自然辯證法課件

1、自然辯證法（科學(xué)技術(shù)哲學(xué)） 授課教師：肖廣嶺 助 教： 丁大尉 （人文社會科學(xué)學(xué)院科技與社會研究所）第1頁，共123頁。緒 論一、什么是自然辯證法（對象、性質(zhì)和內(nèi)容）1、定義：自然辯證法是馬克思主義的重要組成部分，其研究對象是自然界發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律、人類認(rèn)識和改造自然的一般方法以及科學(xué)技術(shù)在社會發(fā)展中的作用。第2頁，共123頁。對自然辯證法認(rèn)識的發(fā)展自然辯證法通訊*雜志加上一個(gè)副標(biāo)題“關(guān)于自然科學(xué)的哲學(xué)、歷史和社會學(xué)的綜合性、理論性雜志”2019年以來，自然辯證法通訊雜志又進(jìn)一步將副標(biāo)題改名為“關(guān)于自然、科學(xué)、技術(shù)的跨學(xué)科研究和多維度透視的綜合性學(xué)術(shù)刊物”自然辯證法研究雜志加上“自

2、然哲學(xué)、科學(xué)哲學(xué)、技術(shù)哲學(xué)、科技與社會”的副標(biāo)題，都反映著這種情況第3頁，共123頁。 唯物辯證法：自然辯證法自然科學(xué)自然界 歷史唯物論社會科學(xué)社會第4頁，共123頁。錢學(xué)森的十大“橋梁”第5頁，共123頁。2、自然辯證法的內(nèi)容（教學(xué)內(nèi)容）：1）自然觀（自然科學(xué)的發(fā)展與自然觀的進(jìn)化）2）科學(xué)技術(shù)方法論3）科學(xué)技術(shù)觀（科學(xué)技術(shù)與社會）第6頁，共123頁。3、自然辯證法的主要研究內(nèi)容：綜合研究（重點(diǎn)為科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會、意識之間的轉(zhuǎn)化機(jī)制）自然科學(xué)中的哲學(xué)問題自然觀研究科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)方法論研究技術(shù)哲學(xué)與技術(shù)方法論研究技術(shù)科學(xué)與工程技術(shù)的哲學(xué)問題研究科學(xué)技術(shù)與社會研究（科技戰(zhàn)略、政策、法規(guī)和管理

3、等）科學(xué)與文化研究科學(xué)思想史研究科學(xué)技術(shù)哲學(xué)（自然辯證法）名著與科學(xué)技術(shù)哲學(xué)史研究第7頁，共123頁。二、學(xué)習(xí)自然辯證法的意義1、幫助確立馬克思主義自然觀、科技觀和方法論2、恩格斯：“一個(gè)民族想要站在科學(xué)的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維”3、培養(yǎng)科學(xué)精神和科技創(chuàng)新意識第8頁，共123頁。主要參考書和刊物：1）當(dāng)代自然辯證法教程，曾國屏等主編，清華大學(xué)出版社，2019。2）自然辯證法參考讀物，清華大學(xué)出版社，20193）自然辯證法概論，教育部社會科學(xué)研究與思想政治工作司，高等教育出版社，2019。4）科學(xué)技術(shù)哲學(xué)導(dǎo)論，劉大椿 著，中國人民大學(xué)出版社，2000。5）自然 科技 社會與辯證法，浙江

4、大學(xué)出版社，2019年版6）自然辯證法研究，中國自然辯證法研究會主辦7）自然辯證法通訊，中國科學(xué)院主辦第9頁，共123頁。其他參考書鄧小平論科學(xué)技術(shù)，中國科學(xué)院編，科學(xué)出版社論科學(xué)技術(shù)，江澤民，中央文獻(xiàn)出版社跨世紀(jì)科技與社會可持續(xù)發(fā)展。鄭積源，人民出版社科學(xué)的社會視角，李國秀，安徽人民出版社科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，尚勇，經(jīng)濟(jì)管理出版社科學(xué)能力學(xué)引論，趙紅洲，科學(xué)出版社科技文明的代價(jià)，徐飛 等，山東教育出版社科學(xué)的終結(jié)，約翰-霍根，遠(yuǎn)方出版社第10頁，共123頁。其他參考書（續(xù)）論科學(xué)精神，王大珩、于光遠(yuǎn)主編，中央編譯出版社科技創(chuàng)新的藝術(shù)，欒玉廣等著，科學(xué)出版社科學(xué)方法概覽，李建珊等著，科學(xué)出版社自

5、然辯證法在中國，龔育之著，北京大學(xué)出版社中共中央國務(wù)院關(guān)于實(shí)施科技規(guī)劃綱要增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的決定 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 （20192020年）第11頁，共123頁。課程學(xué)習(xí)方式課程講授課上討論（每次課一個(gè)問題）網(wǎng)上討論第12頁，共123頁?？己朔绞剑浩綍r(shí)成績 20課程論文 30期末考試 50 （大約在15周末） 第13頁，共123頁。第一篇：自然觀（科學(xué)技術(shù)發(fā)展與自然觀的演化）第一章：古代科學(xué)技術(shù)與樸素的自然觀第一節(jié)：古代科學(xué)技術(shù)一、原始人的發(fā)明： 石器工具；火；弓箭；原始畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；后來：古針縫衣、陶器燒制、房屋建造和木輪車、獨(dú)木舟的相繼發(fā)明，原始末期：冶銅技術(shù)（劃時(shí)代意義

6、）這些處于萌芽狀態(tài)的科學(xué)技術(shù)知識，既是生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，又是對自然界的初步認(rèn)識結(jié)果人類、勞動(dòng)與創(chuàng)新肖廣嶺，論創(chuàng)新性勞動(dòng)，清華大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會科學(xué)板，2019.4）第14頁，共123頁。二、四大文明古國科學(xué)技術(shù)：體腦分工，文字、工具研究手段4000 B.C.-2000 B.C. 巴比倫、埃及、印度和中國4大文明 古國里程碑意義的科技成果：鐵器、金字塔第15頁，共123頁。三、古希臘科學(xué)：800 B.C-A.D.2001、前期：800 B.C.-400 B.C.主要成就：科學(xué)與哲學(xué)一體化的自然哲學(xué)；最有價(jià)值的成就是留基伯、德謨克利特的原子論集大成者亞里士多德（承前啟后）： 提出完整的世界體系 研究

