第三讲+系统自然观

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1、第三讲系统自然观第一节20世纪初的物理学革命及其思想方法特征第二节辩证唯物主义的系统自然观现代物理学革命及其思想方法特征（20世纪初）一、20世纪初的物理学革命1.经典物理学空中的乌云2.三大发现3.相对论的新时空观爱因斯坦创立狭义相对论同时性的相对性长度收缩时间延缓质能关系式四维空间的时空间隔不变性狭义相对论的意义:从根本上否定了牛顿的绝对时空观。揭示了时间和空间的统一性，证明时空存在着内在的、本质的联系。爱因斯坦创立广义相对论三个可供验证的推论水星轨道近日点的进动光谱线的引力频移光线在引力场中的偏转启示：广义相

2、对论对引力场和空间特性的描述空间弯曲广义相对论的时间观爱因斯坦相对论的生动体现爱因斯坦六大遗产——从相对论到量子理论爱因斯坦六大遗产——从相对论到量子理论4.量子论与量子力学量子力学的基本思想微观世界的量子性：微观客体的运动和转变是不连续的和突变的。微观客体的波粒二象性：因此，微观粒子在任何给定时刻就不能同时有确定的位置和动量。微观世界规律的统计性我们无法肯定地预言某个原子事件，我们只能预言它们发生的可能性。二、现代物理学革命在思想方法上的突破1.相对论在时空观和物质观上的突破时空整体性时空实在性质能互换性场的实在

3、性2.量子力学对经典决定论的冲击或然性3.对测量中主客体相互作用的揭示在微观领域，测量仪器与微观客体之间存在着相互作用。微观世界不可知？1957年玻尔曾宣布放弃“原则上不可控制性”的概念，而且还承认：量子力学的完备描述完全客观，不以主体为转移，仪器的记录只能用于分析微观客体的性质。因此，不能因为在量子测量中存在着仪器对微观状态的“干扰”，就说量子测量是主客体不可分割的统一。仪器作为主体的延伸，它与被测客体的相互作用，并不构成人认识客观世界的障碍；不论对于宏观世界，还是微观世界，都是如此。4.唯理论与经验论的综合5.

4、互补原理和互补方法论第二节辩证唯物主义的系统自然观1、系统自然观的产生与基本内涵2、自然界的系统存在3、自然界的演化一、系统自然观的产生三个和尚没水吃？福特的汽车木桶原理20世纪40年代末兴起的控制论、信息论、系统论，是系统科学研究的第一批成果。控制论，cybernetics，来自希腊语，原意为掌舵术，包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多重含义。维纳：1948，《控制论》目的：使系统良性运行达到系统目的。手段：正反馈原理。信息论：是研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、处理识别及利用的学科，广义信息科学还涉及信

5、息的编码与调制、信道的容量、噪声与滤波的理论、及语义信息、有效信息和模糊信息等内容。20世纪70年代前后相继出现的耗散结构理论、协同学、突变论、超循环论等自组织理论及分形理论、孤粒子理论和混沌理论，是系统科学的最新发展。混沌理论是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论，是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。美国气象学家洛伦茨在2O世纪6O年代初研究天气预报中大气流动问题时，揭示出混沌现象具有不可预言性和对初始条件的极端敏感依赖性这两个基本特点，同时他还发现表面上看起来杂乱无章的混沌，仍然有

6、某种条理性。系统自然观的基本内涵和思想系统自然观建立在新物理学革命和系统科学基础之上，为人们描绘出一幅从基本粒子、原子、分子化合物直到人类，从微观领域到宇观天体系统演化的自组织、自我运动、自我创造的辩证的演化发展的自然图景。它最深层次、最基本的内涵，在于它揭示了自然系统不仅存在着，而且演化着；自然系统不仅是确定的，而且会自发地产生不可预测的随机性；自然系统不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非线性的，阐发了自然界是确定性与随机性、简单性与复杂性、线性与非线性的辩证统一的思想。这不仅丰富和发展了辩证唯物主义自然观，更

7、为重要的是，它突破了传统的思维方式，提供了一种探索组织性、复杂性问题的全新的思维方式——系统思维方式。二、自然界的系统存在1、何谓“系统”？“处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各个组成部分（要素）的总体（总合）”“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。”所谓系统，是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。系统有四层含义：第一，系统由若干要素组成，要素是构成系统的基本单位。第二，系统内部诸要素之间、系统要素与系统整体之间相互联系、相互作用，具有特定的结构。第三，

8、要素彼此之间联系成为一个统一的有机整体。第四，系统具有特定的功能，并在系统诸要素的功能耦合中凸现出来。2、系统是自然界物质存在的普遍形式赫拉克利特的《论自然》：“世界是包括一切的整体。”德谟克利特的《宇宙大系统》莱布尼茨：宇宙是“预定和谐”的，“视规范为一种完满的秩序中的统一体系。”霍尔巴赫《自然的体系》：自然是“由不同的物质、不同的配合，以及我们在宇宙中所