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第二章 辩证唯物主义自然观的发展 系统自然观 系统自然观产生的现代自然科学前提 自然界的系统存在方式 自然界的系统演化 第一节 系统自然观产生的 现代自然科学前提一、系统自然观的科学基础 相对论 量子力学 控制论 信息论 系统论 耗散结构理论 协同学 非线性自组织理论 混沌理论 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 2、物理学上空的“两朵乌云” “以太漂移”的否定结果：1887，迈克尔逊、莫雷 黑体辐射的“紫外灾难”：1900，瑞利 3、物理学革命——量子力学、相对论的诞生 （1）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 时空观的变革：尺缩效应；钟慢效应； 质增效应；质能关系式。 两个基本原理 1、爱因斯坦相对性原理：物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是两个在互相匀速运动着的坐标系中的哪一个并无关系。 2、光速不变原理：任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度C运动着，不管这道光线是由静止的还是由运动的物体发射出来的。 时空观的变革 尺缩效应 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。 爱因斯坦与相对论 早期阶段（20世纪40年代） A系统论：生物学家贝塔朗菲于20世纪30-40年代提出系统论思想。系统即为处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分的总体。 贝塔朗菲认为存在着适用于综合系统或子系统的模式、原则和规律，而不论种类、组成部分的性质和它们之间的关系或力的情况如何，任务是确立适用于系统的一般原则。 给出了复杂性研究的主要问题：关系 B信息论 创始人是美国贝尔电话研究所数学家申农（Shannon）。 申农与1948年发表《通讯的数学理论》一文，为信息论奠定基础。 申农认为通讯的基本问题是精确地或近似地在一个点上再现另一个点上所选择的信号，其中信息源模型是一个随即过程。 携带复杂性的主要载体：信息 C控制论 是自动控制、电子技术、神经生理学、生物学、医学、心理学、数理逻辑、计算和技术、统计力学等多学科相互渗透交叉的产物。 1948年维纳出版的《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》，为该理论的奠基性著作。 产生复杂性的主要方法：正反馈 复杂性探索 A 研究对象：系统完全有序和完全无序的系统是简单的；完全的有序是不可能的。 有序是指系统内部的要素和系统之间有规则的联系或转化。 有序与无序之间的系统呈现的是复杂性，即有序与无序的相互渗透； 系统中流动的有物流、能量流和信息流，其中物流与能量流是守恒的，信息流不守恒； B系统中有序和无序的转换过程 1）：无序到有序的过程：代表理论如耗散结构理论创始人普里高津，对时间感兴趣的物理化学家，1969年正式提出该理论。 关于存在的物理学与关于过程的物理学 该理论表明一个远离平衡态的开放系统（力学的、物理的、化学的、生物的系统等），通过不断与外界交换物质与能量，在外界条件的变化达到一定阈值时，可能从原有的混沌无序的杂乱状态，转变为一时间、空间或功能上的有序状态。 科学与人文的新关系：对一个形而上学问题的回答 宇宙如何形成的？产生的过程如何？ 上帝创造世界还是宇宙是自我形成的。 自然物质系统的演化，是不断打破平衡、建立平衡的过程，是有序