7、具體問題（通過經(jīng)驗(yàn)） 著作：物理學(xué)、論產(chǎn)生和消亡、天論、氣象學(xué)、動(dòng)物的歷史、論動(dòng)物的結(jié)構(gòu)、第16頁，共123頁。2、后期：“希臘化時(shí)期”：自然科學(xué)與哲學(xué)分化，產(chǎn)生了一些理論學(xué)科： 歐氏幾何 幾何原本阿基米德物理學(xué)：浮力定律、杠桿原理、螺旋提水器、滑車、投石炮、起重機(jī)；托勒密的天文學(xué)蓋倫的醫(yī)學(xué)：把醫(yī)學(xué)和解刨學(xué)知識系統(tǒng)化第17頁，共123頁。3、5世紀(jì)15世紀(jì)，歐洲進(jìn)入中世紀(jì)，這期間阿拉伯人和中華民族對世界科學(xué)文化發(fā)展做出了不朽的貢獻(xiàn)：阿拉伯：東西方交流的橋梁，保留了許多古希臘科學(xué)； 中國：東方科學(xué)文化的最杰出代表第18頁，共123頁。四、中國古代科學(xué)技術(shù)5世紀(jì)15世紀(jì)：中國在科學(xué)技術(shù)上居于世界領(lǐng)

8、先地位 四大學(xué)科體系：農(nóng)、醫(yī)、天、算四大發(fā)明：指南針、印刷術(shù)、火藥、造紙術(shù) 與古希臘比較：由定律、定理表現(xiàn)的理論自然科學(xué)不如古希臘，而實(shí)用科學(xué)長期處于領(lǐng)先地位中國古代實(shí)用科學(xué)：與技術(shù)沒有分化的一種知識形態(tài)。第19頁，共123頁。中國近代科學(xué)技術(shù)落后的原因：缺少社會大生產(chǎn)推動(dòng)中國傳統(tǒng)文化、思維方式和科舉制度的缺陷中國古代實(shí)用科學(xué)本身的缺陷第20頁，共123頁。第二節(jié)：古代的自然觀和科學(xué)方法一、古代的自然哲學(xué)，既是古代科學(xué)的一種知識形態(tài)，又是古代的自然觀學(xué)說：探討自然界本源是一個(gè)核心問題1）泰勒斯：“水是萬物之本原”；阿那克西曼德：“冷、熱、濕、干構(gòu)成萬物”；阿那克西米尼：“氣是世界的本原”；赫拉

9、克利特：“火是萬物的本原”（列寧稱他為“辯證法的奠基人”）。第21頁，共123頁。2）我國的五行說：金、木、水、火、土相雜形成萬物；陰陽說：“陰陽有序，陰陽失調(diào)”八卦說：天、地、雷、風(fēng)、水、火、山、澤；天地（乾坤）兩卦是自然界一切現(xiàn)象的最初根源。元?dú)庹f：“天地合氣，萬物自生”第22頁，共123頁。二、古代自然觀的特點(diǎn)：從整體上對自然界的本質(zhì)和規(guī)律做直觀的考察，勾勒了自然界的總畫面，肯定了自然界的物質(zhì)性和統(tǒng)一性，論述了自然界事物相互聯(lián)系、相互作用的辯證法，提出了對立面的統(tǒng)一和斗爭是世界萬物發(fā)展變化的內(nèi)在原因。第23頁，共123頁。 局限性：質(zhì)樸性：把自然界統(tǒng)一為具體事物； 思辨性：圓圈式的簡單循

10、環(huán)； 猜測性：有啟發(fā)性，但幼稚，有神秘色彩所以稱為“樸素的自然觀”（與當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平相適應(yīng)）第24頁，共123頁。第二章：近代前期的科學(xué)技術(shù)與形而上學(xué)的自然觀第一節(jié)：近代自然科學(xué)的產(chǎn)生一、社會歷史環(huán)境：第25頁，共123頁。1、十字軍東征：10961291年，東征8次，法、意、德、英等國國王參與了東征；促成十字軍東征的三股力量：城市經(jīng)濟(jì)和商人,貴族和騎士,教會 旗號：宗教改革，實(shí)質(zhì)是侵略東征后果：東西方貿(mào)易增加10倍以上；消耗封建和教會勢力，刺激資本主義發(fā)展第26頁，共123頁。2、地理大發(fā)現(xiàn)：背景：托勒密的地理學(xué)：地球是圓的；托斯堪內(nèi)里繪制的地圖：中國和印度在大西洋對岸。1）哥倫布（意）發(fā)現(xiàn)

11、新大陸（思考：與鄭和下西洋有何不同）第27頁，共123頁。2）巨大歷史意義：a) 馬克思和恩格斯的高度評價(jià)：“給新興資產(chǎn)階級開辟了新的活動(dòng)場所。使正在崩潰的封建社會內(nèi)部的革命因素迅速發(fā)展”b) 科學(xué)探索精神和科學(xué)價(jià)值：勞厄（18791960）在物理學(xué)史中說：“我們必須把十五世紀(jì)末的偉大的航海發(fā)現(xiàn)，首先是哥倫布的發(fā)現(xiàn)，作為新的研究精神的起點(diǎn)?！钡?8頁，共123頁。3、文藝復(fù)興：1）“十字軍東征”歐洲人發(fā)現(xiàn)古希臘2）提倡“以人為中心”，反對“以神為中心”3）學(xué)術(shù)空氣活躍，破除“信條”，恢復(fù)人類理性的權(quán)威，培植自由研究精神4）恩格斯說：這是人類從來沒有經(jīng)歷過的最偉大的、進(jìn)步的變革，是一個(gè)產(chǎn)生巨人的

12、時(shí)代。第29頁，共123頁。4、宗教改革運(yùn)動(dòng)：1）16世紀(jì)，馬丁路德（德）領(lǐng)導(dǎo)的宗教改革運(yùn)動(dòng) 核心：“信仰可以獲救”、“廉價(jià)教會”2）加爾文教：人實(shí)現(xiàn)上帝使命，提倡私有財(cái)產(chǎn)，發(fā)家致富光榮3）宗教改革與科學(xué)革命的關(guān)系：同路關(guān)系：資反封與科反神，又勢不兩立：新教和舊教一樣，迫害科學(xué)家，“布魯諾”英 布魯克科學(xué)與宗教（復(fù)旦大學(xué)出版社）第30頁，共123頁。4）馬克思：近代自然科學(xué)就是在這場普遍革命中產(chǎn)生和發(fā)展的，它必然會受到這個(gè)時(shí)代革命精神的影響，而且它本身就是徹底革命的。 第31頁，共123頁。二、哥白尼的太陽中心說1、畢德哥拉斯的地動(dòng)說 （約580500 B.C.）恩格斯：“關(guān)于地球運(yùn)動(dòng)的第一個(gè)

13、推測”2、阿里斯塔克第一次提出日心說（310 B.C.230 B.C.）測算：地球直徑是月亮的3倍，太陽直徑是地球直徑的67倍 ，是其理論的出發(fā)點(diǎn)（還需要兩個(gè)假定：小的圍著大的轉(zhuǎn)；勻速圓周運(yùn)動(dòng)）解釋視差：極遠(yuǎn)未被接受第32頁，共123頁。3、托勒密的地心體系1）柏拉圖和亞里士多德的同心球2）阿波羅尼斯的本倫均倫體系（262 B.C.190 B.C.）3）喜帕恰斯的偏心球（190 B.C.125 B.C.）4）托勒密集地心體系之大成（A.D. 100170）第33頁，共123頁。4、哥白尼的日心說（14731543）1）簡歷：在意大利學(xué)習(xí)10年， 1499年成為羅馬大學(xué)教授關(guān)于地動(dòng)的學(xué)說觸動(dòng)其好

