章系統(tǒng)自然觀

1、本章思考題本章思考題2、分析系統(tǒng)、要素、結(jié)構(gòu)、功能、環(huán)境等概念的含義及、分析系統(tǒng)、要素、結(jié)構(gòu)、功能、環(huán)境等概念的含義及 其相互關(guān)系。其相互關(guān)系。3、系統(tǒng)的層次性？系統(tǒng)層次之間的相互關(guān)系？、系統(tǒng)的層次性？系統(tǒng)層次之間的相互關(guān)系？4、如何用耗散結(jié)構(gòu)理論解釋系統(tǒng)新的有序狀態(tài)（或穩(wěn)定如何用耗散結(jié)構(gòu)理論解釋系統(tǒng)新的有序狀態(tài)（或穩(wěn)定 性）的形成？耗散結(jié)構(gòu)形成的條件？性）的形成？耗散結(jié)構(gòu)形成的條件？5 5、自然物質(zhì)系統(tǒng)演化的基本圖景及規(guī)律？、自然物質(zhì)系統(tǒng)演化的基本圖景及規(guī)律？6 6、自然物質(zhì)系統(tǒng)的演化遵循那些基本規(guī)律？、自然物質(zhì)系統(tǒng)的演化遵循那些基本規(guī)律？ 鐘慢效應(yīng)鐘慢效應(yīng)質(zhì)增效應(yīng)質(zhì)增效應(yīng)質(zhì)能關(guān)系式質(zhì)能關(guān)系

2、式1 - v2/C 2L =L 01 - v2/C 2T = T 01 - v2/C 2m =m 0E = mc2 相對論的提出：1905年狹義相對論，該理論表明絕對空間與絕對時間的概念是想象中的虛構(gòu)，不是直接由物理學(xué)的觀察和實(shí)驗(yàn)得來的。牛頓的時空觀是一種經(jīng)驗(yàn)感覺。相對論中的質(zhì)能方程表明以光速運(yùn)動，質(zhì)量與能量等效。關(guān)鍵詞：同時性的相對性是一場思想革命； 宇宙的形象被重新勾畫；決定論的夢想被推翻，不確定性的存在是不可改變的事實(shí)；不確定性形成了富有魅力的世界。無序無序 有序有序有序有序 無序無序 耗散結(jié)構(gòu)理論使人們對物質(zhì)形態(tài)的耗散結(jié)構(gòu)理論使人們對物質(zhì)形態(tài)的穩(wěn)定性的認(rèn)識建立在比較科學(xué)的、定量穩(wěn)定性的

3、認(rèn)識建立在比較科學(xué)的、定量的、且正在發(fā)展的基礎(chǔ)之上。的、且正在發(fā)展的基礎(chǔ)之上。穩(wěn)定穩(wěn)定失穩(wěn)失穩(wěn)再穩(wěn)定再穩(wěn)定v 系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一。v 要素、結(jié)構(gòu)、功能與環(huán)境要素、結(jié)構(gòu)、功能與環(huán)境完備地規(guī)定一個完備地規(guī)定一個系統(tǒng)所必須的。系統(tǒng)所必須的。 注意：注意： 1）只有那些有物質(zhì)、能量、信息交換且造成新）只有那些有物質(zhì)、能量、信息交換且造成新屬性突現(xiàn)的聯(lián)系，才能構(gòu)成系統(tǒng)。屬性突現(xiàn)的聯(lián)系，才能構(gòu)成系統(tǒng)。 2）系統(tǒng)概念的要義并不是一般地強(qiáng)調(diào)聯(lián)系，而）系統(tǒng)概念的要義并不是一般地強(qiáng)調(diào)聯(lián)系，而是強(qiáng)調(diào)那種具有新質(zhì)突現(xiàn)的聯(lián)系。是強(qiáng)調(diào)那種具有新質(zhì)突現(xiàn)的聯(lián)系。v分類考察自然界的有效方法 （對系統(tǒng)可從

