自然辩证法概论课件(软件工程硕士班)

②从纵的方面来说，环境会诱发或迫使系统的结构发 生变化，从而改变系统的功能。例如太空种子。
4、系统的功能
（1）定义：系统在与环境的相互联系中所表现出来 的系统总体的行为、特征、能力和作用的总称。 （2）认识一个系统，首要的是认识它的行为、特性、 作用；制造一个系统，是要赋予它某种功能。利用某 种功能，达到趋利避害，造福人类的目的。 （3）系统的功能是系统本身所固有的，但要在与环 境的相互作用中才表现出来。 • 讨论题： 一套程序是不是一个系统？从系统的观点看，编 程的实质是什么？
第二节
一、系统的概念
自然界物质的系统性
1、贝塔朗菲与钱学森的定义，P.27 共同点：整体 组成部分 相互联系 2、课本的定义，P.28 3、张华夏的定义：系统是相互联系着和相互作用着的元 素的统一整体。 • 讨论题：万物皆系统。
二、自然界物质系统的普遍性
自然界和自然界中的一切事物都是以系统方式存 在的：或者自成系统，.或者处于系统之中。
1、系统进化的基本条件
（1）系统必须处于远离平衡态才能进化 • 系统的三种状态 P.77
平衡态
近平衡态
远离平衡态
（2）系统必须不断从环境获得物质和能量，即必须 是一个开放系统才有可能处于远离平衡态。 • 根据系统与环境的关系，把系统分为三类：孤立 系统、封闭系统和开放系统。P.75 • 开放才有可能建立、维持、扩大系统内部的某种差 异（有某种势差或某种梯度不为零），从而使系统的有 序程度提高，处于远离平衡态；孤立系统的自发过程使 系统内部的各种差异削平，系统的有序程度降低，处于 近平衡态或平衡态。 • 从系统熵的变化来分析，ds=dse+dsi，也说明只有 开放系统才有可能进化。P.76 • 开放是系统进化的必要而非充分条件。
二技术1技术的涵义历史性范畴今天的定义p221硬件软件2技术的两重性p2521技术具有自然属性和社会属性p222遵循自然规律2技术的应用具有正效应和负效应3技术创新技术创新的含义p274技术创新含义的现实意义p275受各种社会因素的制约新技术应用市场价值三社会整体科研能力的决定因素p237科技与经济相结合四推动技术发展的根本动力是社会需求p246社会需求新的技术目的原有技术手段的局限性矛盾动力一科学技术的社会功能p2501科学技术推动物质文明的发展
随机涨落
• 涨落是指系统的某宏观量在某时刻对统计平均值的 偏离或起伏。
• 涨落选择系统未来的发展方向。 辨析题： 1、系统的进化以环境某些方面的退化为代价。 2、开放系统必定进化。 3、开放是系统进化的先决条件。 4、系统的进化是必然性与偶然性相结合的过程。
第三章
人与自然
一、人类面临的全球性问题（人类面临的困境）
三、完整地描述系统的基本因素 1、系统的组成
（1）定义，P.28 组成元素、组成部分、组成要素、要素、元素
（2）不同的组成元素会形成不同的系统。
（3）基本组成
对研究目的来说，显得特别重要的或无须再分解 的那一个层次的组成。
2、系统的结构
（1）定义，P.29 相互关系和相互作用的总和 （2）要全面理解结构
• 自组织概念 P.74 自组织是指系统靠自身的机制形成有序结构的过程。 • 讨论题：自然界的演化是自组织。人类社会的发展也 是自组织。 有没有外界特定的干预或指令
二、自组织理论关于系统进化的条件和机制的论述
（自组织理论为我们一般地理解自然界从无序到有 序的进化的机制和条件提供的有益启示。P.75）
（3）技术哲学
• 研究技术的性质及其发展的一般规律。重点研究工程 技术的方法；技术创新的过程、内容与模式，高技术 的发展机制及产业化等问题。
（4）科学技术与社会（STS）
研究科学技术与社会的相互作用。重点研究： • 科学技术的发展推动物质文明、精神文明的进步及促 进社会结构变革的问题； • 科学技术发展的社会环境问题（具体如科学与宗教关 系问题，诺贝尔奖与科学发展的社会条件等问题）； • 科学技术革命与知识经济； • 科技全球化的特点、趋势与影响； • 科技应用的负面效应及科技伦理问题（如克隆人、转 基因食品问题及网络技术与国家安全等问题）。
三、自然界物质系统层次结构的主要规律