14、奇心，開始改進(jìn)計(jì)算方法， 后打破地心說，到波蘭鄉(xiāng)村當(dāng)牧師，1543年5月24日出版天體運(yùn)行論，去世。第34頁，共123頁。2）偉大意義：天體運(yùn)行論是自然科學(xué)宣布其獨(dú)立的革命行為，是近代革命的先聲。 a）反對宗教神學(xué)：反對被宗教化了的“托勒密體系” b）反對神云亦云，人云亦云：為自然科學(xué)發(fā)展開辟了道路c）對宇宙觀、自然觀的進(jìn)步有重要意義第35頁，共123頁。3）哥白尼為什么能提出太陽中心說？古希臘科學(xué)的種子普遍革命的社會歷史環(huán)境思考：近代自然科學(xué)為什么沒有在中國產(chǎn)生或李約瑟難題第36頁，共123頁。第二節(jié) 牛頓力學(xué)的誕生和形而上學(xué)自然觀的形成一、開普勒天體運(yùn)行三定律：1、幼年家貧，想當(dāng)牧師， 酷

15、愛數(shù)學(xué)，認(rèn)為上帝 一定用數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)宇宙。2、接觸到哥白尼體系后，為它 的數(shù)學(xué)簡單性與和諧性而感動(dòng)?！拔覐撵`魂深處證明它是真實(shí)的，我以難以相信的歡樂心情欣賞它的美。”第37頁，共123頁。 三次探索：第一次：發(fā)表神秘的宇宙結(jié)構(gòu)六、四、十二、二十、八土、木、火、地、金、水1600年：成為第谷的助手，經(jīng)驗(yàn)與理性結(jié)合第二次：發(fā)現(xiàn)軌道定律和面積定律選定火星為研究中心， 無論怎樣調(diào)整偏心圓，還差8弧分（0.133度） “就憑這8弧分的差異，便引起了天文學(xué)的全部革新?！钡谌危褐芷诙桑篢2R3第38頁，共123頁。3、開普勒的自然觀和認(rèn)識論：一方面深信宇宙的數(shù)學(xué)和諧，天體音樂； 另一方面尊重事實(shí)。第39頁，

16、共123頁。4、偉大意義：繼承發(fā)展了日心說，為牛頓力學(xué)奠定了基礎(chǔ)；放棄正圓軌道，也背棄了教會的信條；認(rèn)識自然規(guī)律的信念。第40頁，共123頁。二、伽利略：1、發(fā)現(xiàn)： 單擺運(yùn)動(dòng)（教堂）自由落體運(yùn)動(dòng)（思想實(shí)驗(yàn)，比薩斜塔實(shí)驗(yàn)） 慣性定律 （思想實(shí)驗(yàn)，斜坡實(shí)驗(yàn)，受控實(shí)驗(yàn)） 拋物運(yùn)動(dòng)理論 發(fā)明高倍數(shù)望遠(yuǎn)鏡，支持日心說。 發(fā)表哥白尼與托勒密兩大體系的對話第41頁，共123頁。2、偉大意義：1）以實(shí)踐和榜樣確立實(shí)驗(yàn)科學(xué)的地位，成為近代科學(xué)之父，特點(diǎn)：受控實(shí)驗(yàn)，思想實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合；2）通過用望遠(yuǎn)鏡，支持哥白尼日心說，發(fā)現(xiàn)木星衛(wèi)星、太陽黑子， 月球表面山谷； 3）打破對亞里士多德的迷信第42頁，共123

17、頁。缺陷：伽利略不理解開普勒工作的意義，天上和地上不能結(jié)合，這個(gè)工作留給牛頓去解決。第43頁，共123頁。 三、牛頓力學(xué)和機(jī)械自然觀1、牛頓是四“大家”于一身。恩格斯：“牛頓由于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律而建立了科學(xué)的天 文學(xué)，由于進(jìn)行了光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)，由于創(chuàng)立了二項(xiàng)式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)，由于認(rèn)識了力的本性而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)?！钡?4頁，共123頁。牛頓的力學(xué)思想和機(jī)械論： 外加力外因論只改變速度和位置，不改變質(zhì)量只有量變，沒有質(zhì)變 力學(xué)定律對物體無論質(zhì)量與速度大小都適用機(jī)械論：機(jī)械力學(xué)解釋一切力學(xué)的精確預(yù)言單一決定論，物質(zhì)特性：慣性、廣延性、不可入性、堅(jiān)實(shí)性與機(jī)械原子論適應(yīng)

18、。所以，機(jī)械論的出現(xiàn)不可避免。第45頁，共123頁。4、牛頓的絕對時(shí)空觀：優(yōu)點(diǎn)：抽象，時(shí)空和運(yùn)動(dòng)，可??；缺點(diǎn)：時(shí)空絕對，與物質(zhì)及運(yùn)動(dòng)無關(guān)不可取第46頁，共123頁。5、牛頓的神學(xué)觀：存在全能的上帝論據(jù)：太陽系的巧妙安排； 行星的橫向推動(dòng)力； 動(dòng)物的巧妙構(gòu)造； 上帝精通力學(xué)和幾何學(xué)，具有光學(xué)知識，聲學(xué)技巧?？梢姡簷C(jī)械唯物論不是徹底的唯物論第47頁，共123頁。四、第一次技術(shù)革命發(fā)端于英國，而后遍及歐洲，以紡織機(jī)械的的革新為起點(diǎn)，以蒸汽機(jī)發(fā)明為標(biāo)志； 特點(diǎn)：科學(xué)革命與技術(shù)革命平行（有相互影響）發(fā)展。第48頁，共123頁。五、形而上學(xué)自然觀的形成特點(diǎn)：自然界絕對不變，自然界的一切從來如此，并將 永遠(yuǎn)

19、如此；萬事萬物只是在時(shí)間上彼此并列著， 沒有時(shí)間上的歷史發(fā)展。原因：蒸汽機(jī)械生產(chǎn)和機(jī)械力學(xué)；分門別類、孤立靜止的研究方法，形而上學(xué)的思維方式。所以，形而上學(xué)自然觀有其歷史必然性。第49頁，共123頁。恩格斯：“形而上學(xué)的思維方式，雖然在相當(dāng)廣泛的、各依對象的性質(zhì)而大小不同的領(lǐng)域中是正當(dāng)?shù)?，甚至必要的，可是它每一次都遲早要達(dá)到一個(gè)界限，一超過這個(gè)界限，它就要成為片面的、狹隘的、抽象的，并且陷入不可解決的矛盾，因?yàn)樗吹揭粋€(gè)一個(gè)的事物，忘了它們的相互聯(lián)系；看到它們的存在，忘了它們的產(chǎn)生和消失；看到它們的靜止，忘了它們的運(yùn)動(dòng)；因?yàn)樗灰姌淠?，不見森林”。?0頁，共123頁。第三章：近代后期科學(xué)技術(shù)

