自然辩证法第7讲

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1、第七讲人类对自然认识的进化图景一、对宇宙认识的进化图景大爆炸理论。另一说认为原始宇宙是一团纯能量。又一说认为，原始宇宙是辐射能量同某些幽灵般的物质微粒混成的“宇宙汤”。最后一种观点：原始宇宙是没有任何星球，没有任何化学元素，没有粒子，也没有辐射的完全对称的真空状态。二、对场认识的进化图景从物理学上讲，场是各点具有相同属性的连续空间。场不是物质的某种状态，而是相对独立地存在的客体，场有能量和质量，爱因斯坦著名的质能公式E＝mc2最初就是为描述电磁场的能量和质量的关系而建立的。四种场：引力场、磁场、弱场和强场。三、对能量认识的进化图景1807

2、年英国科学家T·杨(ThomasYoung)提出以“能量”概念代替“活力”概念。1853年英国科学家w．汤姆森将能量定义为：当它从这个给定状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的状态时在系统外所产生的用机械功单位来量度的各种作用的总和。这显然是仅从服从牛顿定律的机械运动的角度来看能量。20世纪，按照一种传统观念，能量是这样被定义的：“能量是物质运动的一种量度，简称能。”能量的新定义：能量是与场和物质相联系而又具有不同于场和物质的特性的宇宙的基本元素之一。材料：按照现代物理学的观点，所有的基本粒子可以分成两大类：费米子和玻色子。费米子包括电子

3、、质子、中子等，它们有静止质量，具有半奇整数自旋值，如l／2，3／2，5／2等，不能占据同一空间，遵守泡利不相容原理。物质都是由费米子构成，因此具有空间广延性，在它们占据的空间范围内其他物质性的物体不可能进入。玻色子包括光子、介子、α粒子等，它们具有整数自旋，如0、l、2等，不受泡利不相容原理的限制，多个玻色子可以占据同一量子态。玻色子中最奇特的是光子，它没有电荷和静止质量，永远以费米子和费米子构成的物质客体达不到光速运动，没有广延性和不可入性——无限多的光子可以聚集在空间中的同一点上，这是它与构成物质客体的费米子根本不同的三条属性。光子

4、亦称能量子，它是构成纯能量的基本粒子，它的三条特性亦是能量不同于物质的三条特性：能量没有静止质量，能量没有广延性，因而无限多的能量能聚集在无限小的空间，能量按光速运动和传递。四、对物质认识的进化图景亚里士多德的质料观。笛卡尔提出有两种不同的实体，精神实体和物质实体。狄德罗的物质元素论。恩格斯的物质观“物质无非是各种实物的总和，而这个概念就是从这一总和中抽象出来的。”“我们把各种有形地存在的事物联合在物质这一概念下。”“物质是按质量相对的大小分编成一系列较大的、易于分辨的组，……我们可以见到的恒星系、太阳系、地球上的物体、分子和原子，以及以

5、太微粒，它们都各自形成这样的一组。”新的定义：物质是同场和能量既有联系又有区别的宇宙的一种元索，它是由具有质量、广延和不可入性的多种费米子构成的也具有那些属性的所有单质和化合物的总称，它们是构成宇宙中所有物体的质料。五、对信息认识的进化图景信息具有相对性：第一，信息是在场、能量、物质的基础之上进化出来的，它只存在于能量的或物质的编码结构当中；因此，它不可能是完全独立的、绝对的自存，也不可能有单一的、独立的进化。这个模型告诉我们，在现实当中哪里有这样一个完整的通讯系统，在其中发生了完整的通讯过程，哪里就有信息。2）是不是信息?是什么样的信息

6、?有多大信息量?并不取决于信源发出了什么，而取决于信宿收到了什么。这是信息相对性的第二点。3）信源发出的同一信息流，不同的几个信宿，由于各自的目标和先验信息不同，各自收到的信息及其信息量是不一样的。定义：信息是在场、能量和物质的基础上进化出来的宇宙的第四种元素，它是通讯系统中信宿收到而信源并未失去的某种东西，它消除了信宿相对于信源的存在、属性和动态的某种不确定性。材料左边的“细胞”相当于“信源”，它的结构、性状和行为的信息(U)要“编码”成为“DNA”中用核苷酸的4个字母的碱基语言(ATGC)记录的信息(x)，然后转录到RNA上面，RNA

7、包括信使mRNA、tRNA和rRNA，它们将信息逐步翻译成20个字母的氨基酸语言编码的信息(Y)，相当于“信道”。最后“蛋白质”记录的信息(V)要“解码”，反变换，还原，生成一个“新细胞”，它相当于“信宿”。通过这个通讯过程，最简单的生命系统细胞完成了自复制。信息的进化通讯系统的进化：生物遗传信息通讯系统，到动物化学信息通讯系统，到动物神经信息通讯系统，到人类文化遗传通讯系统，到人工信息通讯系统，最后到全球信息高速公路网络的进化。信道的进化：短距离和慢速度的化学信道，到近距离和中速度的声信道，到远距离和高速度的电信道，最后到超远距离和超高

8、速度的光信道。编码的进化：一种生物分子语言，到多种动物信号语言，到人类的多种自然语言，到多种符号语言，最后到一种人工语言。存储的进化：从生物细胞内存储，到动物—人的中枢神经存储，到社会系统的文