科学技术哲学课件

《科学技术哲学课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《科学技术哲学课件（295页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,Philosophy of S&T,,原名?自然辩证法概论?,,Dialectics of Nature,《科学技术哲学》,,导言,,,教学要求：,,,了解科学技术哲学的对象、内容和性质；认识科学技术哲学产生和开展的历史必然性；明确学习科学技术哲学的意义。,,一、科学技术哲学的对象、性质和内容〔解答什么叫“自然辩证法〞〕,,1．对象,,简言之，就是整个自然界和整个科学技术。,,课程的核心价值：处理好人与自然的关系。,,人类认识、改造自然的工具：科学、技术。,,所以形成如下关系：,人类,,社会,

2、科学,,技术,自然,,界,,,〔主体〕,〔中介〕,〔客体〕,,三个根本研究对象：,,自然界存在与演化的一般规律〔自然界运动开展的辩证法〕,,认识、改造自然的一般规律〔科学技术研究的辩证法〕,,科学技术开展的一般规律〔科学技术开展的辩证法〕,,２．性质,,面对如此庞大的研究对象和三个一般规律，足见不是科学的实证方法能够胜任的，只能借助理论概括的方法，故课程属于哲学性质，是：,,哲学的一个分支；,,介于辩证唯物主义和具体科学技术之中间层次；,,相对于一般哲学原理的二级哲学。,,,〔可以通过下页图示来理解〕,,马克思主义哲学根本原理,世界物质性原理世界开展性原理,自然辩证法〔自然界〕,历史唯物论〔人

3、类社会〕,辩证逻辑,,〔人类思维领域〕,各门自然科学和技术学科〔天、地、生、物、化等〕,各门社会科学学科〔政、经、社等〕,各门思维科学学科〔逻辑学、脑科学、语言学〕,自然现象界,社会现象界,思维现象界,整个感性世界,,３．内容,,三个根本研究对象的具体化,,自然界运动开展的一般规律——辩证唯物主义自然观,,科学、技术研究的一般规律——科学技术方法论〔学〕,,科学、技术开展的一般规律——科学技术观,,课程根本逻辑线索：,,中心线索——人与自然的关系〔贯穿始终〕,,理论根底——辩证唯物主义自然观〔物质第一性〕,,落脚点——科学技术观,,为进一步把握学科性质与内容，需进一步澄清自然辩证法与一系列相关

4、学科的联系与区别：〔略〕,,(N.D.)自然辩证法 自然哲学(Natural Philosophy),,(N.D.)自然辩证法 科学哲学(Philosophy of Sciences),,(N.D.)自然辩证法 科学学(Science of Sciences),,(N.D.)自然辩证法 科技史(the History of S&T),,(N.D.)自然辩证法 各门理论自然科学(Theoretic Sciences),,二、学习科学技术哲学的意义和方法,,〔一〕意义,,1.有助于加强哲学

5、素养,增强理论思维能力,,恩格斯：“一个民族要想站在科学的顶峰，就一刻也不能没有理论思维。〞〔?自然辩证法?P29〕,,“所谓理论思维就是对客观事物的内部矛盾、规律性以及这一过程和那一过程的内在联系的把握。〞“总之，理论思维就是辩证思维。〞〔?哲学小百科?上，P232—233〕,,更具体些说，就是一种高瞻远瞩，综宏析微，触类旁通，逻辑一贯的思维能力。,,2．有助于正确探索科学、技术与社会的综合开展规律问题,,四化建设面临两大类问题：,,一类是纯科学技术问题，属实体问题，是硬科学专家的任务；,,二类是统筹兼顾，协调各方面关系的问题，是软科学专家的任务。,,长江三峡工程系统规划问题,,现代科技开展

6、与高等教育改革问题 〔受方毅、周扬、钱学森等人盛赞〕,,宝钢工程的追踪决策问题,,黄浦江水系的系统治理问题,,太湖旅游生态农业园的规划问题,,国外著名软科学研究机构〔思想库、智囊团、头脑公司〕：,,美国的Rand公司、Standford Research Institute;日本的野村综合研究所；法国的工业设备企业公司；美、苏〔前〕等17国参加的International Institute of Applied System Anythesis(IIASA)〔设在维也纳〕,,,,3.有助于我们进一步确立辩证唯物主义的世界观,,,真正科学的世界观是从自然、社会、思维领域的全面理论

7、知识中锤炼出来的，既不是“政治说教〞也不是“斗争工具〞。西方学者一般称之为“科学的世界图景〞。,,Einstein的科学唯物主义,,Bertalanffy的系统论世界观,,正确的自然观相当于科学大观园里的一幅全景地图,,概括哲学与科学的区别与联系：,,科学：沉于物，解剖而思齐，明理而致用。(主要追求知识),,哲学：源于物，高于物，游弋于方寸之间。 (主要追求智慧),,,〔二〕方法,,1.学习经典原著，在科学研究中，要提倡一种追根溯源、正本清源的精神。,,Einstein追踪原文原著的风格,,Abel说Gauss是一只狐狸,,唐明述院士提倡查阅文献，要从第一篇读起,,读?自然辩证法?中的“导言〞

8、，掌握其根本立场、观点、方法,,2.要扩充自然科学和科学技术史知识,,恩格斯的“啃酸果〞、“脱毛〞、“半通〞〔以防以偏概全〕,,李世民：“以铜为镜可正衣冠，以人为镜可明得失，以史为镜可知兴替。〞,,傅鹰：“一门科学的历史是那门科学中最珍贵的一局部，因为科学只能给我们以知识，而历史却能给我们智慧。〞〔?化学通报?1956〔4〕〕,,,3.坚持理论联系实际,,提倡将本课程学习与自己的专业学习中方法论问题、科技史问题的系统总结结合起来。,,4.要努力促进科学学习与哲学思考的广泛联盟,,〔1〕科学家与哲学家的联盟,,*列宁的提倡〔要虚怀假设谷，兼收并蓄〕,,*两种文化严重分裂的后果〔P.Frank、O