20、與自然辯證法的創(chuàng)立1）主要部門由搜集材料為主轉(zhuǎn)化為整理材料為主的理論綜合； 2）電磁理論引起第二次技術(shù)革命； 3）自然科學(xué)在形而上學(xué)的自然觀上打開一個(gè)個(gè)缺口，導(dǎo)致自然辯證法的誕生，及自然觀、科技觀和方法論變革第51頁，共123頁。 第一節(jié)：自然科學(xué)的全面發(fā)展一、康德拉普拉斯的星云說1）康德星云說：1755年，31歲的康德匿名出版了自然通史 和天體論根據(jù)牛頓力學(xué)定理試論整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)及其力學(xué)起源 2）拉普拉斯星云說：1796年出版宇宙體系論：3）星云說的意義：“在僵化的自然觀上打開了第一個(gè)缺口?！钡?2頁，共123頁。二、地質(zhì)漸變論賴爾發(fā)表地質(zhì)學(xué)原理用地質(zhì)過 程（風(fēng)、雨、河流、潮汐，地震）解釋地

21、球表面的變化； “漸變論”在僵化的自然觀上打開了第二個(gè)缺口。 恩格斯的評價(jià)：“只是賴爾才第一次把理性帶到地質(zhì)學(xué)中， 因?yàn)樗缘厍虻木徛兓臐u進(jìn)作用，代替了造物主的一時(shí)興發(fā)所引起的突然革命。”第53頁，共123頁。三、能量守恒定律1、背景：多種能量形式的轉(zhuǎn)化：機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、電能2、做出發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)重要人物：卡諾、邁爾、焦耳、 赫爾姆霍茨3、偉大意義：自然界運(yùn)動(dòng)多樣性的統(tǒng)一，在形而上學(xué)自然觀上又打開了一個(gè)缺口，恩格斯：“偉大運(yùn)動(dòng)的基本定律”。第54頁，共123頁。四、原子分子論的建立1）道爾頓創(chuàng)立原子論（1803）：把質(zhì)量守恒、當(dāng)量定律等與物質(zhì)由原子組成的觀念聯(lián)系起來；原子論基本點(diǎn)：物質(zhì)由

22、不可再分的原子組成；原子量；復(fù)雜原子（化合物）與古代原子論和牛頓原子論的區(qū)別：原子量和化學(xué)符號第55頁，共123頁。2）分子論的形成：阿佛加德羅提出分子假說（1811）：化學(xué)反應(yīng)是分子重新組合相同體積的不同氣體有相同的分子數(shù) 沒有被采納，后出現(xiàn)混亂：OH：H2O，H2O2， CH：有機(jī)物康尼查羅（1860）重申分子論，被接受第56頁，共123頁。原子分子論的意義：原子：重要綜合，化學(xué)的中心（恩格斯評語）分子：鞏固了原子論，有利于結(jié)構(gòu)理論發(fā)展原子分子論在物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的統(tǒng)一性（自然界）第57頁，共123頁。五、門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律（1869）1）背景：原子量測定的日趨精確； 原子價(jià)的建立； 元素

23、發(fā)現(xiàn)量的積累：電解方法（戴維電解出鉀鈉鈣鋇鍶鎂等），光譜分析法（銫銣鉈銦等）1800年27種，1860s年63種理論準(zhǔn)備：邁爾的“六元素表”（1864）；鈕蘭茲的“八音律”（1865）第58頁，共123頁。2）門捷列夫的發(fā)現(xiàn)：用量與質(zhì)的關(guān)系修改原子量：鈾116240，共修改15種元素大膽空格：“類鋁” 鎵，1875年（法）布瓦博德朗修改比重：4.75.96.0“類硼” 鈧； “類硅” 鍺第59頁，共123頁。3）重要意義：指導(dǎo)科學(xué)發(fā)現(xiàn)：24年發(fā)現(xiàn)20種新元素對研究原子結(jié)構(gòu)，合金制造，催化劑選擇， 天體起源有意義；揭示自然界的辯證規(guī)律；恩格斯：“門捷列夫不自覺地應(yīng)用黑格爾的量轉(zhuǎn)化為質(zhì)的規(guī)律，完成

24、了科學(xué)史上的一個(gè)勛業(yè)。這個(gè)勛業(yè)可以和勒維列計(jì)量尚未知道的行星海王星軌道的勛業(yè)居于相同的地位 ” 第60頁，共123頁。六、細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞學(xué)說的提出：1838年施萊登發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞，1839年施旺發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞重要意義：把動(dòng)植物在細(xì)胞水平上統(tǒng)一起來，自然界的物質(zhì)統(tǒng)一性第61頁，共123頁。七、生物進(jìn)化論：達(dá)爾文的學(xué)生時(shí)代： 喜歡動(dòng)植物標(biāo)本，放棄醫(yī)學(xué)，改學(xué)教會學(xué)隨貝格爾號航行：5年航行改變了觀念生物進(jìn)化觀的形成：生物由共同的祖先進(jìn)化而來，但機(jī)制不清人工選擇會產(chǎn)生新種，（受中國的啟發(fā)）自然選擇：適者生存（海島鳥的特點(diǎn)），生存斗爭，進(jìn)化動(dòng)力（受馬爾薩斯人口論啟發(fā)）第62頁，共123頁。圍繞進(jìn)化論的斗爭：焦點(diǎn)

25、：打擊宗教神學(xué)赫胥黎和?？藸枺?019年8月美國肯薩斯州教育理事會決定把生物進(jìn)化論從該州的課程表中驅(qū)逐出去。）第63頁，共123頁。人類起源于非洲說（最新假說）“拉登和布什有親戚關(guān)系嗎？如果你相信韋爾斯在過去10年發(fā)現(xiàn)的遍布世界的基因證據(jù)，所有的人都出自一個(gè)6萬年前的非洲祖先的話，就當(dāng)然有！”人類史前出非洲記 地球文明之源的DNA解碼隨著距非洲距離越來越長，遺傳多樣性的衰退程度，正好沿著人類早期遷徙的路線慢慢增大，如果人類起源于不同地區(qū)的話，就不可能有這樣嚴(yán)格的規(guī)律。 （通過對染色體的研究，能較為直接地揭示人類起源和演化的過程）第64頁，共123頁。偉大意義：生物學(xué)革命，不僅對整個(gè)科學(xué)，而且對

