自然辯證法 引 言課件

緒論.

一、非線性復(fù)雜性科學(xué)

復(fù)雜性和非線性是物質(zhì)、生命和人類社會進(jìn)化中的顯著特征。非線性復(fù)雜性科學(xué)——新世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的最前沿課題，也是未來科學(xué)工作者所必須的科學(xué)思維方式及認(rèn)識框架。

恩格斯名言恩格斯曾經(jīng)說過“隨著自然科學(xué)領(lǐng)域中每個(gè)劃時(shí)代的發(fā)展，唯物主義也必然要改變自已的形式”。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展改變著人們的世界觀當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，正引發(fā)著一場深刻的思想革命，20世紀(jì)六十年代后新興的系統(tǒng)科學(xué)理論，以其探索世界復(fù)雜性，自組織演化規(guī)律所揭示出的最新成果，深深地影響著人們的自然觀、哲學(xué)觀，社會發(fā)展觀，改變著科學(xué)的世界圖景和人們的思維方式，改變著人們對自然、宇宙、社會乃至人自身的認(rèn)識。我們是生活在一個(gè)多元化的世界之中當(dāng)代著名科學(xué)家、耗散結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)始人普理高津曾指出“我們對自然的看法正經(jīng)歷著一個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變，即轉(zhuǎn)向多重性、暫時(shí)性和復(fù)雜性”。“長期以來，西方科學(xué)被一種機(jī)械化的世界觀統(tǒng)治著，按照這種觀點(diǎn)，世界就象是一個(gè)龐大的自動機(jī)。而今天，我們認(rèn)識到我們是生活在一個(gè)多元化的世界之中”。復(fù)雜性科學(xué)理論是最近一次科學(xué)革命的中心美國著名未來科學(xué)家托夫勒在評價(jià)以耗散論、混沌學(xué)、自組織演化論為代表的新興復(fù)雜性科學(xué)理論時(shí)曾這樣說過：“我相信他們自己的思想是最近一次科學(xué)革命的中心，……它把科學(xué)投到今天的不穩(wěn)定非平衡和動蕩的革命世界之中，因此，它提供了最高的創(chuàng)造功能--它幫助我們創(chuàng)造嶄新的秩序”。系統(tǒng)科學(xué)體系的建立引起一次科學(xué)革命著名科學(xué)家錢學(xué)森也指出：“系統(tǒng)科學(xué)體系的建立，也必將影響其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并促進(jìn)較早建立的科學(xué)技術(shù)部門，如自然科學(xué)和社會科學(xué)。這種變革蘊(yùn)育著一場21世紀(jì)初的科學(xué)新飛躍，即一次科學(xué)革命?！?/p>

