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2.1、系统自然观产生的现代自然科学前提
系统自然观是辩证唯物主义自然观的发展。它植根于相对论、量子力学、分
子生物学和以系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同论、突变论、混沌
理论等为代表的系统科学的基础之上。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联系;量子
力学标志着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,突现了量子现象的整体性,突破了机械决定论的观念;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;系统论以“系统”的观点看自然界,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、动态体和开放性;
非平衡系统自组织理论不仅指出自然界的演化是自组织的、自己运动的,而
且揭示了自然演化的自组织机制;混沌理论则提供了一种关于系统演化的分叉与
混沌方式,它把简单性与复杂性、有序性与无序性、确定性与随机性、必然性与
偶然性等统一在新的更为深广的自然图景之中。
2.2、什么是系统?如何理解系统是自然界物质的普遍存在方式?
所谓系统,是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能
的有机整体。这一概念包含以下四个要义:
1)系统是由若干要素组成的,要素是构成系统的组成部分或单元,单一要
素不能成为系统;
2)系统在于“系”,即系统内诸要素之间,系统要素与系统整体之间相互
联系,相互作用,形成特定的结构;
3)系统还在于“统”,即要素彼此之间联系成为一个统一的有机整体;
4)系统作为一个整体对环境表现特定的功能,功能之所以为整体所具有,
是由于功能以结构为载体,并在系统诸要素的功能耦合中突现出来。
确认系统是自然界物质存在的普遍形式,不仅要把整个自然界看作一个系
统,而且要认识到自然界中的所有物质客体都自成系统。自然界的一切物质客体
不仅自成系统,而且又互成系统。
2.3、何谓演化与进化?怎样理解自然界的进化是一个不断发生对称性破缺
的过程?
演化:是一种具有不可逆性的运动形态.包括:1.事物的上升的,从无序到
有序的,从低级有序到高级有序的,2.与这个相反的过程..3.从宏观的有序态
到远离平衡的混沌态以及两者之间的更替状态。
进化:是一种不可逆性的或复杂性和多样性的增长。通常指演化内容的第一
部分,他是开放系统通过物质,能量,信息的交换,以及子系统与要素的协同作
用和环境的相互作用,经过渐变与突变而发生远离平衡态的复杂化和有序化的过
程。
对称,是指在一定变化下的不变性。
破缺是指在一定变化下所表现的可变性。
自然界的有序化是对称性破缺的结果,正是由于对称性破缺才使得系统向有
序化、组织化和复杂化演化。然界的进化是一个不断发生对称性破缺的过程,自
然界每发展到一个新的里程碑,都必有一个基本的物质的或相互作用的、时间的
或空间的对称性破缺与之相适应;高度有序化、复杂化和组织化的系统,即是对
称性逐步破缺过程的产物。
2.4、阐述自组织的概念,以及自然系统演化的自组织机制、基本条件。
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自组织是自然界物质系统自发地或自主地有序化、组织化和系统化的过程。
开放性、远离平衡态、非线性相互作用和涨落,是自然系统演化的自组织机
制。
①开放性、远离平衡态
一个远离平衡态的开放系统,通过与外界环境交换物质、能量和信息,就能
够从原来混乱无序的状态,转变为一种在时间、空间或功能上有序的结构。无序
与增熵是封闭系统运行的唯一方向,这是由封闭系统所决定的,而对抗这种决定
的运动路线的关键就是开放。所谓开放,就是借助外部环境输入的抗熵克服,抵
消系统内部的增熵。因此开放式系统自组织得以形成的必要条件。
远离平衡态也是系统实现自组织的必要条件。因为在近乎平衡态的情况下,
即使系统开放,它也会返回平衡态的。“非平衡是有序之源”,只有非平衡态才
能导致有序,形成稳定的有序结构。
②非线性相互作用
非线性相互作用是较为复杂的作用方式,是具有相干性的作用机制,胸内部
的作用关系不再是各种作用的简单叠加所能说明的,而是多种作用相互制约、耦
合而成的全新的整体效应。这意味着系
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