26、哲學(xué)有深遠(yuǎn)影響，破除創(chuàng)世說； 馬克思學(xué)說的“自然史基礎(chǔ)”和“自然科學(xué)根源” 恩格斯：唯物史觀與進(jìn)化論相比。第65頁，共123頁。第二節(jié)：自然辯證法的創(chuàng)立一、自然觀和科學(xué)方法論的進(jìn)展1、自然科學(xué)的發(fā)展在形而上學(xué)的自然觀上打開了一個(gè)個(gè)缺口，1）生動(dòng)地顯示了自然界是相互聯(lián)系、發(fā)展變化的關(guān)系：星云說、漸變論、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律元素周期律、進(jìn)化論2）找到了事物千差萬別，但又相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)原子分子論、細(xì)胞這些揭示了自然界的辯證圖景。第66頁，共123頁。2、科學(xué)方法論的進(jìn)展：1）觀察、實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)等傳統(tǒng)方法提高到一個(gè)新水平2）發(fā)展出整理經(jīng)驗(yàn)材料的新方法，如，比較方法（達(dá)爾文）、歷史方法（賴爾）

27、、假說方法（門捷列夫、道爾頓、康德）總之，19世紀(jì)，自然觀和方法論的進(jìn)展為辯證自然觀和自然辯證法的建立奠定了基礎(chǔ)。第67頁，共123頁。二、德國古典哲學(xué)中辯證自然觀的出現(xiàn)1、康德以吸引和排斥來解釋星云說，把歷史主義帶進(jìn)了自然科學(xué)。2、黑格爾在唯心主義范圍內(nèi)對當(dāng)時(shí)的自然科學(xué)成就作了全面概括：提出辯證法三規(guī)律和一些范疇，歸納與演繹、分析與綜合、具體與抽象、歷史與邏輯的辯證統(tǒng)一。第68頁，共123頁。自然哲學(xué)把自然界分為：力學(xué)： 吸引與排斥（空間總是充實(shí)的空間，事物本身是時(shí)間性的， 空間和時(shí)間從屬于運(yùn)動(dòng)。物理學(xué)：批判熱質(zhì)說，電與磁相互轉(zhuǎn)化，光的連續(xù)性間斷 有機(jī)學(xué)：地質(zhì)有機(jī)植物有機(jī)體動(dòng)物有機(jī)體“頭足倒

28、立”的辯證法第69頁，共123頁。三、自然辯證法的誕生：馬克思和恩格斯總結(jié)和概括自然科學(xué)成果，批判吸收了前人的辯證法，創(chuàng)立自然辯證法自然辯證法著作是自然辯證法誕生的標(biāo)志。第70頁，共123頁。1、論證了辯證唯物主義自然觀取代形而上學(xué)自然觀的歷史必然性2、確立了新的自然觀的主要內(nèi)容和辯證法的若干范疇：從星體到微粒，有無窮層次時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)與物質(zhì)的關(guān)系把運(yùn)動(dòng)歸結(jié)為：機(jī)械運(yùn)動(dòng)、物理運(yùn)動(dòng)、化學(xué)運(yùn)動(dòng)、生物運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)形式相互轉(zhuǎn)化。第71頁，共123頁。3、總結(jié)了自然科學(xué)發(fā)展的規(guī)律性：科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)的關(guān)系；科學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系；理論思維的重要性； 科學(xué)發(fā)展的幾何規(guī)律； 人、自然、技術(shù)、社會協(xié)調(diào)發(fā)展；第7

29、2頁，共123頁。4、科學(xué)預(yù)見：原子可分、電運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)承擔(dān)者、邊緣學(xué)科是發(fā)展方向： 恩格斯：“在分子科學(xué)和原子科學(xué)的接觸點(diǎn)上（物理學(xué)家和化學(xué)家）雙方都宣稱與己無關(guān)，但是恰恰就在這一點(diǎn)上可望取得最大成果”，預(yù)示了物理化學(xué)的出現(xiàn)。 “化學(xué)進(jìn)入到有機(jī)生命的領(lǐng)域，而且它已經(jīng)足以使我們確信：它獨(dú)自就可以給我們說明向有機(jī)體的辯證轉(zhuǎn)化”, 即生物化學(xué)將出現(xiàn)。第73頁，共123頁。第四章：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與自然辯證法的發(fā)展第一節(jié)：物理學(xué)革命及自然觀發(fā)展一、量子力學(xué)的建立：黑體輻射問題（光譜只與溫度有關(guān)），是開爾文的“一朵烏云”，導(dǎo)致量子力學(xué)的出現(xiàn)。第74頁，共123頁。1、普朗克的能量子假說：1）1896（德）維

30、恩的經(jīng)驗(yàn)公式：P(v)=BV3e-AV/T 根據(jù)熱力學(xué)導(dǎo)出，把光作為粒子（類似分子），在短波段與實(shí)驗(yàn)符合，長波段與實(shí)驗(yàn)不符合。2）1900（英）瑞利金斯公式：P(v)= 根據(jù)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理導(dǎo)出，把光作為波的匯集，長波段符合，短波段出現(xiàn)“紫外災(zāi)難”。第75頁，共123頁。 3）1900（德）普朗克公式：P(v)= 用內(nèi)插法獲得，長波和短波段 都符合，很快證實(shí)。普朗克的理論說明：能量是不連續(xù)的，一份一份的，即能量子。4）量子概念的意義：人類認(rèn)識史上的一次革命； 普朗克的態(tài)度：“孤注一擲的行動(dòng)”第76頁，共123頁。 2、愛因斯坦的光量子假說（1905）：把能量子用于對光的解釋，提出光量子，

31、和波粒二項(xiàng)性：對于統(tǒng)計(jì)的平均現(xiàn)象，光表現(xiàn)為波動(dòng)；對于瞬時(shí)的漲落現(xiàn)象，光表現(xiàn)為粒子。解釋：光電效應(yīng)：hv=1/2mv2+A第77頁，共123頁。 3、盧瑟福的原子有核模型和玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論1）盧瑟福的原子有核模型：根據(jù)a粒子轟擊鋁箔散射實(shí)驗(yàn)推出2）玻爾原子結(jié)構(gòu)理論：把普朗克的能量子假說引入有核模型， 提出定態(tài)、能級和躍遷概念，量子力學(xué)發(fā)展的里程碑 特點(diǎn)：經(jīng)典理論與量子理論的混合物（半徑、軌道），只能解釋氫原子。 玻爾的成功在于科學(xué)前沿三方面（能量子假說、“行星”模型和光譜學(xué)成果）的結(jié)合。第78頁，共123頁。 4、德布洛意（法）的物質(zhì)波（不是機(jī)械波和電磁波）1）用類比的方法提出物質(zhì)波假說：光學(xué)