9、C.P.Snow),,*Einstein在“奥宁比亚科学院〞的丰硕收获,,〔2〕注意科学学习与哲学熏陶的综合训练,,Einstein 、Schordinger、Bohr、Heisenberg、Bron、坂田昌一、Wiener等人的典范。,,第一篇 自然观,,自然观是人们对自然界的根本看法。,,本篇着重进行以下问题的研究：,,人类自然观是随着人类认识深化、科学开展而不断校正、丰富的过程.辩证唯物主义自然观认为:自然界是由种种复杂联系而构成的；自然界在时间上不断演化着，既具有进化分支，又具有退化分支，两个分支具有同一性；人和自然以实践为纽带而联结起来，并在实践的根底上协调开展。可以概括为四句

10、话：,,开展的自然观,,存在的自然界,,演化的自然界,,人化的自然界,,第一章 人类主流科学自然观开展的历程回忆,教学要求：,,了解西方文化传统与科学自然观的历史渊源关系,,明确西方主流科学自然观开展的历史分期与根本内容,,弄懂辩证唯物主义自然观的根本精髓及其对科学研究的指导作用,,,自然观(定义,认识世界的总图式,科学大观园的全景图),,人类的好奇心、求知欲,,人类认识的不同历史阶段形成不同的自然观,,何以按西方文化史为根底,,根本历史线索,,800B.C A.D.500 A.D.1500(1543),,(古希腊罗马时期)

11、 (中世纪),,,,A.D.1800(1755／1796) 1900(1895),,(近代科学前期) (近代科学后期),,,Now,,(现代科学时期),,1．古代朴素自然观,,西方：水、气、火、原子……,,古代朴素唯物主义,,东方：五行说、八卦说……,,〔木火土金水〕〔天地雷火风泽山水〕,,西方：“一切皆流，一切皆变〞,,古代朴素辩证法,,东方：五行相生相克,,科学根据缺乏，两极相通,,２．宗教神学自然观,,退向神创论，God，Holy Bible，Genesis,,用神学目的论解释一切,,

12、政教合一，排斥异教，科学沦为神学的婢女,,先驱者〔R.Bocan等〕的觉醒,,３．近代形而上学自然观,,地理大发现,,近代科学产生的重要社会背景 宗教改革,,文艺复兴运动,,Copernius Kepler Galileo Newton,,Newton经受三大检验,,近代前期科学开展形势,,形而上学自然观的根本思想,,又一次两极相通〔仿佛是历史的回归，Newton 与Linnaeus的比较见下页〕,,Newton Linnaeus,,自然界在增加、重复

13、 繁殖同类,,惯性 遗传,,力〔不追究因〕 分类〔不追究变异〕,,物体自身不变 物种不变,,上帝第一次推动 物种是神创造的,,４．辩证唯物主义自然观,,１〕近代后期的科学重大发现及其哲学意义,,六大缺口:,,Kant-Laplace星云说,,Lyell地质学原理〔 Cuvier突

14、变论),,能量守恒与转化定律〔Mayer、Joule、Grove、Coolding、Helmholtz等〕,,Wohler的尿素人工合成　CO(NH2)2,,HCNO+NH4OH H2O+NH4CNO,,细胞发现〔Schleiden、Schwann),,Darwin的进化论,,被Engles忽略的：,,Maxwell的电磁场理论,,Mendeeleeff的元素周期律,,2〕辩证唯物主义自然观的根本思想,,“一切僵化的东西溶化了，一切固定的东西消散了，一切被当作永恒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。〞,,5. 辩证自然观的当代科学价值与历

15、史局限,,1)19--20世纪之交的物理学革命,导致一系列新的科学技术成果出现,丰富、开展了辩证自然观的根本思想。,,由Plank的量子假说所开创的量子物理学丰富、开展了辩证唯物主义的物质观。如：,,连续性与间断性的统一,,物质无限可分,,Einstein、Heisenberg等人探讨的统一场论问题，丰富、开展了辩证唯物主义的运动观。如：,,物质的统一性 运动的统一性,,Einstein的相对论成果，丰富、开展了辩证唯物主义的时空观。如：,,狭义相对论：,,,,,广义相对论：,,式中：,——里机曲率张量,——里机曲率标量,——时空度规,——宇宙因子,——引力常数,——

16、能量、动量张量,,Watson、Crick、Wilkins等人发现的DNA双螺旋模型及遗传密码的破译，丰富、开展了辩证唯物主义的生命观。如：,,生命也是一种物质运动的形式，并非有什么神秘力量；,,生命的起源必然经过化学的途径。,,系统科学的产生和开展，从不同侧面揭示了自然、社会、思维等不同领域的内在深刻同一性，从更广阔的背景上为辩证唯物主义自然观提供了崭新的科学依据。,,,2〕辩证自然观的历史局限与科学技术哲学的未来展望,,从单纯地对科学进行哲学概括走向对科学技术进行全面、深入的哲学概括,,从将劳动作为自然辩证法与历史辩证法的结合部走向对人与自然协调开展的深入研究。,,第二章 自然界的

17、存在形式,,,教学要求：,,了解自然界的物质性及物质联系的系统方式,,明确物质系统及其层次结构的主要特点,,懂得用系统观点观察和认识自然现象的重要性,,一、物质实体及其关系,,1.物质形态是其实体与属性的辨证统一,,1〕“实体〞范畴的历史沿革及其根本内涵,,希腊文为ousia；拉丁文为substantia;英文为substance；,,中国古代哲学家亦用这个词，如王夫之说，一切“对立之象〞“皆取给于太和氤氲之实体。〞,,在西方哲学史上“实体〞一般指万物的根底。唯物主义把它作为物质，如Democritus的原子〔atom);唯心主义把它作为精神，如Plato的理念〔idea)；二元论者那么认为世

18、界上有两种实体：物质实体和精神实体。,,Aristotle对实体的论述是相当卓越的，它包含三层意思：第一，实体是具体的“个体〞；第二，它应该是物质的，即是客观存在；第三，它应该是原因与原那么，即具有根源的性质。,,因此，我们当然认为实体是客观世界万物的物质根底。,,2〕属性及其与实体的辩证关系,,属性是物质客体所具有的感性特质及对其进行思维抽象所获得的一般规定。,,实体和属性是辩证统一的。实体是属性的载体，亦是属性赖以存在的根底；属性那么是附着于实体上的性质，是实体的表现，人们正是通过属性认识、把握物质实体的。,,任何具体物质形态都是实体与属性的统一体。二者不可别离。没有属性的实体是空洞、抽象

