第1章 自然界的系统自然观
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– 60-70年代,耗散结构论,超循环论,协同 论
– 80年代,混沌理论,分性理论,孤子理论 – 当代探索复杂性科学前沿
•整体和部分,有序与无序，结构和功能,
涌现，非线性世界与线性简化
1 、系统论
• 系统论以“系统”的观点自然界，提出了
系统与要素、结构与功能等新的范畴，揭 示了自然界物质系统的整体性、层次性、 动态性和开放性。
天然自然与人工自然
人工自然（三个层次：人工控制的自然、 人工 培育的自然、人造自然物） 天然自然（两个层次：人类尚未认识到的那 部分自然、人类观测所及但尚未受到人类实践 手段影响的那部分自然界）
（一）、科学所认识的天然物世界
•宇观世界 •宏观世界 •微观世界
1。宇观世界级宇宙学的标准模型
• 层级式构造
第一节 系统自然观产生的 现代自然科学前提
（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）
• 世纪之交的物理学革命 • 相对论 • 量子力学 • 分子生物学 • 系统论 • 非线性自组织理论 • 混沌理论
一、物理学新发现和物理学革命
1、世纪之交物理学三大发现 X射线：1895，（德）伦琴 放射性：1896，（法）A • H •贝克勒尔 电 子：1897，（英）J • J •汤姆逊
普朗克（Maz K.E.L.Planck,1858—1947） 1900年12月4日，《关于正常光谱的能量分布
定律的理论》，提出能量子基本假设——量子 力学诞生。 量子力学标志了对微观世界认识的深入，揭示了 连续性与间断性、波动性与粒子性的辩证统一， 凸现了量子现象的整体性，打破了机械决定论 的观念。
• 恩格斯指出：“自然界不是循着一个永
远一样的不断重复的圆圈运动，而是经 历着实在的历史。 ”
• 自然界运动演化方向性的揭示，是辩证
唯物自然观新发展的又一重要内容。
• 自然观的产生和一定时代的科学发展水
平相适应。随着自然科学的发展，辩证 唯物主义自然观在不断地接受着检验并 不断得到发展。
系统自然观
概括和提炼
• 现代自然科学，特别是系统科学的发展，
一方面揭示了系统是物质存在的基本形式， 另一方面也为揭示自然界运动变化的原因 问题提供了科学的方法，揭示出自然界物 质的相互作用是复杂的、立体的因果网络， 是系统的、整体的因果联系。
• 现代自然科学，特别是系统科学的发展，
还深刻地触及了自然界运动和演化的方向 问题。
（ 恒星、星系、星系团、超星系团、总星系） 太阳、 太阳系 （九颗行星、60多颗卫星） 银河系 （太阳、两千多亿颗恒星） 本星系群 （银河系、仙女座星系、40多个小星系） 本超星系团 （本星系群、室女座星系团、大熊星
四、分子生物学
分子生物学由细胞水平深入到分子水平，在生 物大分子层次上揭示了生物界基本结构和生 命活动的高度一致性。
（1）生命遗传规律的探索 （2）分子生物学的建立（1953，DNA） （3）基因工程的发展
转基因动物 转基因植物 克隆技术 干细胞研究
五、系统科学非线性科学自组织理论
– 40年代系统工程,一般系统论,控制论, 信息论等
2、非线性自组织理论
• 耗散结构理论 • 协同学 • 突变论 • 超循环理论
无序 有序
3、混沌理论
• 混沌理论 ：
有序 无序
• 混沌理论提供了一种关于系统演化的分叉
与混沌方式，他把简单性与复杂性、有序 性与无序性、确定性与随机性、必然性与 偶然性等统一在更为深广的自然图景之中。
六、计算机科学技术、网络技术
第一篇 自然篇 第一章 自然界的物质观
• 系统自然观—— 自然界的系统存在方式 • 演进自然观—— 自然界的系统演化 • 生态自然观—— 人、自然与社会的协调发展
思考题
1、现代科学技术成果对恩格斯自然观的贡献？（举例说 明）
2、分析系统、要素、结构、功能、环境等概念的含义及 其相互关系。
3、系统的层次性？系统层次之间的相互关系？ 4、如何用耗散结构理论解释系统新的有序状态（或稳定
质增效应；质能关系式。
相对论
1916年，爱因斯坦建立广义相对论 验证：水星轨道近日点的反常进动 光在引力场中传播时发生频移 光线在引力场中发生偏转
