现代自然观

⑵量子论和量子力学建立 1900年，普朗克提出能量子假说； 1905年，爱因斯坦提出光量子假说和理论； 20世纪初，卢瑟福提出原子的有核模型——太 阳系模型； 1912-13年，玻尔建立（经典）量子论原子模型； 1923年，德布洛意提出物质波假说； 1925-26年，薛定谔提出波动力学；海森堡提出 量子力学的另一形式——矩阵力学。1927年证 明两者等价。
三、物理学革命的不彻底性和遗留问题。




科学革命从来都不是完全绝对的彻底，它总会留下一些 没有解决的问题。 例如，关于自然界是存在的还是演化？这就不是这次物 理学革命的重点； 例如，矛盾的存在，一方面，一切都是相对的，排除了 绝对空间和时间，另一方面，广义相对论的时空又有绝 对性，矛盾以后才被认识； 因此，比较而言，机械论自然观的机械性，形而上学的 片面性、孤立性，在这次物理学革命中被克服了，而形 而上学的静止性并没有被彻底克服。
第二节：物理学革命与自然观的变革


物理学革命产生了两个全新的基础理论——相 对论、量子力学，它们成为现代物理学及诸多 科学的理论基础；这两大理论把人类对外部世 界认识的视野扩展到微观高速运动领域。原来 在宏观世界中看到的物质属性一下子被更多的 奇异性所补充和变革，微观、宏观和宇观世界 不仅具有统一性，而且具有差异性。 两大理论全面变革了自然图景。机械论、绝对 时空观消亡了。科学家们开始辩证地看待他们 所面对的宇宙。
遗传编程
进化策略
进化编程 进化计算 主体 网络动力学
L-系统 神经网络

（六） 生态和环境科学




50年代，现代生态学； 60年代，环境问题严重——发达国家“八大公害”； 环境和绿色运动； 70年代，全球问题——环境、生态、人口、经济与社 会发展等；联合国《人类环境宣言》； 80年代，地球系统科学，可持续发展概念提出； 90年代，联合国《21世纪议程》、中国政府《中国21 世纪议程》；科技、经济、自然和社会的协调发展。
3．物理学危机引发物理学革命


物理学革命克服了经典物理学危机，包括 克服传统机械论哲学观念的影响。 马赫对经典力学绝对时空观的批判。 经典物理学的全面危机：经典力学、热力 学、经典电磁理论的矛盾（如热力学第二 定律的不可逆性与牛顿力学可逆性的对立， 经典力学相对性与经典电磁理论的相对性 不相容）和危机，力学与统计解释的矛盾。

人与自然界之间的关系也是一种“对象性的关 系”，它是在人与自然界之间存在着的相互确 证对方本质与存在的关系。与自然界中其它的 对象性关系不同，人与自然界之间的对象性关 系是通过实践确立的。即只有进入人的实践领 域的自然界才是人的“对象”，从而与人形成 对象性关系。这样的自然界对人来说才是现实 的、存在的。反之，没有进入人的实践领域的 自然界就不是人的对象，这样的自然界对人来 说就是不现实的、不存在的。
1．实验或实践进展


在黑体辐射问题研究中，出现了紫外灾 难（黑体：光的辐射和吸收）； 在以太的研究中，1887年，迈克耳孙与 莫雷合作进行了著名的迈克耳孙-莫雷实 验，这是历史上最重大的否定性实验， 它动摇了经典物理学的基础。
2．理论变革

⑴相对论的提出 1905年，爱因斯坦创立狭义相对论；他 关于时间和空间关系、质量和能量关系、 运动和物质关系等问题的思想是对经典 力学绝对时空观的革命。 1915年广义相对论，对物质与空间、时 间的关系等问题提出了崭新观点。
二、人化自然与人工自然
1．人化自然

实践是一种对象化活动。即通过实践， 人的本质力量转化并凝聚和体现在作为 对象的自然之上，在自然因人的实践所 产生和显现出来的新的规定性中，体现 了人的本质。

通过实践，人所面对的自然就不再是天 然的、自在的自然，而是人通过劳动创 造、占有和“再生产”的自然界，是获 得了人的本质的自然界，即“人化的自 然界”。这种“人化自然界”，是人的 因素与自然因素的统一，是人类实践的 作品，是真正的、人类学意义上的自然 界。