1、特定的物质层次与特定的能量状态相对应。 2、自然界物质层次的结合度 物质系统的层次越低，结合能越大，结合越紧密。 • 物质层次结构的存在定律（可以说明自然界为什么会 有层次结构存在）。
3、高层次物质系统与低层次物质系统相互关系规律（因果链） （1）低层对高层的上向因果关系（上向因果链） 由于有低层系统及其相干关系的存在，导致了高层系统 的性质和规律的出现。 （2）高层对低层的下向因果关系（下向因果链）P.57
3、学科性质与地位
（1）在认识层次上， 自然辩证法 在科学技术的具体学 科与辩证唯物主义之间，处于中间的层次。
自然辩证法
自然科学
辩 证 唯 物 主 义
技 术
工 程 技 术
数
学
科 学
社会科学 层次越高
（2）就学科性质而言，属哲学门类。
三、自然辩证法的创立与发展
基本观点：自然辩证法的理论是随着科学 技术的发展而不断发展的。
• 讨论题：
1、如何理解这句话：“譬如一只手，如果从身体上割 下来，按照名称虽仍然可以叫做手，但按照实质来说， 已不是手了。”（黑格尔） 2、用系统的观点分析以下现象： “三个和尚没水吃”与“三个臭皮匠赛过诸葛亮”； 3、辨析题：通过部分可以认识整体。 4、用系统观点分析田忌赛马典故中田忌获胜的原因。
1、对任何一个客体都可以作层次分析（此观点可以推广到社 会系统）。
一级组成 一级结构 一级功能（规律） 一级环境 二级组成 二级结构 二级功能（规律） 二级环境 三级组成·· ·· ·· 三级结构·· ·· ·· 三级功能（规律）·· ·· ·· 三级环境·· ·· ··
2、对客体进行多层次的分析，然后作多层次（2）自然界演化的两个方向 进化与退化 ①什么是进化？什么是退化？ • 一般的定义 P.72 有序程度的提高（降低）
• 自然判据与效能判据 P.72 ②进化与退化的统一性
第三节 自然演化的自组织性
一、自组织与自组织理论
• 自组织理论 研究系统从无序走向有序的条件和机制问题。 它是一个学科群 : 普里高津－耗散结构理论 哈肯－协同学 艾 根－超循环理论 托姆－突变论
第二章
第一节
第二节
自然界的演化发展
自然界的历史性（略）
自然界演化的不可逆性和方向性
一、自然界演化的不可逆性 1、什么是演化？P.65
可逆变化
运动变化 不可逆变化（演化）
2、什么是可逆变化？P.65
什么是不可逆变化？P.66
• 不可逆变化的特点：与时间箭头相联系，未来与过 去是不同的，不具有时间反演化的对称性，产生了时间 对称性的破缺。 • 讨论题：“严格地说，自然界的现实过程都是不可 逆的。”你同意这种说法吗？
• 课本的表述
P.67
• 另一种表述：序是标志事物宏观可辨识性的范畴， 是指某参量按规律取值的确定程度，能按规律取确定值 的是有序，否则是无序。 • 序反映系统结构等方面的差异程度，有序、无序是 个相对的概念。差异越来越大，则系统的有序程度增加； 差异越来越小，即越来越均匀（均一、均衡），则有序 程序降低（走向无序）。
2、系统进化的内在根据
系统要素之间的非线性相互作用是系统进化的基础 和根本机制。 • 系统要素间的相互作用可用数学形式来刻划，可 分为线性的与非线性的。 • 非线性相互作用产生的相干效应、分岔效应和临界 效应是系统进化的基本机制。
• 非线性机制规定了系统演化的可能方向与路线。
3、系统进化的直接诱因
2、序的度量
• 对称性与序 对称操作和对称元素增多（越对称），则系统的有 序程度降低。 • 熵与序 系统的熵增加则有序程度降低（走向无序），熵减 则走向有序。
3、进化与退化
（1）不可逆过程在系统演化中的双重作用 ①破坏系统的有序结构，使系统的有序程度降低。 像孤立系统中的自发过程，如热传递、物质扩散等。 ②导致系统有序结构的产生，使系统的有序程度 提高，如贝纳德花纹。
四、自然界物质系统的主要规律
（一）整体与部分关系原理
整体与部分之间存在着加和性关系与非加和性关系。
• 整体等于部分之和（整体保留了其组成部分单独存在时 所具有的某些性质）； 整体大于部分之和与整体小于部分之和（部分构成整体 后，部分单独存在时的某些性质会消失或被屏蔽起来， 同时整体又产生了部分所没有的新性质）。 • 加和性关系与非加和性关系是同时存在的。 • 整体突现性原理 新质出现
（二）结构与功能原理