19、的；脱离实体的属性是主观虚构的。人们正是通过事物属性的异同进行鉴别和分类的。,,２、自然物质分类的根本依据,,目前，在自然界已经发现有100多种元素、400多种根本粒子、100多万种无机物、500多万种有机物、近1000万种生物物种.。都是由它们属性的差异性相互区别的；又是由它们属性的同一性归类的。,,所有自然物质形态又可统分为两大类：实物和场。二者又是通过其属性的差异而区分的：〔见下页〕,,,,实物是间断的,,实物均具有静止质量,,实物可作变速运动,,实物有不可入性,,实物运动速度与参照系有关,场是连续的,,场量子没有静止质量,,场只作恒速运动,,场具有可迭加性,,场的运动速度一般为定值,,

20、３、自然物质形态之间的根本关系,,一般物质形态都具有多种属性。在特定的时空中，具体物质形态的属性又不可能一览无遗地全部显现出来。因为，任何物质形态都是通过与其他事物相互作用，表现其属性的。反之，不与它物发生相互作用的物质，就无法表现其相应的属性。因此，在自然界中，事物之间通过相互作用建立的联系是普遍存在的，这就是物质关系。自然界物质、能量、信息的转移，也是通过物质关系实现的。,,科学已经发现，无机自然界存在四种根本物质关系：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。这四种相互作用是通过传递场量子而实现的，即r光子、+π、-π介子、w/z。粒子和尚未有实证根据的引力子。,,物质关系又可

21、分为制约关系和非制约关系。制约关系即为因果关系，它是科学探索的根本目标之一。,,二、物质关系与物质运动,,1.运动概说,,自然物质实体之间都是相互联系、相互作用的。“正是这种相互作用构成了运动。〞“运动，就最一般的意义上来说，就它被理解为存在的方式、被理解为物质的固有属性来说，它包括宇宙中发生的一切变化和过程，从单纯的位置移动起直到思维。〞〔?自然辩证法?P53—54〕,,因此，哲学意义上的运动范畴是一切物质的存在方式。它包括机械运动、物理运动、化学运动、生命运动、思维运动等，但又不归结其中任何一种具体运动。,,运动和物质是不可别离的。没有无物质的运动，也没有无运动的物质。各门自然科学研究各种

22、具体的物质运动，哲学研究一般运动的普遍属性。下面分别简述之。,,2.自然物质运动的辨证特征,,１〕连续性与间断性,,连续性是指物质实体间的毗连和持续的关系。,,间断性是指物质实体间的分立和间隔关系。,,自然界物质运动表现为连续性与间断性的统一。,,光学史上的粒子说与波动说之争,,物种的间断式分立状态及其中介过渡状态,,Leibniz说，“自然界无飞跃〞，Plank说，“自然界显然是产生飞跃的，甚至是相当奇异的飞跃。〞Engels说，“连续者，间断之所依；间断者，连续之所伏，它们在一定条件下可以互相转化。〞,,掌握连续性与间断性辩证关系的现实意义：,,第一，提供一种辩证的思维方式，防止思想的直线

23、性和片面性。,,第二，进一步树立起科学的自然观,,第三，进一步为辩证唯物主义哲学提供营养,,２〕确定性与随机性,,确定性是指物质实体间稳定而必然的关系；随机性是物质实体间可出现可不出现、可这样出现也可那样出现的关系。,,确定性与随机性这对范畴接近于必然性与偶然性这对范畴。,,在近代科学史上，牛顿力学经受住了三次检验〔地球形状的测定、Halley慧星回归周期的预言、海王星的发现〕使人们坚信，自然物质运动不是杂乱无章的，而是严格有序的，具有神奇确实定性。,,Laplace将自然物质运动的规律性、确定性不恰当地提升到哲学高度，认为一切物质运动均可用宇宙方程描述，走上了机械决定论和单义因果律的道路。E

24、instein也曾`：上帝不会掷骰子。从而无视`否认了自然物质运动的随机性一面。〔如天气预报，掷骰子等〕,,统计因果律是包含随机性的因果律，也是自然物质运动所遵循的因果关系。因此，N.Bohr认为，上帝是掷骰子的，我们的任务是搞清楚上帝如何掷骰子。,,,,单义因果律与统计因果律思维模式的比较分析：,单义因果律,,C1,,原因 C2 唯一结果〔p=1),,,,Cn,,确定,…,统计因果律,,,,原因,,C,1,,C,2,,,C,3,…,可能,R1〔P1〕,,R2…,,〔P2〕,,,Rm(Pm),Σ,P,i,=1,实际上，当m=1时，后者即转化为前。后者为一般，

25、前者为特殊。,,可以认为，对于任何自然物质运动，均可普遍化为：,,事物运动开展过程=确定性局部〔Ⅰ〕+随机性局部〔Ⅱ〕,,〔Ⅰ〕、〔 Ⅱ 〕两局部孰主孰从，是由具体事物而决定的。对地球自转运动，〔Ⅰ〕占主导地位；对于掷骰子，那么是〔Ⅱ〕占主导地位。,,*Langevin对因果性哲学概括,,*Einstein与N.Bohr的三次争论,,*研究确定性与随机性关系的重要意义：,,第一，深化了人们对自然界中必然性与偶然性辩证统一的认识；,,第二，统计因果律更科学地说明了事物的“终极原因〞；,,第三，从认识论上看，是规律观的一次革命。,,,３〕可逆性与不可逆性,,可逆和不可逆是标志事物开展过程的一对范畴

26、。,,客观事物在运动开展过程中，如果具有倒返性、回归性，我们就说这种过程是可逆的。如果事物的运动开展过程是单向的、不可回归的，我们就说这个过程是不可逆的。,,*热力学中的“可逆过程〞,,*哲学的可逆观,,?易经?中的“无往不复〞；?三国演义?中的“分久必合，合久必分〞；,,佛教中的“法轮常转〞。,,*哲学的不可逆观：“一切皆流，无物常在〞；“人不能两次跨进同一条河流〞；“子在川上曰：‘逝者如斯夫’〞。,,经典力学和量子力学时间〔t〕均为几何参量：,,F=ma=m(d2s/dt2) t 只有大小，没有方向；,,在波动方程中t亦只有大小，没有方向。