克勞斯·邁因策爾評價(jià)德國科學(xué)家克勞斯·邁因策爾在其所著《復(fù)雜性中的思維：物質(zhì)、精神和人類的復(fù)雜動力學(xué)》的導(dǎo)言中也指出：“在自然科學(xué)中，從激光物理學(xué)、量子混沌和氣象學(xué)直到化學(xué)中的分子建模和生物學(xué)中對細(xì)胞生長的計(jì)算機(jī)輔助模擬，非線性復(fù)雜系統(tǒng)已經(jīng)成為一種成功的求解問題方式。另一方面，社會科學(xué)也認(rèn)識到，人類面臨的主要問題也是全球性的、復(fù)雜的和非線性的。生態(tài)、經(jīng)濟(jì)或政治系統(tǒng)中的局部性變化，都可能引起一場全球性危機(jī)。線性的思維方式以及把整體僅僅看作其部分之和的觀點(diǎn)，顯然已經(jīng)過時(shí)了。認(rèn)為甚至我們的意識也受復(fù)雜系統(tǒng)非線性動力學(xué)所支配這種思想，已成為當(dāng)代科學(xué)和公眾興趣中最激動人心的課題之一?！背伤嘉Ｔ凇稄?fù)雜性科學(xué)探索》一書中說：“復(fù)雜性科學(xué)是以還原論、經(jīng)驗(yàn)論及“純科學(xué)”為基礎(chǔ)的經(jīng)典科學(xué)吸收系統(tǒng)論、理性論和人文精神而發(fā)展形成，以研究自然、社會的復(fù)雜性和復(fù)雜系統(tǒng)為核心的新科學(xué)。由于構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)的組分具有某種程度的智能，使系統(tǒng)既有內(nèi)部的強(qiáng)耦合度和強(qiáng)交互作用，又具備能與環(huán)境相互作用并不斷地向更好地適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展的自適應(yīng)能力；既有內(nèi)在的隨機(jī)性又有自組織能力，使得系統(tǒng)具有復(fù)雜性。復(fù)雜系統(tǒng)的范圍很廣，涉及工程、生物、經(jīng)濟(jì)、管理、軍事、政治、社會等各個(gè)方面。對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行研究，揭示其特征與運(yùn)動機(jī)理，盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測其未來，將有助于人們了解其發(fā)展規(guī)律及動因，以便更好地進(jìn)行適應(yīng)與調(diào)控?！睆?fù)雜性科學(xué)的興起，標(biāo)志著人類對客觀世界認(rèn)識的深化“復(fù)雜性科學(xué)的興起，標(biāo)志著人類對客觀世界認(rèn)識的深化：從感性到理性、從個(gè)別到一般、從特殊到普遍、從局部到整體、從簡單到復(fù)雜，人類的認(rèn)識在螺旋式推進(jìn)中不斷發(fā)展，越來越接近世界的本原：越來越細(xì)的學(xué)科劃分，使我們從不同的領(lǐng)域認(rèn)識了客觀世界的一個(gè)個(gè)組分、一個(gè)個(gè)局部、一個(gè)個(gè)事物，它們的奧秘被一個(gè)個(gè)揭示。然而，“科學(xué)是內(nèi)在的整體，它被分解為單獨(dú)的整體不是取決于事物的本身，而是取決于人類認(rèn)識能力的局限性”?？陀^世界的系統(tǒng)性決定了“實(shí)際上存在著從物理到化學(xué)、通過生物學(xué)和人類學(xué)到社會學(xué)的連續(xù)鏈條，這是任何一處都不能被打斷的鏈條?！睂陀^世界全面系統(tǒng)的認(rèn)識，需要通過科學(xué)的融合?！笨茖W(xué)技術(shù)革命引起認(rèn)識觀的變化我們知道，近代科學(xué)是以牛頓經(jīng)典力學(xué)及其科學(xué)思想為起端的。