32、：波動(dòng)性：費(fèi)爾馬原理，有粒子性力學(xué)：粒子性：莫伯圖原理，應(yīng)該有波動(dòng)性，即物質(zhì)波1927年證實(shí)：戴維遜、革末、G.P.湯姆遜實(shí)驗(yàn) 1929年獲諾貝爾獎(jiǎng)2）意義：概念極為深刻，表達(dá)極為簡單；第79頁，共123頁。 5、量子力學(xué)的建立：建立在物質(zhì)波的基礎(chǔ)上1）海森堡的矩陣力學(xué)：拋棄電子軌道，以可觀察量（如原子發(fā)光的頻率和強(qiáng)度）之間的關(guān)系為依據(jù)，用“對應(yīng)原理”2）薛定諤的波動(dòng)力學(xué)：受物質(zhì)波的啟發(fā)： 通常力學(xué)：波動(dòng)力學(xué)幾何光學(xué)：波動(dòng)光學(xué) 用波函數(shù)描寫微觀粒子的波動(dòng)性波動(dòng)力學(xué)后來證明矩陣力學(xué)與波動(dòng)力學(xué)本質(zhì)相同，稱其為量子力學(xué)第80頁，共123頁。3）如何理解量子力學(xué)的“波”？a）玻恩的“統(tǒng)計(jì)解釋”：“幾率

33、波”：波函數(shù)在某一點(diǎn)的強(qiáng)度同在該點(diǎn)找到粒子的幾率成正比。b）海森堡的“測不準(zhǔn)關(guān)系”： “h”在宏觀世界可忽略，在微觀世界不可忽略。第81頁，共123頁。6、量子力學(xué)中的哲學(xué)爭論：1）玻爾的“互補(bǔ)原理” 從哲學(xué)上解釋測不準(zhǔn)關(guān)系、波粒二象性。認(rèn)為：在描寫量子現(xiàn)象時(shí)，一些經(jīng)典概念的使用將排斥另一些經(jīng)典概念，而另一些經(jīng)典概念在另一種情況下卻是描述現(xiàn)象所必須的，即互斥有互補(bǔ)。 例如：粒子（實(shí)體）和波（場）：一種實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)為粒子性，另一種實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)為波動(dòng)性同一實(shí)驗(yàn)不能粒子和波兼得第82頁，共123頁。玻爾主張：測量效應(yīng)：儀器與粒子的相互作用測不準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)性，能描述單個(gè)體系（而不是單個(gè)粒子）的狀態(tài)的理論，就是完備的

34、理論。物理學(xué)應(yīng)該描述“觀察到的物理實(shí)在”，而不是不受干擾的物理實(shí)在；應(yīng)該用統(tǒng)計(jì)決定論，而不是傳統(tǒng)的單值決定論；第83頁，共123頁。2）愛因斯坦認(rèn)為量子力學(xué)不完備主張：不受干擾的物理實(shí)在；完備的理論不僅能說明經(jīng)驗(yàn)，而且要對單個(gè)過程作出決定論描述，統(tǒng)計(jì)性理論是不完備的。第84頁，共123頁。3）如何看待玻爾與愛因斯坦的爭論？新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對玻爾有利，現(xiàn)大多數(shù)物理學(xué)家站在玻爾一邊，新的自然觀認(rèn)為：自然界統(tǒng)計(jì)描述不是人們對自然界無知，或知識不完備造成的過渡狀態(tài)，而是自然界本質(zhì)特性的反映。第85頁，共123頁。量子力學(xué)的發(fā)展加深了人們對微觀世界普遍聯(lián)系和因果關(guān)系的認(rèn)識，會豐富和發(fā)展辯證唯物主義自然觀。問

35、題：主客體是否可分？怎樣理解主體、客體、認(rèn)識與實(shí)踐的關(guān)系？第86頁，共123頁。二、相對論革命 （愛因斯坦，18791955）有人說：愛因斯坦應(yīng)該獲得五個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)：分別是：對布朗運(yùn)動(dòng)的研究、光量子理論、狹義相對論、質(zhì)能關(guān)系式、廣義相對論。 奇跡：前四項(xiàng)完成于1905年3月9月，6個(gè)月完成；無名師指導(dǎo)，不在科研單位，業(yè)余搞科研，個(gè)人研究?！皧W林比亞科學(xué)院”（與索洛文和哈比希特）愛因斯坦：“與其說我是物理學(xué)家，到不如說我是哲學(xué) 家”第87頁，共123頁。1、狹義相對論的創(chuàng)立1）在邁莫實(shí)驗(yàn)和洛倫茲變換基礎(chǔ)上，拋棄靜態(tài)以太理論，堅(jiān)持相對性原理的普遍性（世界統(tǒng)一性自然觀）堅(jiān)信麥克斯韋方程的正確性光速不變

36、2）如何解決相對性原理與光速不變的矛盾？靈感：“對于一個(gè)觀察者來說是同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對另一個(gè)觀察者，就不一定是同時(shí)的。”火車實(shí)驗(yàn)，即同時(shí)性的相對性。第88頁，共123頁。解決矛盾的關(guān)鍵，把洛倫茲的“當(dāng)?shù)貢r(shí)間”定義為“時(shí)間”。這樣，愛因斯坦從狹義相對性原理和光速不變原理出發(fā)，推導(dǎo)出洛倫茲變換，創(chuàng)立狹義相對論。因此，解決矛盾的關(guān)鍵：發(fā)現(xiàn)伽利略變換與光速不變的矛盾，拋棄伽利略變換所體現(xiàn)的絕對時(shí)空觀。第89頁，共123頁。3）愛因斯坦為什么能創(chuàng)立狹義相對論？世界統(tǒng)一性自然觀的支配：是愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的關(guān)鍵世界不是雜亂無章的，而是簡單的、和諧的、有規(guī)律的；一些普遍規(guī)律和原理的存在是世界統(tǒng)一性的

37、重要表現(xiàn)，找到了這些基本原理和規(guī)律就能對自然界加以統(tǒng)一描寫。第90頁，共123頁。 愛因斯坦說：“物理學(xué)家們的最高使命是要得到哪些普遍的基本定律，由此，世界體系就能用單純的演繹法建立起來?！睈垡蛩固乖谑澜缃y(tǒng)一性思想的支配下，堅(jiān)持相對性原理的普遍性，并找到光速不變原理，同時(shí)將兩者協(xié)調(diào)起來，創(chuàng)立狹義相對論。第91頁，共123頁。b）邏輯思維和直覺思維相結(jié)合：愛因斯坦從世界統(tǒng)一性理論體系的簡單性。邏輯簡單性：“指這個(gè)體系所包含的彼此獨(dú)立的假說或公理最少”愛因斯坦：“邏輯上簡單的東西，當(dāng)然不一定是物理上真實(shí)的東西，但是，物理上真實(shí)的東西一定是邏輯上簡單的，也就是說，它在基礎(chǔ)上具有統(tǒng)一性?！豹M義相對論體

38、現(xiàn)了邏輯簡單性的要求它從兩個(gè)基本原理出發(fā)，演繹出洛倫茲變換，再演繹出一系列推論。第92頁，共123頁。狹義相對論的兩個(gè)基本原理是怎么建立的？愛因斯坦：“要通向這些定律，沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經(jīng)驗(yàn)的共鳴和理解為依據(jù)的直覺才能得到這些定律。” 愛因斯坦：“一般可以這樣說：從特殊到一般的道路是直覺的，而從一般到特殊的道路則是邏輯的?！豹M義相對論的兩個(gè)基本原理就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，通過直覺思維建立起來的。第93頁，共123頁。2、廣義相對論的建立1）廣義相對論與狹義相對論相比有很大的不同狹：舊理論與新事實(shí)發(fā)生矛盾下產(chǎn)生的，條件成熟；沒有愛因斯坦，也會創(chuàng)立。 廣：當(dāng)時(shí)牛頓引力理論同經(jīng)驗(yàn)事實(shí)沒有發(fā)生

