[林学]自然观 第三讲.ppt

* 自然辩证法 * 香港人文社会科学的案例： 73%的学术文章及科研成果皆以英文发表（读者即受益者多为外国人士）； 57%以上以英文发表的文章及研究报告，大部分以港台及大陆为研究对象（特别为外国读者优先提供多方面及大量的陆港台资讯）； 对日本、亚洲其他地区和西方国家社会的研究甚少（分别为2.3%、5.7%、3%）； 资料来源：国家创新系统与学术评价——学术的国际化与自主性，胡显章、杜祖贻、曾国屏等，2000年。 * 自然辩证法 * 从探索自然——到生产力、经济效益、生活质量； 自然、科学技术、经济和社会是相互联系的，需要辩证法，加以科学的认识、概括和总结。 * 自然辩证法 * 本部分阅读书目： 1．恩格斯：《自然辩证法》人民出版社1971年版。2．董光壁、田昆玉：《世界物理学史》吉林教育出版社1994年版。3．[美]弗尔辛：《爱因斯坦传》时代文艺出版社1998年版。4．中国科学院自然科学史所：《20世纪科学技术简史》科学出版社1985年版。5．[美]科恩：《科学革命史》军事科学出版社1992年版。 * 自然辩证法 * 思考题 1，当代科学对人类世界观的变革产生了哪些比较大的影响？ 2，世界变得越来越复杂，我们的思维方式将怎样变化？ 3，试以科学、或你身边生活中的一个事例说明自然观对人的发展的重要性。 * 自然辩证法 * 黑体辐射的“紫外灾难” 实验曲线 理论拟合的曲线2 理论拟合的曲线1 * 自然辩证法 * 麦克尔逊—莫雷实验示意1887年 M1 M2 以太海 运动方向 光源 接收器 * 自然辩证法 * 2．理论变革 ⑴相对论的提出：爱因斯坦（1879-1955）1905年狭义相对论；关于时间和空间关系、质量和能量关系；运动和物质关系；对经典力学的绝对时空观的革命。但是现在看仍然都是决定论框架下的理论。1915年广义相对论；物质与空间、时间关系；双生子佯谬。 * 自然辩证法 * B’ B A’ A 关于同时的相对性的一个理想实验 列车 列车 速度V * 自然辩证法 * 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。 * 自然辩证法 * 3．物理学危机引发物理学革命 物理学革命，克服经典物理学危机，包括克服传统机械论哲学观念的影响。 马赫的对经典力学的绝对时空观的批判。 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。 * 自然辩证法 * 一些物理学家在危机来临之际，力图挽救旧经典力学图景。 波耳兹曼、洛伦兹和普朗克的故事。 年轻科学家大胆破除旧观念，建立新物理学图景。玻尔、海森堡、薛定谔，爱因斯坦的故事。 * 自然辩证法 * 新旧图景的关系：量子论中旧图景的痕迹。波粒二象性，测不准关系（1927年，海森堡；互补关系，1929年，玻尔），量子力学解释； 爱因斯坦与玻尔（哥本哈根学派）长达30年的哲学争论：决定论与统计解释的争论。今天普里戈金也倾向统计解释。 * 自然辩证法 * 第二节 20世纪的科学、技术和社会 20世纪的科学革命导致了社会和技术的迅速发展。科学本身也不断扩展自己的研究疆域。 本节主要内容： 20世纪科学技术发展概况 各个学科的发展与演化思想简介 * 自然辩证法 * 一．20世纪科学发展概况 20世纪上半叶：相对论 宏观、高速；量子理论 微观世界；追求统一性（弱力、强力、电磁和引力作用的统一）：悲喜参半——爱因斯坦的理想与结果；弱电统一理论。 * 自然辩证法 * 20世纪中叶以来： 探索复杂性 早期出现了一般的系统科学：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理论：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。 * 自然辩证法 * 复杂性问题 可逆与不可逆。 无序与有序。 进化和退化。 自组织与混沌理论。 复杂性与随机性。 非线性与线性。 运用系统复杂思想解题案例：都江堰战国（B.C.250）李冰等 宝瓶口 鱼嘴 飞沙堰 内江 外江 岷江 * 自然辩证法 * 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。 * 自然