行分析──那么，它就能将宇宙间最庞大的物体到最微小的原子的运动全部都囊括于同样的公式之中，对于它来说，没有什么是不确定的，未来，一如过去，都呈现在它的眼前。”

(2)形而上学自然观自然界的绝对不变性万事万物只是在空间上的并列物质是由原子构成的，原子是物质不可再分的最小粒子，具有不可入性如1830年发生的地质学史上的第一次大争论：“水火之争”

评价

肯定方面形而上学的自然观首先是唯物主义自然观，是人类认识史上的一个阶段，是一种进步，它对当时的自然科学起了积极的推动作用，是对“经院哲学”的一种背叛，并在细节上超过了古代的朴素的自然观。

否定方面

1、不科学：用机械运动的方法观察自然界；2、唯物主义的不彻底。

1近代自然科学的发展

从18世纪下半叶开始，欧洲发生了以蒸气机应用为主要标志的近代第一次技术革命，并相继在欧洲的许多国家发生了产业革命，使资本主义工场手工业向机器大工业过渡，促进了资本主义生产的突飞猛进。生产的发展为自然科学的研究提供了新的事实材料和实验手段，为自然科学的新飞跃奠定了基础。三辩证唯物主义自然观的形成

与此相应，自然科学的发展也呈现了新的特点：从分门别类地收集材料进入相互联系地整理材料、从分析研究空间并存的事物进入探索时间相继的过程。上述自然科学的一系列成就，在形而上学自然观上打开了一个又一个的缺口，并为新的自然观的产生准备了条件。恩格斯指出：“我们现在不仅能够指出自然界中各个领域内的过程之间的联系，而且总的来说也能指出各领域之间的联系了，这样我们就能够靠经验自然科学本身所提供的事实，以近乎系统的形式描绘出一幅自然界联系的清晰图画。”“新的自然观的基本点是完备了：一切僵硬的东西熔化了，一切固定的东西消散了，一切被当作永久存在的特殊东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。”作为马克思主义哲学体系组成部分的自然辩证法，就是在这样的自然科学基础上建立起来的。2、黑格尔哲学对自然科学的总结黑格尔哲学中心概念是绝对精神，绝对精神在自我反观、自我实现中经历三个阶段逻辑阶段：含存在、本质、概念自然阶段：含机械性、物理性、有机性精神阶段：含主观精神、客观精神、绝对精神3恩格斯批判黑格尔，创立了辩证唯物主义自然观创立标志：恩格斯的《自然辩证法》。此外，还有《反杜林论》、《反费尔巴哈论》等。

*特征：联系的、发展的、系统的。

*基本内容：

（1）世界是物质的

（2）物质是运动的

（3）运动的多样性

（4）运动的规律性

辨证唯物主义自然观区别于以往自然观

（1）这种自然观既克服了形而上学自然观的局限性，又摆脱了古代自然观的朴素的、自发的属性，而是根据近代自然科学发展的最新成果建立的新的自然观，它是建立在精确的观察材料上的；

（2）自然史和人类史的统一（3）天然自然于人化自然的统一(4)人与自然的对象性关系是能动性和受动性的统一

辩证唯物主义自然观取代形而上学自然观的必然性

（1）自然科学的发展状况揭示了自然界的辩证关系。此时的科学由收集资料到整理资料；各个学科同时迅速发展；研究对象由既成的事物向研究事物的发展过程转变。

（2）科学研究方法的转变：由分析向综合转变。(自然科学研究从搜集材料的阶段进入系统地整理材料和理论概括的阶段)

四、20世纪自然观的发展

20世纪初，相对论、量子理论以及物质结构理论的产生，导致了物理学领域的深刻革命，这场革命动摇了形而上学自然观的基础即经典力学。与19世纪相比，20世纪自然科学的发展有两个特点：

A科学向纵深发展，揭示了小至微观，大至宇观的层次结构。

B科学向横向发展，出现了既高度分化又高度综合的整体化趋势。

与此相应，以新能源、新材料、生物工程、航天技术、海洋技术、信息技术为主要内容的世界新科技革命迅速发展起来，这些技术与计算机技术相结合造成了一种崭新的技术体系，以此为手段，人工自然的疆界迅速扩大，其社会效应和环境效应成为引人注目的问题，也必须从自然观和方法论的高度进行研讨。当代自然观的新发展的概括1、时空的绝对性和相对性