39、明顯的矛盾；雖然，根據(jù)牛頓引力理論，水星近日點(diǎn)的近動(dòng)的總效應(yīng)是1度3237/百年”，而實(shí)際觀察值為1度3320”/百年。相差：43”/百年，微不足道。愛因斯坦認(rèn)為：當(dāng)時(shí)只有他才能創(chuàng)立廣義相對論。第94頁，共123頁。2）廣義相對論的產(chǎn)生是愛因斯坦在一種哲學(xué)思想的指導(dǎo)下，對狹義相對論的推廣。a）“狹”的速度極限與牛頓引力的瞬時(shí)超距作用相抵觸，由此，有必要對牛頓的引力理論加以改造。b）但是，更重要的是愛因斯坦把相對性原理推廣到非慣性系。從世界統(tǒng)一性觀點(diǎn)看，狹義相對論還是不徹底的，還被局限于慣性系。第95頁，共123頁。c）發(fā)現(xiàn)“等效原理”是建立廣義相對論的關(guān)鍵。等效原理：從時(shí)空小范圍看，一個(gè)沒有引

40、力場的勻加速運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系同有引力場的慣性系是等價(jià)的。即：慣性力場引力場 “理想電梯實(shí)驗(yàn)”，慣性質(zhì)量引力質(zhì)量有了“等效原理”就可以把相對性原理推廣到非慣性系，從而建立廣義相對論。愛因斯坦說：發(fā)現(xiàn)“等效原理”是他一生中最愉快的時(shí)刻。第96頁，共123頁。d）廣義相對論認(rèn)為：現(xiàn)實(shí)物質(zhì)存在的空間不是平直的毆氏空間，而是彎曲的黎曼空間?？臻g彎曲的程度取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布狀況，空間曲率就體現(xiàn)為引力場的強(qiáng)度，引力只不過是空間彎曲的“效應(yīng)”，這樣，就取消了牛頓萬有引力的假定。第97頁，共123頁。廣義相對論還認(rèn)為：時(shí)空特性取決于物質(zhì)的分布，越密，越彎曲，引力場越強(qiáng)；由于引力勢的高低不同，時(shí)鐘的快慢也要發(fā)生

41、變化。由此，廣義相對論深刻地揭示了時(shí)空同物質(zhì)的統(tǒng)一性慣性。（愛因斯坦的后半生進(jìn)行“統(tǒng)一場論”的研究）第98頁，共123頁。相對論意義：不僅是一次科學(xué)革命，而且有重要的哲學(xué)意義，揭示了時(shí)間、空間、物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量、能量的本質(zhì)聯(lián)系，印證和豐富了辯證唯物主義自然觀。第99頁，共123頁。第二節(jié)：現(xiàn)代宇宙學(xué)及自然觀發(fā)展宇宙學(xué)：從整體的角度來研究宇宙的結(jié)構(gòu)與演化。一、牛頓宇宙學(xué)理論及其困難牛頓的宇宙圖象：無數(shù)的天體均勻地布滿在無限的空間之中?？臻g是三維歐氏空間，無論向前向后，向左向右，向上向下，都可以一直延伸下去，沒有一個(gè)方向有終點(diǎn)。第100頁，共123頁?！肮舛茹Ｕ摗焙汀耙︺Ｕ摗盿）1832年（德）

42、奧爾波斯提出光度悖論：即白天同黑夜一樣亮。 解釋：星的數(shù)目，亮度b）1894年（德）塞里格爾提出引力悖論：每一個(gè)星球上的引力的總和將是無限大。這樣每個(gè)星體都將被扯的粉碎而毀滅。 從這兩個(gè)悖論說明，從牛頓理論和宇宙無限這兩點(diǎn)出發(fā)，不能給出一個(gè)的無邏輯矛盾的宇宙模型。第101頁，共123頁。二、相對論宇宙模型的提出：1、1917年愛因斯坦發(fā)表根據(jù)相對論對宇宙學(xué)所做的考察，根據(jù)廣義相對論，并加進(jìn)了有斥力的“宇宙項(xiàng)”（平生所犯的最大錯(cuò)誤），得到一個(gè)靜態(tài)的、有限無界的宇宙模型。2、1922佛里德曼模型（俄）他得到了愛因斯坦的場方程的均勻的和各向同性的通解，即，動(dòng)態(tài)模型，按空間曲率K為正、零、負(fù)三種情況，

43、取決于宇宙物質(zhì)的密度，宇宙或膨脹，或收縮。第102頁，共123頁。三、哈勃定律1929年發(fā)現(xiàn)：河外星系譜線紅移與距離之間存在著粗略的正比關(guān)系，得出宇宙膨脹論。這是20世紀(jì)天文學(xué)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。第103頁，共123頁。四、大爆炸宇宙學(xué)的提出1948年伽莫夫把宇宙膨脹論和基本粒子的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來，把宇宙起源和元素起源聯(lián)系起來，提出熱大爆炸宇宙學(xué)， 認(rèn)為宇宙有一段由密到稀，由熱到冷的演化史。 預(yù)言：宇宙遺留下來的微波輻射背景溫度為5度K。第104頁，共123頁。五、3度K微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)1964年貝爾實(shí)驗(yàn)室的彭齊斯和威爾遜意外地發(fā)現(xiàn)， 這一發(fā)現(xiàn)最有力地支持了熱大爆炸理論，1978年兩人獲得諾貝爾獎(jiǎng)

44、。 第105頁，共123頁。六、霍金的宇宙學(xué)廣義相對論自身不能回答宇宙學(xué)的核心問題，為何宇宙如此這般。如果廣義相對論和量子論相合并，就可能預(yù)言宇宙是如何起始的。它開始以不斷增大的速率膨脹。在這個(gè)稱作暴脹的時(shí)期，微小的起伏會發(fā)展，導(dǎo)致星系、恒星以及宇宙中所有其他結(jié)構(gòu)的形成。對宇宙微波背景中的小的非均勻性的觀測，完全證實(shí)了預(yù)言的性質(zhì)。這樣，我們似乎正朝著理解宇宙起源的正確方向前進(jìn)，盡管還有許多工作要做。當(dāng)我們通過精密測量空間航空器之間距離，進(jìn)而能夠檢測到引力波，就會打開極早期宇宙的新窗口。第106頁，共123頁?；艚鸬挠钪鎸W(xué)（續(xù)）盡管我們已經(jīng)取得了一些偉大成功，并非一切都已解決。我們觀察到，宇宙的