27、,,因二者均是以Euclid几何、Galileo变换为前提和根底的：,,时间是均匀的，时间的平移变换对物理规律不发生作用，时间对称性导致动量守恒；,,空间是均匀的，各向同性的，空间的平移与旋转变换均对物理规律不起作用，空间对称可导致能量守恒；,,物理学家曾将这种对称美作为物理学追求的目标，而将不可逆、不对称作为不完美的东西，加以摒弃。,,现实中的不可逆性现象：分子扩散，化学反响，热传导，生命过程……,,热力学第二定律所揭示的时间方向，ds孤≥0〔标示时间箭头〕,,Maxwell用Maxwell’s demon对不可逆性的“拯救〞,,1951年，L.Brillouin对Maxwell’s de

28、mon的否认。,,现代科学所揭示的自然过程的不可逆性：,,现代科学揭示的自然过程不可逆性：,,*宏观上：,,热力学第二定律,,耗散结构理论等自组织理论,,Physics of being, Physics of becoming , From being to Becoming(I.Prigogine),,*微观上：,,1964年，美国物理学家〔、〕在K介子衰变实验中发现，在弱相互作用下宇称〔P〕和电荷共轭〔C〕的联合变换不守恒，说明时间〔T〕的对称性受到破坏。这可能从微观领域揭示了宇宙的不可逆性。,,*宇观上： 大爆炸宇宙模型揭示了宇宙演化的不可逆性。,,对上述科学成果的哲学概括：,,

29、第一，自然物质运动开展在总体上是不可逆的；,,第二，在一定时空中，局部物质系统的演化会出现某些重复和倒退，故可逆过程是相对的；,,第三，绝对不可逆与相对可逆构成自然界演化螺旋式上升，波浪式前进的循环性和周期性。,,三、自然物质联系的系统方式,,1.自然物质系统的根本层次,,层次，一般是事物的等级，这是是指自然物质系统中两个相邻“关节点〞之间具有共同质的局部。,,自然界物质的根本层次：,生态系统 总星系,,群 体 超星系团,,个体 星系团,,系统 星团,,器官,,组织,,细胞 行

30、星,,生物大分子 凝聚态物质,分子,,原子,,原子核,,根本粒子,,层子〔夸克〕,恒星,微观世界,宏观世界,宇观世界,生命界,,２.自然物质系统的普遍性与相对性,,系统是指由相互作用、相互联系的要素结合而成的，具有特定功能的统一整体。,,要素是指组成系统的各个局部,,联系：是形成系统的必要条件,,突现：即形成新质是形成系统的充分条件,,自然界中，从根本粒子到总星系，所包含的各个物质层次都可以视为系统。故自然物质系统具有普遍性。世间万物皆系统；世间处处皆系统。系统的实体要素是实物，系统的联系要素是场。,,,自然物质由小到大的层次链条，又说明自然物质系统的相对性，即某一层次的物质形态相对于被包

31、含在其中的更大系统可视为要素；相对于组成自身的各个局部，又可视为系统。,,３.物质系统的简单理解和复杂理解,,近代科学分析方法，通过局部认识整体，把整体划成各个局部，认为认识了局部就认识了整体(整体等于局部之和)，导致哲学上的复原论。以打破“联系〞作为认识的代价，A.Toffler称之为“拆零〞，Virchow的“细胞联邦说〞，Aristotle的古老命题：整体大于局部之和。,,现代系统论的根本观点：,,*系统是由实体要素和关系要素有机结合而成的整体,,*实体要素通过关系要素，结成新的整体，会产生原来没有的新质，即突现〔emergence),,Bertalanffy定律定性刻划的本质,,d Q

32、1/dt=f1(Q1,Q2,……,Qn),,dQ2/dt=f2(Q1,Q2,……,Qn),,…………,,dQn/dt=fn(Q1,Q2,……,Qn),,式中：Qi为系统中要素Pi(i=1,2,……n)的某特征量,,说明：整个系统整体地制约着 Qi的变化；反之 Qi的变化又改变着系统整体特征。,,化学工程中“三传一反〞的分析方法，本质上忽略了系统内部各种传递过程、反响过程之间复杂的“交联〞。例如，化学反响器的模型由以下5方程并列组成：,,动量传递方程,,热量传递方程,,质量传递方程,,化学动力学方程,,连续性方程,,,,因此，当代科学的开展趋势主要表现为：,,*实体为中心

33、关系为中心,,*分析解剖法 整体统观法,,*打破经典学科间严格的界限，抽象其内在的统一规律。〔Wiener 、Shannon、 Haken、 Eigen、 Prigogine等〕,,４.物质系统结构与功能的辩证关系,,,,要素 系统 环境,,*结构是系统内各要素在相互作用中形成的比较稳定的方式或顺序。是系统能维持整体特性的内在根据。,,空间结构，时间结构，时空结构,,* 功能是系统在与环境相互作用中表现出来的规定性。,,*结构与功能的辩证统一属性：,,〔1〕结构决定功能 1〕

34、要素不同，功能不同,,2〕要素相同，关系不同，功能不同,,〔2〕功能具有相对独立性 1〕异构同功,,2〕同构异功,,〔3〕功能对结构有反作用 1〕功能发挥对无机结构有破坏作用,,2〕功能发挥对有机结构有完善作用,,*系统有序性的度量,,空间序、时间序、时空序、功能序,结构,功能,,５.自然物质层次间的双向因果链,,,向上的因果链，低层次对高层次起根底、根源作用，与分析复原方法吻合。,,向下因果链，高层次对低层次起支配、限制作用，是科学解释、科学预言的根据。,向上因果律,向下因果律,,第三章 自然界演化开展,,,教学要求：明确自然界是一个历史过程,,了解自然界中物质系统演化的方向性、周

