自然辨证法-时间与演化.ppt

第二章 辩证唯物主义自然观的发展:系统自然观 第二章 辩证唯物主义自然观的发展：系统自然观 第二章 辩证唯物主义自然观的发展：系统自然观 教学目的和要求： 主要是了解系统自然观产生的自然科学前提，明确系统是自然界物质的普遍存在方式，把握自然界物质系统及其层次结构的基本特点，认识自然界是过程的集合体以及渐变和突变(突现、分叉)是自然界演化的基本方式，阐述自然界演化的自组织机制和发展的无限性。要求学生运用马克思主义科学的世界观和方法论分析现代自然科学的丰硕成果，掌握辩证唯物主义自然观的基本要点，提高理论思维能力。 教学方法： 课堂讲授2学时，课外阅读和网上讨论0.5学时。 第二章 辩证唯物主义自然观的发展：系统自然观 第一节 现代自然科学的发展和系统自然观的产生 一、系统自然观产生的现代自然科学基础 二、系统自然观的基本内涵和思想 三、系统自然观确立的重大意义 一、系统自然观产生的现代自然科学基础 1. 现代自然科学革命概况 19世纪末20世纪初，由于发生了物理学的革命，自然科学进入了一个新的历史阶段即现代自然科学发展阶段。 正当人们认为物理学已到了顶峰而陶醉于“尽善尽美”的境界时，物理学的晴朗天空中却出乎意料地出现了“两朵乌云”——经典物理学理论无法解释的迈克尔逊一莫雷实验和黑体辐射实验。 20世纪初，爱因斯坦、普朗克等科学家在解决新实验事实同旧理论之间的矛盾的过程中，创建了以相对论和量子力学为支柱的现代物理学理论体系。之后，以物理学革命为先导在自然观上涌现出了具有根本变革性质的新学科、新理论。 20世纪的科学革命广泛地发生在宇观、宏观、微观三大层次上，使整个自然科学形成一个前沿不断扩大的多层次的综合的整体。从宇观、微观、宏观三大层次上揭示了自然界的本质和规律。 相对论表征的科学革命是——高速及宇观领域的； 量子力学和分子生物学表征的科学革命是——微观领域的； 分形理论、混沌理论等一系列学科表征的科学革命是——宏观的领域的。 2. 相对论、量子力学和分子生物学 2.1 相对论 狭义相对论——1905年爱因斯坦创建 相对性原理、光速不变原理和空间与时间均匀性出发，导出了同时性的相对性、尺缩效应、时间延缓效应、质增效应、质能关系式等重要结论。 全面提出一种新的关于时间和空间关系、质量和能量关系、运动和物质关系的相对性理论。 彻底批判了经典力学的绝对时空观，解决了经典理论中的相对性矛盾。 广义相对论——1916年爱因斯坦创建 在任何参考系中，自然规律都可以表示为相同的数学形式(广义协变原理)； 引力场对物体的引力作用与物体的加速运动是等效的(“等效原理”)； 推断出在引力场中，时钟要变慢，光的路程要弯曲； 指出时间与空间不能离开物质而独立存在，时空的结构和性质取决于物质的分布，从而扬弃了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，揭示了空间、时间与物质之间存在的辩证联系。 2.2 量子力学 1900年德国物理学家普朗克提出的量子假说；1913年丹麦物理学家玻尔建立的量子化的原子结构模型；1923年法国物理学家德·布罗意提出的物质波概念；1925年海森堡建立的矩阵力学；1926年德国物理学家薛定谔建立的波动力学；玻恩对量子力学和波函数的统计诠释和贝尔定理的证实，确认了量子关联的实在性。建立了量子力学。 量子力学的建立，使自然科学进入到人类日常感性经验以外的微观世界。 反映了人和自然相互作用的特征，表明了人只有通过仪器装置才能观察和描述自然，人只有在同自然的相互作用中才能达到认识自然的目的； 人绝不是自然之外的与之分离的观察者或存在者，而是作为自然界的一部分参与到自然现象中去。 2.3 分子生物学 1953年美国生物学家沃森、英国生物学家克里克和威尔金斯的关于DNA双螺旋结构的发现，标志着分子生物学的诞生。 它将生物学的实验研究水平，推进到了大分子层次，并在生物大分子层次上阐明了生物界结构和生命活动的高度一致性。 分子生物学表明，所有生物，包括非细胞的生物——病毒，都有着共同的遗传物质——核酸，而核酸也有共同的核苷酸链的分子结构和基本相同的遗传机制； 其后在此基础上发展起来的DNA重组技术、克隆技术，表明现代生命科学已发展到足以改造人类自身、改变人的自然本性的程度。自然界的人化过程，同时也是人的“自然化”的过程，“作用于他身外的自然并改变自然时，也就同时改变他自身的自然”。 3. 系统科学 系统科学是把对象作为组织性、复杂性系统从整体上进行研究，以揭示其运动规律和实际处理这类系统的科学。 3.1 旧三论——20世纪40年代末兴起 控制论—1948年美国科学家维纳创立 研究了系统控制过程的方式、信息流向等重要问题和自动控制等实用问题。 系统论—1935-1945年加拿大籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲创立 提出了系统、元素