何谓同时性的相对性？不同地点的两个事件我们何以知道它是同时发生的呢？这个问题看似平常，却至关重要。

同时性不是绝对的，而取决于观察者的运动状态。这一结论否定了牛顿力学所引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。狭义相对论的提出：

两大假设（基本出发点）：

⑴狭义相对性原理在一切惯性坐标系内不能通过物理试验来判断该惯性系是静止的还是。或者说，物理规律的数学表示在一切惯性系表示不变；

⑵光速不变原理在所有的相互作匀速直线运动的坐标系中，光在真空中的速度都是不变的。

狭义相对论的五大推论：

⑴同时性是相对的；

⑵运动物体的长度在运动方向要收缩；

⑶运动时钟要变慢；

⑷物体质量将随速度增加而增加；

⑸在光速运动条件下，物体的质量与能量可以相互转化。相对效应产生于两个相对运动的惯性系，且速度与光速比拟，不同惯性系看到的同一事件的时间延缓量和运动的尺缩量是不同的尺缩钟慢效应说的是：对于两个相互运动的参照系来说，处在某参照系中的观察者将会发现另一参照系中的物体，其运动方向缩短了，其时钟走慢了。这两个效应都只是相对论效应。在本参照系中的观察者将看不出这种效应。而且相对论效应是相互的，你看见我的尺缩钟慢，我也看见你的尺缩钟慢。

时间和空间随着物质运动速度的变化而变化尺缩钟慢效应狭义相对论揭示了空间、时间、质量和物质运动之间的联系否定了牛顿的绝对时空观，空间和时间不再是与物质及其运动无关的独立实体，经典物理学中的基本常数如物体长度、时间间隔、惯性质量等都不再是绝对的，而与参考系的选择有关。物体的运动状态、时空特性、惯性质量等基本属性是相对于一定的参考系而言的，因而对它们的测量和认识依赖于参考系的选择。广义相对论：基本原理：1广义相对性原理—所有参考系，无论惯性系还是非惯性系，都同样适合表达自然定律2等效原理—一个存在引力场的惯性系和另一个有加速度的非惯性系比较，并无本质的区别广义相对论的理论体系

几个推论：1、引力的实质=时空弯曲2、引力场方程——宇宙学方程爱因斯坦广义相对论认为，重力场的时间空间特性是依赖于物质的质量分布的，物质的质量愈大、分布愈密、重力场愈强，则空间的“曲率”就愈大、时间的流逝就愈慢。银河系正面图

广义相对论指出，由于有物质的存在，空间和时间会发生弯曲，引力场实际上是一个弯曲的时空。也就是说，牛顿提出了万有引力，而爱因斯坦事实上取消了它：引力的本质是没有引力，宇宙中无处不在的引力其实不是引力，而是时空的弯曲！在弯曲的宇宙时空中，天体只能沿路程最短的短程线运动，投射到欧几里的空间中，就呈现出椭圆形的运动轨道。广义相对论指出，时间与空间不能离开物质而独立存在，时空的结构和性质取决于物质的分布，物质存在的空间不是平坦而是弯曲的，物质的密度越大，其周围的空间越是弯曲。揭示了空间与时间之间，空间时间与物质及其运动之间存在的辩证联系。2、从存在到演化无时间性如牛顿力学、相对论、量子力学F=md²r/dt²把t–t，方程形式不变，对时间反演对称，意味时间无方向性时间的重新发现

热力学第二定律：汤姆逊：不能从单一热源取热全部转化为功而不产生其它影响。克劳修斯：热不可能从低温物体流向高温物体而不产生其它影响用熵表述为：一个孤立系统的熵总趋于增大（熵增定律）在动力学框架内的新的时间之矢也出现了相对论为基础的宇宙学指出宇宙膨胀量子力学：测量在20世纪，演化的观念进一步发扬耗散结构理论、协同学、突变论，勾画了自然从存在到演化的画面，展示了自然演化的不可逆性的序向，提出了“内部时间”的新概念，使时间从一个外部参量转变为自然演化的内在尺度，展示了自然界演化的分叉、突现方式。3、自然的简单性与复杂性统一自然界不作无用之事，只要少做一点就成了，多做了却是无用；因为自然喜欢简单化，而不爱用什么多余的原因夸耀自己-----------牛顿自然规律的简单性也是一种客观事实，而且真正的概念体系必须使这种简单性的主观方面和客观方面保持平衡。————爱因斯坦自然的规律性：表明自然具有机械性的确定性、固有的秩序、决定性、必然性、和单一因果关联等还原性自然的外在分离性自然的祛魅对称性可逆性复杂性它表现为一种众多因素相互作用的一种状态。不可还原，超越还原的特征涌现例：氢和氧原子组成了水，氢它有可燃性，作为氧原子组成的氧气，它有助燃性，但是，当我们把氢和氧原子组合在一起，变成水这样一种液态，或者是其他状态，它这两个性质都没有了具有分形的特征，自嵌套，自分叉，自相似科克曲线科56具有分数维数