35、期 性以及进化的一般条件,,懂得运用历史观点研究自然界和自然科学的重要性。,,一、自然界的历史性,,通过上章学习已经知道，自然界在空间上分布是相互联系的，形成系统的。但自然界不仅“存在着，而是生成着并消逝着〞。〔?自然辩证法?p.13),,尽管牛顿力学“以特别清楚和显著的方式表达了静态的自然观。这里，时间显然被约化为一个参数，未来和过去是等价的〞，〔〈从混沌到有序〉P.45) 但是，从kant的“星云说〞开始，19世纪科学的一系列发现以及当代以耗散结构理论为代表的系统自组织学说都深刻地揭示了自然界在时间过程中的演化开展特征。下面通过四大起源的学说简介，说明自然界的历史性．,,,１.宇宙的起源

36、与演化,,现代宇宙学关于宇宙起源的解释已有正反物质模型、稳恒态模型、大爆炸模型等，其中以美国物理学家G.Gamov 1948年提出“大爆炸宇宙模型〞等影响最大。该模型的根本思想为：,,a. 现在的宇宙起源于一个“原始火球〞〔奇点〕的爆炸，宇宙物质是在大 爆炸之后，随着温度的下降，逐层凝聚而成的；,,b. 物质系统是通过自会合、自组织而形成的，不是随机碰撞的结果；,,c .宇宙间任何物质系统线度特征L与该系统内部的结合能E成反比，即E*L=const〔 Weisskopf经验定律〕。,,该模型已获得到4项科学证据的支持：,,a.红移现象〔Hubble定律〕,,b.天体年龄〔180亿年〕,

37、,c.He丰度〔H：He=3：1〕,,d.3K背景辐射,,2。恒星的起源与演化,,〔1〕引力收缩阶段,,4 1 H 4He+2β +2 γ〔2〕主序星阶段,,,〔3〕红巨星阶段,,3 4 He 12C+ γ,,〔4〕高密恒星阶段,,,,,,,1,8×10,5,k,2,7×10,6,k,大量氢燃烧,10,8,k,2,6,<1.4M,日,:,白矮星,黑矮星,红巨星,>1.4M,日,:,12,C +,12,C,24,M,g,+,γ,23,N,a,+p,20,N,e,+,α,16,O +,16,O,31,P + p,28,S,i,+,α,32,S +

38、,γ,31,S + n,,,,,恒星演化的历程与循环图示,：,,,,,,,,,,原始恒星,H星云,主序星,红巨星,<1.4M,日,>1.4M,日,超新星爆发,中子星,黑洞,星际物质,M,残,>3M,日,白矮星,黑矮星,,3．地球的演化,,(1)天文时期〔46亿年前——36亿年前〕〔形成里三层、外三层〕,,地球形成初期是一个均质球体，后由于原始地球内部放射性元素蜕变、地球快旋转、太阳辐射以及自身引力收缩等原因，使热量在内部积聚，地球温度升高，内部物质熔化，重质元素如Fe、Ni向地心沉积，轻质如硅酸盐向外推移。最后形成三个层次——地核、地幔和地壳。在地球物质分异过程中，局部物质挥发、喷射出地面，形

39、成大气圈。原始大气中氢氧结合形成水蒸气，降雨后形成水圈，大气圈、水圈为生命的产生和生物的开展创造了条件。约在三十多亿年前，地球上有了生命，最终形成了生物圈。,,(2)地质时期〔36亿年前——现在〕 〔造山造海运动〕,,除地球物质进一步分化和各圈不断改造外，这阶段主要是地壳的变动和海陆的分化。地壳不仅有大尺度的垂直运动，如造山运动，还有大尺度的水平运动，如大陆漂移和海底扩张。还有火山爆发，周期性的冰期等。从人类三百万年的历史看，总体上说地球上是平静的，演化趋向平衡和稳定。,,4。生命的起源与演化,,根据现代科学的研究成果，大致可以分为以下4个阶段：,,〔1〕从无机小分子到有机小分子,,1953年

40、芝加哥大学年轻学者S·L·Miller根据原始地球大气的成份〔主要为CH4、CO、CO2、NH3、H2S、H2O 蒸气〕和原始地球上的环境状况，进行了如右图所示的著名模拟试验。结果发现以上无机化合物中的C、H、O、N等元素重新结合，形成了氨基酸、糖、嘌呤、嘧啶、核苷酸等有机化合物。,,〔2〕从有机小分子到有机大分子,,氨基酸分子通过脱水过程形成肽链，产生蛋白质。,,依据相似的根本原理，核苷酸相互结合形成核酸。,Miller试验图示,,〔3〕从有机大分子到原始生命,,这一阶段，目前尚缺乏可靠的科学证据，因此生命起源仍然是当代,,根底自然科学的重大课题。,,,〔4〕从原始生命到高级生命,,这一阶段

41、，完全可以由进化论和遗传学来阐述其构成机理。,,二、 运动不灭原理,,1 .自然界演化的本质,,自然界的演化过程伴随不同物质形态的相互转化。由于“物体和运动是不可分的〞，故物质形态不断由生到灭和由灭到生，便对应着各种不同运动形式的相互转化。运动形式转化也是受规律约束的，它在质和量的对应关系上受物理学的能量守恒与转化定律以及哲学的运动不灭原理制约。,,根据现代自然科学所提供的资料，自然界的根本运动形式主要有：微观物理运动、化学运动、宏观物理运动、宇观天体运动、化学运动。,,,2 .运动不灭原理,,自然界的演化是永无休止的反复进行呢？还是如Clausius所说的那样按一定方向只转化一次，最终成为

42、完全均匀、死寂的世界？这是关系到整个自然图景究竟怎样的大问题，许多哲学家和科学家都曾就此留下自已的见解：,,Heraclides说，世界是按照规律燃烧着，按照规律熄灭着的永恒活火。这已隐含着运动不灭的思想萌芽。,,1644年，R.Descartes在?哲学原理?一书中指出：运动只不过是运动的物质的一种方式，然而物质都有一定的量的运动，这个量是从来不增加也从来不减少。,,1748年7月5日，Lomonosov 在致Euler的信中说，物质是守恒的，“这种普遍的自然规律也可以引伸到运动的规律上去；因为一个物体用自已的力去推动另一物体时，它本身就失去了这个力，而把它传给另一个由此获得运动的物体。〞,