三個(gè)世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)以難以置信的速度得以發(fā)展，創(chuàng)造了人類現(xiàn)代物質(zhì)文明?？茖W(xué)技術(shù)的每一次革命性進(jìn)展，都導(dǎo)致人類思想的一次重大變革，改變著人們認(rèn)識自然、社會的視野和思維方式?？茖W(xué)視野的拓寬帶來科學(xué)方法的革新今天，科學(xué)的視野從到年的數(shù)量級中，探索著宇宙之宏偉，粒子之微小，主要方法仍然是分析或還原法，即將整體分解為部分，將復(fù)雜化為簡單來認(rèn)識。不少科學(xué)家以為關(guān)于我們自身及周圍的宏觀世界的規(guī)律似乎已經(jīng)揭示得比較清楚，再沒有什么令人吃驚的現(xiàn)象了。我們知道我們生活在一個(gè)復(fù)雜的世界上.隨著20世到40年代系統(tǒng)科學(xué)產(chǎn)生以來，尤其是以耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、混沌及分形理論為代表的復(fù)雜性科學(xué)理論的興起，使人們發(fā)現(xiàn)，不僅在微觀和宇觀領(lǐng)域，就是在宏觀世界，也充滿著許多意想不到的奇妙現(xiàn)象。對于生命的起源、生物的進(jìn)化、人體的功能、思維的奧秘，乃至社會經(jīng)濟(jì)政治變革這樣復(fù)雜系統(tǒng)的演化發(fā)展規(guī)律，人們實(shí)際上知之甚少。探索復(fù)雜性已成為當(dāng)今科學(xué)研究的一個(gè)重要前沿領(lǐng)域正如普理高津評價(jià)的那樣：“我們只是剛剛開始認(rèn)識自然的這個(gè)層次，即我們的生活的層次”“今天，只要我們放眼一望，就會發(fā)現(xiàn)演變多樣化和不穩(wěn)定性?！薄拔覀冎牢覀兩钤谝粋€(gè)復(fù)雜的世界上?！币虼?，在探索簡單世界如何演變?yōu)閺?fù)雜世界的問題上，科學(xué)家們的興趣與日俱增，探索復(fù)雜性已成為當(dāng)今科學(xué)研究的一個(gè)重要前沿領(lǐng)域。經(jīng)典科學(xué)在解釋宏觀世界的許多基本觀點(diǎn)上存在著嚴(yán)重的局限性.今天，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會政治經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的日趨復(fù)雜化發(fā)展，人們已開始認(rèn)識到，在我們的生活、所熟悉的世界上，一些基本問題，包括科學(xué)理論自身問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有得到解決。經(jīng)典科學(xué)探索的主要對象是宏觀領(lǐng)域，而自20世紀(jì)下半葉以來，隨著人類探索世界的不斷深入，經(jīng)典科學(xué)在宏觀世界上遇到了越來越多的，幾乎無法克服的困難，暴露了它在解釋宏觀世界的許多基本觀點(diǎn)上存在著嚴(yán)重的局限性。要認(rèn)識理解這些問題，必須從傳統(tǒng)的思維定勢和框架中解脫出來，以新興自組織科學(xué)理論的提供的新的世界觀、科學(xué)觀和思維方式重新認(rèn)識自然科學(xué)、社會的發(fā)展進(jìn)程。自然辯證法的主要功能自然辯證法是馬克思主義哲學(xué)體系中的重要組成部分，是研究自然界和自然科學(xué)的辯證發(fā)展以及認(rèn)識和改造自然的一般方法的科學(xué)。自然辯證法的主要功能就是幫助人們在對科學(xué)發(fā)展和科學(xué)思想演化的歷史認(rèn)識中，樹立科學(xué)的世界觀、科學(xué)觀、方法論，其理論魅力就在于科學(xué)技術(shù)發(fā)展及科學(xué)思想的演化歷程中，展示著馬克思主義思想的光輝。