1. 系统的功能由组成元素、结构和环境共同决定。组 成元素的种类（性质）和数量都影响系统的功能，环 境是系统功能实现的条件，结构对功能具有根本的、 决定性的意义。 2. 结构决定功能，功能又有相对独立性 •对于某一特定的结构，总有确定的功能与之相对应； •对于某一特定功能，可以有多种结构与之相对应（异构 同功）。
自然辩证法概论
人文社会科学学院 谭斌昭
导 论
一、学科名称
国务院学位委员会于1992年把“自然辩证法”学科名称 改为“科学技术哲学（自然辩证法）”。属二级学科。
二、自然辩证法的对象、内容和性质
1、研究对象
（1）自然界 （2）人类认识自然改造自然的活动 （3）科学技术
2、研究内容
（1）自然哲学 • 研究自然界的一般性质及发展的一般规律，特别是应 用复杂系统理论来揭示自然界演化的规律；
空间结构; 时间结构； 数量关系结构； 相互作用结构（机制、体制）； 表现为系统内部相对稳定的组织形式和结合方式。
（3）结构对系统的功能有重大的影响。
3、系统的环境
（1）定义，P.30 总环境 周围环境（直接的相互作用） （2）环境对系统的作用： ①从（时间）横的方面来说，环境是系统功能实现的 条件，它为系统提供生存条件，控制系统的发展变化；
• 研究人与自然的和谐、协调发展问题，研究可持续发 展问题；
• 研究自然科学各门学科（理、化、天、地、生等）前 沿的哲学问题。
（2）科学哲学
• 研究科学的结构、科学的价值、科学的发展模式； • 研究科学发现的逻辑（即通常所讲的科学方法论）， 包括科学发现的逻辑起点、科学发现的思维形式、科 学发现的检验逻辑等 。
四、学习、研究自然辩证法的意义
1、自然、科技、经济、社会的许多前沿问题或热 点问题都落入自然辩证法研究的视野，研究这些问题， 有助于自然、科技、社会的协调发展。 2、自然辩证法课程具有素质教育功能，能拓宽视 野，活跃思维，培养、提高思维能力。
第一章
自然界的存在方式
第一节 自然界的物质性
自然界的第一个基本属性。 自然界是由物质实体组成的，自然界的一切存在物都 具有客观实在性。
讨论的意义在于：明确自然界的一切事物都处于运动 变化之中，而所有的变化都是不可逆的，所以一切自然 物都处于程度不同的演化之中。（如果是可逆的，都复 原了，则无新旧交替，无历史，也就无所谓演化。）
二、自然界演化的方向性
1、序、无序、有序
• 苗东升教授的论述：系统的秩序性问题，包括有序和无序，
是刻划系统形态特征的重要方面。制造和组建系统，管理和使用系 统，甚至观赏系统，关注的中心都是系统的有序性。就人类的价值 判断看，一般认为有序胜于无序，高序优于低序。但这些概念远比 人们的直观理解要复杂得多，科学至今无法给有序与无序以精确而 普适的定义。一些系统理论从物理学引入对称破缺概念，把有序定 义为破缺了的对称性，能否推广到一般系统，尚待研究。我们采用 不太严格的通俗说法，把有序理解为事物之间规则的相互联系，把 无序理解为不规则的相互联系。 苗东升：《系统科学精要》，中国人民大学出版社，1998， P45
人口剧增 资源短缺 环境恶化
1、为什么叫全球性问题？ 可从这些问题产生的时间、空间以及问题的影响、解 决等方面来说明。 2、全球性问题的状况 P.97－P.102
3、全球性问题产生的原因
几种观点： • 人口过多造成了资源短缺与环境恶化（人口问题 是最基本的全球问题）。 • 人类面临的困境是科学技术的发展与应用造成的。 • 人类面临的困境主要是由人类的错误观念造成的。 （1）传统的发展观与消费观 P.96 发展等于GDP的增长，不计自然成本地追求经济的 高速增长；高消费、高浪费的生活方式。 （2）人与自然关系上传统的价值观——人类中心主义 P.103 “人类中心主义”与“生态中心主义”的有关思想，可参 考《科技、经济与社会整合的前沿问题》的十四 P’.221－P’.243
第三节
一、层次结构的概念
自然界物质系统的层次性
1、层次观念是从系统观念中直接引伸得来的（系统观 念内在地包含着层次观念）。 2、层次结构概念的含义 P.42 逐级构成的结构关系 3、层次结构的主要特点 P.43 构成性关系 相干关系 • 讨论题： 地壳、地幔、地核是地球系统中三个不同的层次。
二、自然界及一切自然物都具有层次结构