43、,19世纪40年代，Mayer、Joule、Hlmoholtz、Grove、Coulding等人几乎同时提出的能量守恒定律那么为运动不灭原理作了科学上的论证和说明。但该仅包含两层意思:,,〔1〕运动在量上是守恒的；,,〔2〕各种运动形式之间在一定条件下可以相互转化。,,而作为更普遍、抽象的哲学运动不灭原理那么含有以下更深刻的内涵，即“运动不灭不能仅仅从数量上去把握，而且还必须从质量上去理解。〞 〔?自然辩证法?〕所谓量上不灭，其意义已由能量守恒定律所表达；所谓质上不灭，是指物质具有无限多样的运动形式，它们之间在一定条件相互转化的能力也是无限的，而且这种转化能力是物质本身所固有的，其转化的条件

44、也必然被物质自身产生出来。如果只成认运动在量上不灭，而否认其在质上不灭，就可能导致运动可以创造也可以消灭的结论。,,,恩格思是用“归缪法〞论证这一结论的：,,如果运动只有量上的守恒，延着向下的分支走到底，整个宇宙就可能走向一片“热寂〞。那么我们也可反问Clausius，这个宇宙当初的有序状态又是如何产生的呢？是谁上紧自然界的发条的呢？神学家的答复 必然是上帝。否那么，只能有另一种外力来上紧宇宙的发条，那又会导致自然界的运动量在总量上不守恒。因此，放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径转变为另一种运动形式，在这种运动形式中，它能够重新集结和活动起来。可见，这是关于自然界永恒开展命题的可靠根底和

45、必然结论。,,,三、 演化的方向性,,根据运动不灭原理，必然会逻辑地产生关于运动转化的方向性问题，即自然界的运动过程是不断从有序走向无序呢〔永远向下〕？还是不断从无序走向有序呢〔永远向上〕？19世纪的科学只给我们留下局部的、矛盾的证据：Clausius、keliven从热力学领域揭示了向下演化的方面；Darwin从生物学领域揭示了向上演化的方面。二者的结论是对立的，且都不能简单地推广到整个自然界。有人说这是19世纪科学留给后人的最大问题。Prigogine那么说：“19世纪是带着一种矛盾的情景——作为自然的世界和作为历史的世界——离开我们。〞〔?普利高津与耗散结构理论?前言〕,,,Prigog

46、ine的耗散结构理论很可能为统一二者指明了方向。,,,,,该理论认为，物质系统如能满足以下条件：,,〔1〕是开放系统；,,〔2〕远离平衡态；,,〔3〕运动演化遵循非线性机制；,,〔4〕有涨落存在，该系统便可能自发从无序走向有序。系统中总熵变应由下式表示： dS=diS+deS 其中diS为系统内部熵增； deS为系统与环境的熵交换。,,★ 当系统为孤立系，如deS=0,dS=diS≥0,满足热力学第二定律，系统从有序走向无序；,,★ 当系统为开放系，如deS ＞ 0时，那么dS=diS+deS ＞ 0，系统从有序走向无序；,,★ 当系统为开放系，如

47、deS＜0,且︱ deS ︱ ＜ diS时，那么dS=diS+deS ＞ 0，系统从有序走 向无序；,,★ 当系统为开放系，如deS＜0,且︱ deS ︱ ＞diS时，那么dS=diS+deS≤0，系统从无序走向有序。,,这一理论在生命系统、无机系统〔如Benard花纹、B-Z反响〕、天体演化等过程中均存在事实根据。Prigogine也因创立这一理论而获1977年诺贝尔化学奖。这似乎也应证了恩格斯那句名言： “放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径〔指明这一途径，将是自然科学的课题〕转变为另一种运动形式，在这种运动形式中，它能够重新集结和运动起来。〞〔?自然辩证

48、法?P.23),,因此可以说，只有熵增与熵减、退化与进化、无序与有序的无限循环往复才是自然界演化的真实图景；只有对立双方永恒地交替转化才是自然界的真正演化方向。,Benard花纹,,四 、演化的周期性,,由于自然界的演化既具有向上的分支，又具有向下的分支，是有序与无序、退化与进化的辩证统一，当我们追踪一个具体的物质系统，将发现它在经历了上升阶段之后又会转入下降阶段，以致整个系统老化、瓦解，但演化过程不会就此结束，瓦解了的旧系统还会以新的形式再产生出来，这便构成了物质系统演化的周期性。Kant说过：“这个大自然的火凤凰之所以自梵，就是为了要从它的灰烬中恢复青春得到重生。〞〔?宇宙开展史概论?P.

49、156〕,,自然物质系统演化的这种周期性所以具有普遍性，又是由物质系统内在矛盾的普遍性决定的。,,无机物质系统的内在矛盾是排斥与吸引。这里的排斥是指一切具有别离、膨胀性质的运动形式；吸引是指一切具有接近、收缩性质的运动形式。当排斥占支配地位时，系统向无序方向演化；吸引占支配地位时，系统向有序方向演化；排斥与吸引势均力敌时，系统暂时处于平衡状态。〔如恒星演化过程〕,,生命物种系统的内在矛盾是,遗传与变异,。遗传是指亲代与子代的相似性；变异是指亲代与子代的差异性。在物种进化过程中，遗传是不变的方面，是物种存在的根据；变异是可变的方面，是物种进化的根据。,,生命个体系统的内在矛盾是,同化与异化,。同

50、化是指将系统外部物质转化为系统内部物质；异化是指将系统内部物质转化为系统外部物质。当同化占支配地位时，系统处于生长阶段，是向有序方向演化；当异化占支配地位时，系统处于衰亡阶段，是向无序方向演化；当同化与异化势均力敌时，系统暂时处于平衡状态。,,,,第四章 人与自然,,教学要求：了解人类是自然界生物长期进化的产物，其产生的机制在于劳动；掌握