“耗散、混沌、自組織演化：探索復(fù)雜性的自組織哲學(xué)”我們以“耗散、混沌、自組織演化：探索復(fù)雜性的自組織哲學(xué)”為主線，將自然辯證法的主要思想及其新發(fā)展，融匯于具體理論分析中，著眼于開闊視野，以探索世界復(fù)雜性、多重性、統(tǒng)一性及自組織演化規(guī)律所揭示的最新成果及其哲學(xué)概括，幫助研究生確立演化的觀點(diǎn)、自組織的觀點(diǎn)、系統(tǒng)的觀點(diǎn)和辯證的觀點(diǎn)，這是當(dāng)代科學(xué)的主流，也是馬克思主義自然觀、科學(xué)觀乃至馬克思主義哲學(xué)的基本觀點(diǎn)。探索世界復(fù)雜性改變著科學(xué)認(rèn)識自然的方法

馬克思主義自然觀歷來都將物質(zhì)世界的發(fā)展看作是物質(zhì)的自我運(yùn)動，馬克思主義歷史觀也將人類社會歷史看作為“自然歷史進(jìn)程”。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、超循環(huán)論、混沌理論為代表的自組織科學(xué)理論的興起，正引發(fā)著一場深刻的思想革命。以探索世界復(fù)雜性、多重性、統(tǒng)一性及自組織演化規(guī)律的揭示的最新成果，正急速地改變著科學(xué)的世界圖景和認(rèn)識自然的方法。當(dāng)代自組織科學(xué)理論根植于系統(tǒng)科學(xué)當(dāng)代自組織科學(xué)理論根植于系統(tǒng)科學(xué)，非線性非平衡動力學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)和分形幾何、現(xiàn)代生物分子學(xué)及生物進(jìn)化論等一大批自然科學(xué)理論的基礎(chǔ)上，為人們描繪出一幅從基本粒子、原子、分子化合物至到生命體、人類，從微觀領(lǐng)域到宇宙天體演化的自我組織、自我運(yùn)動、自我創(chuàng)造的辯證演化的發(fā)展圖景，揭示出自然界自組織演化動力機(jī)制和規(guī)律，為馬克思主義自然觀提供了新的自然科學(xué)理論支撐。當(dāng)代自組織科學(xué)理論提出一系列新的哲學(xué)范疇當(dāng)代自組織科學(xué)理論還以其提出的一系列新的哲學(xué)范疇，如組織與自組織、線性與非線性，有序與混沌、確定性與隨機(jī)性、競爭與協(xié)同、穩(wěn)定與非穩(wěn)定、系統(tǒng)與環(huán)境、結(jié)構(gòu)與功能、簡單與復(fù)雜性等等，深化、豐富和發(fā)展了辯證唯物主義哲學(xué)理論，對科學(xué)技術(shù)工作都也極富啟迪性。石油科技領(lǐng)域勘探開發(fā)面對的是相當(dāng)復(fù)雜的地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，自組織科學(xué)理論中許多新概念、新思想、新方法，如分形與分維、混沌現(xiàn)象及混沌的內(nèi)在隨機(jī)性、非線性非平衡液體流動規(guī)律，對于研究探索地層油氣運(yùn)移規(guī)律，發(fā)展了石油科學(xué)技術(shù)新方法、新工藝，無疑有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值，已引起地質(zhì)石油勘探開發(fā)領(lǐng)域在多專家、學(xué)者的高度重視。新的自組織的自然觀是馬克思主義自然觀的新發(fā)展自組織理論的奠基人普里高津曾指出“自然史的思想作為唯物主義的一個(gè)完整部分，是由馬克思所斷言的，并同恩格斯詳細(xì)論述過的。當(dāng)代物理學(xué)的發(fā)展，不可逆性的建設(shè)性作用的發(fā)展，在自然科學(xué)中提出了一個(gè)早已由唯物主義者提出的問題。對他們來說，認(rèn)識自然就意味著把自然界理解為產(chǎn)生人類和人類社會的自然?！币虼?，新的自組織的自然觀在一定意義上說就是馬克思主義自然觀的新發(fā)展。表1．1非線性復(fù)雜系統(tǒng)的跨學(xué)科應(yīng)用

學(xué)科系統(tǒng)元素動力學(xué)序參量（整體性）量子物理學(xué)激光原子（光子）相變光波形式流體力學(xué)流體分子相變液體形式氣象學(xué)天氣分子相變云彩形式地質(zhì)學(xué)熔巖分子相變六角形（貝納德元胞）化學(xué)BZ－反應(yīng)分子相變螺旋形環(huán)形（化學(xué)波）生物學(xué)生物分子分子相變結(jié)構(gòu)形式生物學(xué)有機(jī)體細(xì)胞機(jī)體生長機(jī)體形式（植物，動物）生物學(xué)群體有機(jī)體群體進(jìn)化群體形式（相互作用形式）通過學(xué)習(xí)確立的幾個(gè)觀念自然界、生物界、人類社會的復(fù)雜性和自組織演化觀；自然規(guī)律可逆性及確定性法則的終結(jié)，不可逆性和隨機(jī)性統(tǒng)