（《物理学史简编》P702）
相对论否定了牛顿的绝对时空观，揭示了 空间与时间、空间时间与物质及其运动、 质量与能量之间存在的辩证关系。
爱因斯坦
三 、量子力学
性）的形成？耗散结构形成的条件？ 5、自然物质系统演化的基本图景及规律？ 6、自然物质系统的演化遵循那些基本规律？
——系统自然观
• 第一节 系统自然观产生的现代自然科学前提 • 第二节 自然界物质的系统性 • 第三节 自然物质系统的层次性 • 第四节 自然物质系统的稳定性与可变性 • 第五节 自然界的演化图景 • 第六节 自然界演化的基本特征与规律
2、物理学上空的“两朵乌云” “以太漂移”的否定结果：1887，M-M 黑体辐射和“紫外灾难”：1900，瑞利
3、物理学革命——相对论、量子力学诞生
二、相对论
爱因斯坦（Albert Einstein,1879—1955） 1905年创立狭义相对论
两个基本原理：爱因斯坦相对性原理 光速不变原理
洛仑兹变换方程组 时空观的变革：尺缩效应；钟慢效应；
自然界
存在的是什么？ 如何存在，怎样看待这种存在？ 对第一个问题的回答：——自然界的物质形态 对第二个问题的回答：
——自然界物质的系统性 ——自然物质系统的层次性 ——自然物质系统的稳定性与可源自文库性 ——自然界演化的基本特征与规律
第二节 自然界物质的系统性
自然界的物质性 自然界物质的系统性
自然界
• 自然界
– 40年代出现计算机 – 50年代晶体管计算机 – 60年代集成电路计算机 – 70年代大规模集成电路计算机,人工智
能知识工程,ARPANet,计算机网络 – 80年代神经网络计算机再兴起,因特网
•信息化，全球化，地球村，知识经济,
赛博空间（Cyberspace）,虚拟现实， 伦理、法律，新型人际关系，人机关 系。
广义的自然界是指整个宇宙，包括非生命世界、 生命世界和人类社会。 狭义的自然界则是指与人类社会相区别的物质 世界，即人类社会生活的自然环境。 天然自然与人工自然
人工自然 天然自然
• 自然界的物质性 • 自然界物质形态的多样性与统一性
一、天然自然和人工自然
• 科学所认识的天然物世界 • 技术所创造的人工物世界 • 地球上人工物与天然物的复合
– 80年代,混沌理论,分性理论,孤子理论 – 当代探索复杂性科学前沿
•整体和部分,有序与无序，结构和功能,
涌现，非线性世界与线性简化
1 、系统论
• 系统论以“系统”的观点自然界，提出了
系统与要素、结构与功能等新的范畴，揭 示了自然界物质系统的整体性、层次性、 动态性和开放性。
天然自然与人工自然
人工自然（三个层次：人工控制的自然、 人工 培育的自然、人造自然物） 天然自然（两个层次：人类尚未认识到的那 部分自然、人类观测所及但尚未受到人类实践 手段影响的那部分自然界）
（一）、科学所认识的天然物世界
•宇观世界 •宏观世界 •微观世界
1。宇观世界级宇宙学的标准模型
• 层级式构造
第一节 系统自然观产生的 现代自然科学前提
（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）
• 世纪之交的物理学革命 • 相对论 • 量子力学 • 分子生物学 • 系统论 • 非线性自组织理论 • 混沌理论
一、物理学新发现和物理学革命
1、世纪之交物理学三大发现 X射线：1895，（德）伦琴 放射性：1896，（法）A • H •贝克勒尔 电 子：1897，（英）J • J •汤姆逊
普朗克（Maz K.E.L.Planck,1858—1947） 1900年12月4日，《关于正常光谱的能量分布
定律的理论》，提出能量子基本假设——量子 力学诞生。 量子力学标志了对微观世界认识的深入，揭示了 连续性与间断性、波动性与粒子性的辩证统一， 凸现了量子现象的整体性，打破了机械决定论 的观念。
• 恩格斯指出：“自然界不是循着一个永
远一样的不断重复的圆圈运动，而是经 历着实在的历史。 ”
• 自然界运动演化方向性的揭示，是辩证
唯物自然观新发展的又一重要内容。
• 自然观的产生和一定时代的科学发展水
平相适应。随着自然科学的发展，辩证 唯物主义自然观在不断地接受着检验并 不断得到发展。
系统自然观
概括和提炼