维数是几何学及空间理论的基本概念。直观地说，维数就是为了确定几何对象中的一个点的位置所需的独立坐标数目。如点是零维，直线是一维，平面是二维。在一般几何学中，维数均为整数。但奇异吸引子往往具有非整数维数。系统在到达混沌区以后，被限制在奇异吸引子内。在吸引子内，可以到处游荡，各态历经，但其轨道又不能充满整个区域，它们彼此之间有无穷多的间隙。这样的实体可以认为比二维大，比三维小，是一个分数维数。对分数维数的研究，已发展出一门新的学科，称为分形几何。非集中控制性自组织4、世界的决定性与非决定性统一在牛顿力学的机械传统里，一切自然过程都服从决定论性的因果律。这中决定论性的因果律人们也称之为机械决定论或拉普拉斯决定论。爱因斯坦始终认定“上帝不会掷骰子”。统计热力学：概率引入科学，表明群体行为的规律已丧失了确定性，只能以确定的概率加以预言量子力学

普朗克提出了“能量子”的概念，对“紫外灾难”作了解释，认为能量是不连续的；爱因斯坦由此进一步提出了“光量子”学说，揭示了光的波粒二相性，并奠定了量子力学的理论基础；经德布罗意，最后由海森堡与薛定谔发展完成。量子力学的建立实现了物理史上的第五次大综合，统一了波粒二相性。

量子性量子关联统计规律性量子力学在自然观上的贡献

(1)丰富了辩证唯物主义的物质观，揭示了物质世界的波粒二相性，证明了世界的统一性；否认了形而上学自然观的“非此即彼”，承认了物质世界是“亦此亦彼”的。揭示了物质世界是建立在连续与非连续，粒子性与波动性之上，不能摆脱一者去认识另一者，不能将它们隔离开来，是粒子与波动，连续与阶段的统一。

因为量是连续的，所以运动也是连续的。时间是关于前和后的运动的数，并且是连续的。——亚里士多德自然界是不允许飞跃；自然界里的一切都是以着色的方法逐渐而均匀地完成的。如果在两个东西之间有一个空的间隔，那么从一个东西过渡到另一个东西有什么基础呢。————————波涅特(2)牛顿力学固有的严格决定论的数学微分方程、因果律，在量子世界图景中都或多或少地遭到了破坏。

量子力学的基本方程——薛定格方程，也是一个微分方程，根据初始条件得到的方程的解是量子力学中的波函数。波函数描述微观粒子的运动状况，但它不能确定地表示一个微观粒子在何时何地出现，只告诉我们微观粒子在某时某地出现的几率。量子力学中的测不准原理明白无误地表明，对于微观粒子，位置和动量不能同时测定，时间和能量也不能同时测定，如果其中一个两测得越准，另一个量越测不准。所以在微观领域，那种决定论性的因果律，不再起作用，替代它的是统计性的因果律。混沌理论是对决定论的又一次挑战正是在这种意义上，格莱克说：“混沌是20世纪物理科学中的第三次革命，就像前两次革命一样，混沌割断了牛顿力学的基本原则。”混沌定义包含有序的特殊状态宏观无序无律、微观有序有律的状态与规则运动相对的行为混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动

特性--混沌对初始条件具有敏感依赖性，任何一处微小的变化都会使系统在随后的发展中发生预想不到的变化。混沌理论的创始人之一，美国气象学家洛伦兹把这一特性形象地比喻为蝴蝶效应。他说，一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，也许就是得克萨斯一场龙卷风的起因。

钉子缺，蹄铁卸，蹄铁卸，战马蹶，战马蹶，骑士绝，骑士绝，战事折，战事折，国家灭。68非平衡过程产生的混沌是一种“奇异吸引子”当演化时间趋于无穷