1897年，汤姆逊证实了电子的存在； 居里夫妇发现放射性元素（钍、钋和 镭）；证实元素的嬗变；促使元素嬗 变理论建立（卢瑟福，1902年）； 动摇了几千年来的原子和元素观念— —认为原子不可分、是组成物质的最 小单元；认为元素不变。
（二） 物理学革命

当时物理学家中的泰斗——开耳文勋爵 在新年贺词中把物理学在19世纪的发展 和20世纪的前景比喻为“物理学一片晴 朗天空，只有两朵小小乌云”——黑体 辐射问题和以太问题，当时还没有得到 解决。

马克思： “在人类历史中即在人类社会 的产生过程中形成的自然界是人的现实 的自然界；因此，通过工业——尽管以 异化的形式——形成的自然界，是真正 的、人类学的自然界。”

“工业的历史和工业的已经产生的对象性 的存在，是一本打开了的人的本质力量 的书，是感性地摆在我们面前的人的心 理学。”
2．人工自然
复杂性问题



可逆与不可逆。 有序与无序。 进化与退化。 自组织与混沌理论。 复杂性与随机性。 线性与非线性。

二、 各分支科学的演化 （一） 粒子物理学


夸克、基本粒子； 物质的“可分性”，相互作用的统一性； 物理学理论的终极。

（二）现代宇宙学 爱因斯坦开创现代宇宙学，提出静态宇宙模型。 他自己认为这“是一生中犯的最大错误”。 20世纪上半叶关于演化宇宙的预言，60年代得 到观测支持——红移现象、微波背景辐射等。 宇宙：我们的（观测）的宇宙；开宇宙，闭宇 宙，有界无限，150亿光年。 有限和无限。
（三）生命科学 50年代，发现和建立DNA双螺旋结构（沃森和 克里克）； 60年代，遗传密码破译，人工合成蛋白质； 70年代，生命起源新理论，人工合成核酸； 80年代，生物工程； 90年代，克隆，人体基因工程； 提出大量伦理问题、法律问题、道德问题。




（四） 计算机科学技术、网络技术 40年代，出现计算机（ENIAC）； 50年代，晶体管计算机； 60年代，集成电路计算机； 70年代，大规模和超大规模集成电路计算机；人 工智能知识工程；ARP网络；计算机一般网络； 80年代，神经网络计算机再兴起，因特网； 信息时代，知识经济，赛博空间（Cyberspace）， 伦理、法律，新型人际关系，人机关系。

马克思：“被抽象地孤立地理解的，被 固定为与人分离的自然界，对人说来也 是无。”

人与自然界之间的对象性关系，与近代 哲学二元论意义上的精神与物质、思维 与存在、人与自然之间的关系根本不同。 它们的区别就在于，对象性关系理论在 对自然界存在的理解中引入了人的主体 性因素，从而避免了以往哲学那种离开 人对自然界所作的抽象理解。


人类通过特定的实践手段变革并创造的 那部分自然界。 人工自然是人化自然的组成部分。 人工自然包括受人类活动直接影响的生 态环境和人工自然物。
建筑最能够体现人化自然如何走向人工自然 印第安人的穴居
建筑最能够体现人化自然如何走向人工自然
三、对象性关系理论的意义


1．存在论的转变 近代哲学的存在论是二元论。二元论主张主体 与客体、意识与物质、思维与存在二元分离。 物质世界的存在与人无关，存在＝客观性。 对象性关系理论认为，离开人去谈论存在是抽 象的、没有意义的，存在与人相关，存在＝人 ﹢客观性


（五） 系统科学、非线性科学 40年代系统工程，一般系统论、控制论、信息论。 60-70年代，耗散结构理论、超循环理论、协同论 80年代，混沌理论，分形理论，孤子理论。 当代非线性和复杂性科学前沿以及哲学问题 整体和部分；结构和功能；线性和非线性，有序 和无序；非线性世界与线性简化，非线性方法论。


一些物理学家在危机来临之际，力图 挽救旧的经典力学图景。（普朗克） 玻尔、海森堡、薛定谔，爱因斯坦等 年轻科学家大胆破除旧观念，建立起 新的物理学图景。
二、物理学革命对人类自然观的变革
1﹒物质和运动观


彻底推翻了物质与运动无关的形而上学观点；狭义 相对论表明，物体质量与运动速度相关，随着运动 速度的提高，物体质量发生着变化。 广义相对论表明，物质不仅与其运动相关，而且与 其所占据的时空有着更深刻的关联，物质质量越大， 其所占据的时空的拓扑性质表现得就越充分、越明 显。这些发现充分体现了唯物辩证法关于普遍联系 的思想。