45、膨脹在長期的變緩之后，再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解，對宇宙的未來還無法確定。它會繼續(xù)地?zé)o限地膨脹下去嗎？暴脹是一個(gè)自然定律嗎？或者宇宙最終會再次坍縮嗎？新的觀測結(jié)果，理論的進(jìn)步正迅速涌來。宇宙學(xué)是一個(gè)非常激動(dòng)人心和活躍的學(xué)科。第107頁，共123頁。第三節(jié) 系統(tǒng)科學(xué)及自然觀發(fā)展系統(tǒng)科學(xué)20世紀(jì)40年代后發(fā)展起來這是一個(gè)學(xué)科群，這類科學(xué)不像物理、化學(xué)等等，以具體的領(lǐng)域?yàn)檠芯繉ο?，而是以抽象的系統(tǒng)及其演化為研究對象（中科院的系統(tǒng)所在數(shù)學(xué)院）其發(fā)展可以分為三個(gè)階段第108頁，共123頁。一、一般系統(tǒng)論、控制論和信息論一般系統(tǒng)論：奧地利貝塔朗菲1935年提出概念，1945給予理論闡述

46、控制論：美國維納1948年創(chuàng)立信息論：美國香農(nóng)等1948年創(chuàng)立第109頁，共123頁。新的觀點(diǎn)和內(nèi)容一般系統(tǒng)論：提出了系統(tǒng)、元素、結(jié)構(gòu)、功能、系統(tǒng)環(huán)境等最基本的系統(tǒng)概念，提出了系統(tǒng)的研究方法和原則控制論研究了系統(tǒng)控制的方式、信息流向等重要問題和自動(dòng)控制等實(shí)用問題，特別是反饋控制信息論研究通信系統(tǒng)和其他系統(tǒng)內(nèi)外的信息產(chǎn)生、演化、存儲和傳遞及其作用第110頁，共123頁。系統(tǒng)學(xué)科引起的變化系統(tǒng)科學(xué)的出現(xiàn)，讓人們看到了一種新的科學(xué)形態(tài)，它著重于整體，側(cè)重于事物中的聯(lián)系和交互作用，注意系統(tǒng)內(nèi)外的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系。它是整體論的新復(fù)活。當(dāng)然，這類系統(tǒng)科學(xué)側(cè)重點(diǎn)仍然是存在的系統(tǒng)，靜態(tài)的系統(tǒng)，人造的系統(tǒng)。第11

47、1頁，共123頁。二、6070年代新的系統(tǒng)科學(xué)耗散結(jié)構(gòu)理論，由比利時(shí)科學(xué)家普里戈金（I. Prigogine）于1969年創(chuàng)立，提出系統(tǒng)在一定外部條件下，在物質(zhì)、能量外部輸入達(dá)到一定閾值時(shí)，系統(tǒng)突然自發(fā)地從無序走向有序，形成有序結(jié)構(gòu)的理論； 協(xié)同學(xué)，由德國科學(xué)家哈肯（H. Haken）于1969年創(chuàng)立，以競爭、協(xié)同和序參量等因子的系統(tǒng)內(nèi)部相互作用解釋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論。 超循環(huán)論，由艾根（M. Eigen）于1979年創(chuàng)立，以分子之間的關(guān)聯(lián)形成循環(huán)鏈條的方式如何進(jìn)化成為大分子的理論。 突變論，由法國數(shù)學(xué)家托姆（R. Thom）于1972年創(chuàng)立，在數(shù)學(xué)的拓?fù)淅碚撋咸岢隽烁鞣N突變形式的理論。 第11

48、2頁，共123頁。從系統(tǒng)的存在到系統(tǒng)的演化按照耗散結(jié)構(gòu)理論創(chuàng)始人普里戈金的觀點(diǎn)，這類系統(tǒng)科學(xué)與前類系統(tǒng)科學(xué)的不同之處主要在于，它們研究的側(cè)重點(diǎn)是系統(tǒng)的演化，而前類系統(tǒng)科學(xué)側(cè)重點(diǎn)是系統(tǒng)的存在。我們據(jù)此把它們稱為“自組織系統(tǒng)科學(xué)”例如，耗散結(jié)構(gòu)理論研究了系統(tǒng)從無序到有序的演化條件；協(xié)同學(xué)理論研究了系統(tǒng)組織化過程的動(dòng)力；突變論理論研究了系統(tǒng)演化的途徑；超循環(huán)理論研究了系統(tǒng)演化的超循環(huán)組織方式。這些新系統(tǒng)理論共同地、不同側(cè)面地勾畫了系統(tǒng)從存在到演化的有序過程。 第113頁，共123頁。三、80年代以后系統(tǒng)科學(xué)的新理論混沌理論，有一大群創(chuàng)始人，其中最重要的是氣象學(xué)家羅侖茲、生物學(xué)家梅、數(shù)學(xué)家約克、李天巖

49、、費(fèi)根鮑姆等，約在20世紀(jì)7080年代創(chuàng)立，該理論提出了混沌現(xiàn)象，初值敏感性、確定性中類隨機(jī)性問題，等等。 分形理論，由曼德布羅特（B. B. Mandelbrot）大約在19671975年之間創(chuàng)立，提出整體與局部的自相似性，事物復(fù)雜的空間形態(tài)，分?jǐn)?shù)維數(shù)，等等。 孤立子理論，有一個(gè)連續(xù)的發(fā)現(xiàn)過程和創(chuàng)立過程，最早可以追溯到1834年發(fā)現(xiàn)孤立波現(xiàn)象，1965年出現(xiàn)定義，80年代形成研究熱潮，該理論提出平衡結(jié)構(gòu)中突然涌現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題。 第114頁，共123頁。四、系統(tǒng)學(xué)科的新階段：復(fù)雜性科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展還與非線性科學(xué)交叉起來，在計(jì)算復(fù)雜性理論和復(fù)雜系統(tǒng)研究的催生下，產(chǎn)生了人工生命復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)、元胞自動(dòng)機(jī)、L系統(tǒng)、遺傳算法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、人工智能、腦科學(xué)上的等復(fù)雜性科學(xué)研究，提出了諸多的各種復(fù)雜性概念。按照最新的研究成果看，復(fù)雜性概念大體上可以區(qū)分為三類：認(rèn)知意義的復(fù)雜性概念，以計(jì)算和算法復(fù)雜性為代表；結(jié)構(gòu)多樣性復(fù)雜性概念，以多樣性復(fù)雜性概念為代表；隱喻型復(fù)雜性概念，以復(fù)雜性思想的類比和應(yīng)用為基本特征，如混沌邊緣、模擬退火、適切景觀、報(bào)酬遞增，等等。這些概念，描述了世界的復(fù)雜性方面，表現(xiàn)了世界的復(fù)雜性演化特性和趨勢。第115頁，共123頁。五、哲學(xué)意義在哲學(xué)上，新的系統(tǒng)科學(xué)和復(fù)雜性研究提出了一系列新的范疇：如無序與有序；可逆與不可逆；確定性與非確定性；線性與非線性；