51、  辩证唯物主义关于人与自然关系的根本观点；正确认识人与自然协调发 展的必要性和可能性。,,,人和自然的对象性关系,,,能动性,,人 自然,,受动性,,1 人的受动性方面,,〔1〕自然界的物质元素形成人的生理根底,,人的身体共有60多种化学元素构成，其中C、H、O、N四元素约占96%；其余均为,,微量元素，如I、Ca、Se、Zn等，虽然含量极低，但也是丝毫不可或缺的，否那么会,,导致人体疾病或死亡。,,,,〔2〕

52、人依赖于自然界进行物质生产，获取维持自身生存、开展的物质产品,,〔3〕人还依赖于自界的物质“原型〞，创造人类的精神，如：,,★李白的千古绝句：,,月照香炉生紫烟,,遥看瀑布挂前川,,飞流直下三千尺,,疑是银河落九天,,★刘海粟十上黄山画日出,,★埃及的狮身人面像,,★二郎神的三只眼,,人的能动性方面,,人不仅能认识自然规律，而且能通过把握自然规律，改造自然界，使自然按人类的目的为人类效劳。如：宇航员在太空中观察地球，在一片茫茫绿色中隐约可见两条白色的长带，一条是中国的长城，另一条是荷兰的海堤。二者都是人类在自然界留下的伟大杰作。这就是所谓人工自然。,,人工自然的形成和开展,,1 天然自然、

53、人工自然,,所谓天然自然，也称第一自然，是不依赖于人而存在的自然界，包括大至宇宙天体，小至沙粒、生物、阳光、空气等。,,所谓人工自然，是在天然自然的根底上，经过人工改造而成的自然界。与天然自然相比，具有以下新的特征：,,〔1〕天然自然是人的意之外的客观存在，人工自然那么依赖于人的意志，是人的有目的、有方案的意志 的产物。,,〔2〕天然自然只具有自然属性，服从自然规律；人工自然不仅具有自然属性，而且还具有社会属性；不仅遵循自然规律，而且还遵循技术规律，并受社会规律的制约。,,〔3〕天然自然的演化速度一般比较缓慢，人工自然的变化却十分迅速。随着科学技术的迅猛开展，人工自然的变化会越来越快。,,〔4

54、〕天然自然固然是永不可缺的根底，但随着人类历史的开展，人工自然的作用正与日俱增。,,人工自然开展的三阶段,,人工自然的形成与开展主要是通过人类认识、改造自然的活动实现的。科学使人与自然之间建立起通信系统，通过对自然信息的获取、传输、加工、和使用等步骤，以揭示自然的性质和规律，完成科学认识的任务。技术使人与自然之间建立起调控系统，人凭认识和实践能力，变革、改造自然界，以满足自身的需要。但二者是不同步的，后者往往滞后于前者。因此,技术史完整地记载了人工自然的开展历程，大约分三个阶段：,,〔1〕萌芽阶段,,大约175万年前，火的创造和弓箭的使用，使人类第一次支配了自然力，改变了茹毛饮血的局面，获得了

55、丰富的肉食，扩大了人类活动的空间。但由于技术尚很粗陋，人类总体上仍“受制于自然〞。,,〔2〕成长阶段,,大约2500年前，原始社会解体，人类进入农业文明时期。以金属冶炼技术和金属工具的推广为特征，人们先是刀耕火种，砍伐森林，开垦草原，驯养家畜；接着以手工业从农业中别离为契机，开运河，修长城，建宫殿。村落的建设和城市的兴起是这一时期人工自然的精华所在。虽已高喊“制天命而用之〞，实际尚未到达驾驭自然的程度，仍以适应自然为主。,,〔3〕成熟阶段,,15世纪文艺复兴以后，资本主义逐渐兴起，随着科学革命、工业革命的相继爆发，科学和技术逐渐走上了结合的道路。通过工业形成的自然界才是真正人类学的自然界。蒸汽

56、机、火车、汽车、飞机、工厂、高楼才是真正意义上的人工自然。短短三、四百年内，人工自然日新月异。人们感受到“人定胜天〞的梦寐已开始实现。,,自然对人类的报复,,随着科技的开展，当人们正沾沾自喜于对自然开战的胜利时，自然界也正在以人们意想不到的方式向人类施行报复。如：,,〔1〕一次大战以后，世界小麦价格暴涨，促使美国中西部大批农场竟相开垦草原和灌木林，破坏了生态平衡，结果酿成1934，5，11，“黑风暴〞，整整刮了三天三夜，形成了东西长2400公里，南北宽大1440公里的黑风带，所到之处，田地干裂，庄稼枯萎，溪水断流，牲畜渴死，灾害普及美国2/3的大陆。,,〔2〕1952年伦敦发生“烟雾事件〞，城

57、市上空SO2、CO2积郁不散，一周之内死掉4000多人。英国无奈便架起了高烟囱，结果大量SO2、CO2随风东飘，在北欧形成“酸雨毒雪〞，使挪威、瑞典严重受害，苦不堪言。,,,〔3〕1959年，在尼罗河上筑起“阿斯旺水坝〞，虽给埃及带来廉价的电力，控制了水旱灾害，但由于泥沙和有机质沉积于水库，使两岸绿洲失去了肥源，土壤盐渍化日趋严重；近海沙丁鱼产量锐减以致完全丧失；下游活水变成了“湖泊〞般静水，成了血吸虫和疟蚊的孽生地。,,实际上，恩格斯早就指出，美索不达米亚平原的沙漠化，就是自然界对人类的报复。只是自然对人类的报复的速度与人类对自然开发的强度成正比，古代的报复姗姗来迟，现代的报复那么立竿见影。

58、,,1968年，西方一些科学家、经济学家和新闻文化界的名流聚集在罗马，讨论因经济增长带来的各种问题，这就是所谓“罗马俱乐部〞的由来。1972年，以Meadows为首的MIT研究方案小组，为罗马俱乐部提出交了一个报告：?增长的极限?。用系统动力学方法，把人口、粮食、资源、能源、环境污染等因素统一起来，运用具体数据，模拟世界1900—2100年的开展过程。认为这些因素都按指数增长，如果经济不受阻碍地继续开展，到2100年将导致全球性危机。要防止这一灾难的发生，便提出“零增长理论〞。结论虽然是不可取的，但提出的问题却值得重视。今天，全世界都关注人与自然协调开展的问题。,,人和自然的协调开展〔科学的开