实践导致自然界的“人化”，这种“人 化”既可能是“人性化”，也可能是 “异化”，环境问题、生态危机就是异 化。而环境异化根源于人的异化和实践 的异化。因此，解决环境问题的根本出 路是解决人自身的问题，就是要不断克 服人的异化和实践的异百度文库，从而扬弃和 克服环境的异化并走向环境的人性化。

马克思：“社会化的人，联合起来的生产者， 将合理地调节他们与自然之间的物质变换，把 它置于他们的控制之下，而不让它作为盲目的 力量来统治自己；靠消耗最小的力量，在最无 愧于和最适合他们的人类本性的条件下来进行 这种物质变换。”
第三节 20世纪中叶以来的自然观
一、20世纪中叶以来自然科学发展概况 探索复杂性 早期出现了系统科学：系统论、信息论和控制 论（40年代）； 后来出现了一系列自组织科学：耗散结构论、 协同学、突变论、超循环论、混沌理论、分形 理论； 非线性科学的统一特性:非线性、自组织性、 整体特性的涌现性。从不同角度研究和探索了 复杂性世界的种种属性。
2﹒时空观

时空不再是牛顿时空观念下的那种绝对时空， 时空不仅与物质关联，而且本身就是物质、 运动的存在属性和方式。时间和空间都是相 对的，是与物质相互联系的。离开物质谈时 空和离开时空谈物质和运动，都是错误的。
3﹒引发了一系列深刻的科学和哲学争论，促 使科学思想向辩证法复归


例如，世界的本质是决定论和还是统计概率性的？ 宇宙是无限的还是有限的？ 有没有关于世界统一性的万物理论？有无定域性？等 等。 为此，在著名的科学家爱因斯坦和玻尔及其丹麦哥本 哈根学派之间爆发了长达30年的关于世界本性是决定 论还是概率性的争论。争论推动了认识的深入，推动 了科学的发展。
复杂性理论研究的基本框架
一 般 系 统 科 学 一般系统论 控制论 信息论 超循环论 耗散结构论
复杂系统理论
协同学
突变论
自 组 织 理 论
混 沌 动 力 学
分 形 理 论
孤 立 子 理 论
现代系统科学
大系统理论
非线性科学 复杂性科学
人工生命 搏弈论 计算复杂性
元胞自动机
灰色系统理论
复杂巨系统理论
遗传编程


按照对象性关系理论，科学不是纯粹客观的， 科学中包含有人的因素。单纯依赖知性科学也 不能够解决人类面临的全部问题。 马克思：“自然科学往后将包括关于人的科学， 正象关于人的科学将包括自然科学一样：这将 是一门科学。”

3．生态观的转变 在实践中形成的人化自然就是环境。人 化自然是人的因素与自然因素的统一， 由于实践是具体的、历史的，因此，环 境随着实践的发展而不断生成、变化。
一、从物理学危机到物理学革命

19世纪下半叶，牛顿力学在自然科学各 领域得到广泛应用，机械论自然观总体 上仍然居于主导地位。物理学家们普遍 认为：“经典物理学大厦已经竣工完 成”，洋溢着乐观主义情绪。
（一）物理学新发现


1895年，伦琴（1845-1923）研究阴极射 线时意外发现X射线（1901年诺贝尔物理 学奖，第一个获奖人）。X射线促进或激 励了一连串发现。 1896年，贝克勒耳（1852-1908）意外发 现放射性；
第四讲：现代自然观
第一节 马克思的自然观

一﹑对象性关系理论 对象性关系是客观事物普遍具有的，相 互表现和确证对方的存在、生命和本质 的一种客观的必然的关系。

马克思以太阳与植物之间的关系来加以 说明：太阳是植物所不可缺少的确证自 身生命的对象；植物又是太阳确证自身 具有唤醒生命的力量这一本质所不可缺 少的对象。


2．科学观的转变 传统哲学认为，科学是对客观事物本质、规律 的正确反映，它离开人自身的存在去对客观世 界进行超验思辩，将着力点引向客体并试图建 构以客体为中心的客观知识，以此作为人的感 性生活世界的指南和主宰。这就是传统哲学的 知识论路向。

知识论路向忽视人的生存，使人成为无根之存 在，处于无家可归状态。因为客观的东西并不 一定符合人的生存；真的东西不一定善；真理 并不一定符合人文；合规律不一定合目的。