• 现代自然科学，特别是系统科学的发展，
一方面揭示了系统是物质存在的基本形式， 另一方面也为揭示自然界运动变化的原因 问题提供了科学的方法，揭示出自然界物 质的相互作用是复杂的、立体的因果网络， 是系统的、整体的因果联系。
• 现代自然科学，特别是系统科学的发展，
还深刻地触及了自然界运动和演化的方向 问题。
（ 恒星、星系、星系团、超星系团、总星系） 太阳、 太阳系 （九颗行星、60多颗卫星） 银河系 （太阳、两千多亿颗恒星） 本星系群 （银河系、仙女座星系、40多个小星系） 本超星系团 （本星系群、室女座星系团、大熊星
四、分子生物学
分子生物学由细胞水平深入到分子水平，在生 物大分子层次上揭示了生物界基本结构和生 命活动的高度一致性。
（1）生命遗传规律的探索 （2）分子生物学的建立（1953，DNA） （3）基因工程的发展
转基因动物 转基因植物 克隆技术 干细胞研究
五、系统科学非线性科学自组织理论
– 40年代系统工程,一般系统论,控制论, 信息论等
2、非线性自组织理论
• 耗散结构理论 • 协同学 • 突变论 • 超循环理论
无序 有序
3、混沌理论
• 混沌理论 ：
有序 无序
• 混沌理论提供了一种关于系统演化的分叉
与混沌方式，他把简单性与复杂性、有序 性与无序性、确定性与随机性、必然性与 偶然性等统一在更为深广的自然图景之中。
六、计算机科学技术、网络技术
第一篇 自然篇 第一章 自然界的物质观
• 系统自然观—— 自然界的系统存在方式 • 演进自然观—— 自然界的系统演化 • 生态自然观—— 人、自然与社会的协调发展
思考题
1、现代科学技术成果对恩格斯自然观的贡献？（举例说 明）
2、分析系统、要素、结构、功能、环境等概念的含义及 其相互关系。
3、系统的层次性？系统层次之间的相互关系？ 4、如何用耗散结构理论解释系统新的有序状态（或稳定
质增效应；质能关系式。
相对论
1916年，爱因斯坦建立广义相对论 验证：水星轨道近日点的反常进动 光在引力场中传播时发生频移 光线在引力场中发生偏转
（《物理学史简编》P702）
相对论否定了牛顿的绝对时空观，揭示了 空间与时间、空间时间与物质及其运动、 质量与能量之间存在的辩证关系。
爱因斯坦
三 、量子力学
性）的形成？耗散结构形成的条件？ 5、自然物质系统演化的基本图景及规律？ 6、自然物质系统的演化遵循那些基本规律？
——系统自然观
• 第一节 系统自然观产生的现代自然科学前提 • 第二节 自然界物质的系统性 • 第三节 自然物质系统的层次性 • 第四节 自然物质系统的稳定性与可变性 • 第五节 自然界的演化图景 • 第六节 自然界演化的基本特征与规律
2、物理学上空的“两朵乌云” “以太漂移”的否定结果：1887，M-M 黑体辐射和“紫外灾难”：1900，瑞利
3、物理学革命——相对论、量子力学诞生
二、相对论
爱因斯坦（Albert Einstein,1879—1955） 1905年创立狭义相对论
两个基本原理：爱因斯坦相对性原理 光速不变原理
洛仑兹变换方程组 时空观的变革：尺缩效应；钟慢效应；
自然界
存在的是什么？ 如何存在，怎样看待这种存在？ 对第一个问题的回答：——自然界的物质形态 对第二个问题的回答：
——自然界物质的系统性 ——自然物质系统的层次性 ——自然物质系统的稳定性与可源自文库性 ——自然界演化的基本特征与规律
第二节 自然界物质的系统性
自然界的物质性 自然界物质的系统性
自然界
• 自然界
– 40年代出现计算机 – 50年代晶体管计算机 – 60年代集成电路计算机 – 70年代大规模集成电路计算机,人工智
能知识工程,ARPANet,计算机网络 – 80年代神经网络计算机再兴起,因特网
•信息化，全球化，地球村，知识经济,
赛博空间（Cyberspace）,虚拟现实， 伦理、法律，新型人际关系，人机关 系。
广义的自然界是指整个宇宙，包括非生命世界、 生命世界和人类社会。 狭义的自然界则是指与人类社会相区别的物质 世界，即人类社会生活的自然环境。 天然自然与人工自然
人工自然 天然自然
• 自然界的物质性 • 自然界物质形态的多样性与统一性
一、天然自然和人工自然
• 科学所认识的天然物世界 • 技术所创造的人工物世界 • 地球上人工物与天然物的复合