59、展观〕,,1 统一人的受动性与能动性,,冷静地思考、对待协调人与自然关系的问题，标志着人类的一次真正进步。我们既不能持“消极适应〞的态度，偏重于人的受动性；又不能强调“人定胜天〞，过分相信人的能动性。而应该统一受动性与能动性，努力协调人与自然的关系。,,2 生态平衡和人与自然的物质变换,,自然界中各种生物之间，生物与其环境之间通过相互联系、相互作用而形成的有机整体称为生态系统。完整的生态系统都是由生产者、消费者、分解者和无机环境四个局部组成的。生产者主要是绿色植物，消费者主要是动物，分解者主要是微生物。生态系统各局部之间，系统与环境之间相互作用的形式主要是物质能量的交换。能量归根到底来自太

60、阳，是单向不可逆的；物质在整个过程中是不断循环的。,,生态系统具有一定的抗干扰能力，可以通过自我调节，恢复到稳定状态。当外界干扰超过生态系统调节能力的限度，就会导致生态平衡破坏，或整个系统瓦解。“劳动首先是人和自然之间的过程，是人以自身的活动来引起调整和控制人和自然之间的物质变换的过程。〞〔?资本论?Vol.1,P201-202),,人和自然的物质变换过程又包括两个方面：从自然到人和从人到自然。前者就是通过劳动，把自然物改造成适应人类需要的人造物，并通过人的需要满足而生产人，形式“人类的世界〞。后者是指人运用物质技术力量进行资源的恢复更新和生态环境的保护治理。这个过程的直接后果是再生产了自然，

61、但也要消耗人类社会一定的技术和经济力量，即消费人和人造物。这两者是相反相成，互为补充，辩证统一的。只有这两方面的统一，才能形成“自然——人——自然〞的物质循环，维持和重建人类生态平衡，保证人和自然的协调开展。片面地追求“人定胜天〞，或者消极地提倡“回归自然〞都是不可取的。,,人与自然协调开展的根本途径,,恩格斯说：“我们统治自然界，决不象征服者统治异民族那样，决不同于站在自然以外的某一个人，——相反，我们连同肉、血和脑都是属于自然界并存在于其中的；我们对自然界的全部支配力量就是我们比其他一切生物强，能够认识和正确运用自然规律。〞〔?自然辩证法?P305〕概括地说，我们对待自然的根本原那么是：置

62、身其中，认识规律，驾驭规律，造福人类。面对今天的实际，以下几方面可能是我们努力的方向：,,,,,〔1〕控制人口，杜绝浪费,,人与生物圈生态失调的最突出问题是人口增长速度过快，人类对自然资源的需求超过了“供给〞。从以下数据可见一斑：,,年 代 人口总量,,公元元年 1.5 亿,,1830年 10 亿,,1930年

63、 20 亿,,1960年 30 亿,,1975年 40 亿,,2000年 60 亿,,在人类生态系统中，人是最高的消费者，人口爆涨自然会对自然界造成过重的负担。,,此外，由于生活水平的提高，个人的平均消费量也在增加，就导致人类消费的增长比人

64、口增长更快得多的局面。因此，我们既要提倡优生优育，控制人口增长；又要杜绝各种无益于人类开展的奢侈浪费现象。,,〔2〕以生态工艺过程代替传统工艺过程,,反思近代工业的开展给生态平衡带来的破坏，根本原因还是由于科学技术水平和社会条件的限制，人们还未能把从自然到人与从人到自然的过程结合起来，形成一个如同自然系统一样的完备物质循环圈。而是一方面习惯于把自然界视为“取之不尽〞的原料库，盲目地向自然掠夺“有用〞的天然资源；另一方面又把自然视为“垃圾堆〞，任意把生产、生活“废物〞抛向自然，结果使生产过程成了单纯的消费自然过程。,,要改变这种状况，还必须开展科学技术，仿照自然生态系统，以生态工艺过程代替传统工

65、艺过程。通过漫长历史进化形成的自然生态系统，按照自身的结构与功能进行自我调节，自我控制，使内部物质一直处于良性循规蹈矩环之中，也就是使所有,,物质都在循环运动中加以利用，我们称这种过程为生态工艺过程，或无废物生产过程。模拟这种机制，就是实现“封闭生产循环〞，使输入生产系统的物质在循环过程中被充分利用，一道产品后的废物为二道产品的原料，二道产品的剩余物又是三道产品的原料，……，最后不可防止的废物又是自然生态系统可以吸收的。,,〔3〕重视自然的再生产，加强人类生存和开展的根底,,以上这套方案是理想目标，要受到科技水平和诸多社会条件的制约。故传统工艺还不可能一下子完全抛弃。人类社会的生产和生活总要按

66、原来的方式消费资源，抛弃废物，造成污染，破坏生态平衡。因此，必须加强自然生产，包括：自然资源的更新，环境污染的保护，生态的恢复重建等工作。从长远看，从经济增长中拿出一笔投入进行自然的再生产，为经济的进一步增长和开展提供更为坚实的根底，是完全必要的。,,〔4〕制定正确的政策法律和国际公法,,“人们奋斗所争取的一切，都同他们利益有关〞〔?马恩全集?Vol.1,P.82)利益是从人与人类社会生存和开展的需要而产生的。不同国家、地域的人的需要不是完全一致的。而这种需要的矛盾冲突就直接关系到是否合理开发、利用自然。这样，人与自然的关系就直接关系到人与人的关系。运用政策和法律的手段进行资源管理、环境保护是完全必要的。在一个国家内部，要制定适宜的政策、法规，以实现统筹兼顾，合理开发，保护生态，标准监督；在国际上，就要制定国际公法，来实施全球性的资源分配、环境保护等方案，以保证可持续开展。据联合国环境规划署的调查统计，仅根本控制污染开展一项，兴旺国家每年至少用去GNP的1-2%，开展中国家也必须在0。5%以上。故共同协调人与生然的关系，已成为举世关心的大事。,,〔5〕从必然王国到自然王国的飞跃,,人同