4、不同角度進(jìn)行分類） 推動天體演化推動天體演化的動力，是吸引和的動力，是吸引和排斥既斗爭又統(tǒng)一排斥既斗爭又統(tǒng)一的相互作用。的相互作用。河外星系河外星系銀河系銀河系太陽系太陽系世界的整體性和層次性世界的整體性和層次性分子分子原子原子宇宙宇宙旋渦星系太太陽陽系系地地球球物物體體生物系統(tǒng)生物系統(tǒng)生生態(tài)態(tài)生物群落生物群落生物種群生物種群生物個體生物個體器器 官官組組 織織細(xì)細(xì) 胞胞生物大分子生物大分子世界的整體性與可分性世界的整體性與可分性世界的整體性和層次性世界的整體性和層次性 太陽正帶領(lǐng)著太陽正帶領(lǐng)著9 9大行大行星、星、6666顆衛(wèi)星、眾多的顆衛(wèi)星、眾多的小行星以及慧星和流星小行星以及慧星和流星體

5、等圍繞銀河系中心以體等圍繞銀河系中心以每秒每秒250250公里的速度旋轉(zhuǎn)。公里的速度旋轉(zhuǎn)。太陽系太陽系銀河系銀河系物質(zhì)是運(yùn)動的物質(zhì)物質(zhì)是運(yùn)動的物質(zhì)沒有不運(yùn)動的物質(zhì)沒有不運(yùn)動的物質(zhì) 發(fā)展發(fā)展不是一般的運(yùn)動，而是上升性的運(yùn)動。不是一般的運(yùn)動，而是上升性的運(yùn)動。發(fā)展發(fā)展是標(biāo)志物質(zhì)運(yùn)動中前進(jìn)的變化和進(jìn)化的趨勢是標(biāo)志物質(zhì)運(yùn)動中前進(jìn)的變化和進(jìn)化的趨勢時代時代發(fā)展發(fā)展石器石器時代時代牛耕牛耕時代時代蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)時代時代電子電子時代時代信息信息時代時代生命生命起源起源無無機(jī)機(jī)物物有有機(jī)機(jī)物物低低等等動動物物高高等等動動物物人人人的人的一生一生胚胚胎胎童童年年青青年年老老年年死死亡亡總星系總星系星系團(tuán)星系團(tuán)星系

6、星系恒星恒星行星行星地面上的宏觀物體地面上的宏觀物體分子分子原子原子原子核原子核（基本）粒子（基本）粒子夸克夸克非生命世非生命世界物質(zhì)系界物質(zhì)系統(tǒng)的層次統(tǒng)的層次宇觀宏觀微觀生物圈生物圈生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)生物群落生物群落種群種群生物個體生物個體系統(tǒng)系統(tǒng)器官器官組織組織細(xì)胞細(xì)胞生物大分子生物大分子生命世界的生命世界的基本物質(zhì)系基本物質(zhì)系統(tǒng)層次統(tǒng)層次2、物質(zhì)系統(tǒng)層次是、物質(zhì)系統(tǒng)層次是 有限性和無限性的辨證統(tǒng)一有限性和無限性的辨證統(tǒng)一 物質(zhì)系統(tǒng)層次的有限性物質(zhì)系統(tǒng)層次的有限性：對于每一個具體：對于每一個具體層次的物質(zhì)系統(tǒng)來說，其在質(zhì)量范圍、空間尺層次的物質(zhì)系統(tǒng)來說，其在質(zhì)量范圍、空間尺度、結(jié)構(gòu)和功能等方

7、面都是有限的；度、結(jié)構(gòu)和功能等方面都是有限的； 物質(zhì)系統(tǒng)層次的無限性物質(zhì)系統(tǒng)層次的無限性：對于整個自然界：對于整個自然界來說，對自然界物質(zhì)系統(tǒng)的層次的認(rèn)識是不可來說，對自然界物質(zhì)系統(tǒng)的層次的認(rèn)識是不可窮盡的。任何一個具體的物質(zhì)系統(tǒng)層次，都只窮盡的。任何一個具體的物質(zhì)系統(tǒng)層次，都只不過是無限的自然界物質(zhì)系統(tǒng)層次系列上的一不過是無限的自然界物質(zhì)系統(tǒng)層次系列上的一個個“關(guān)節(jié)點(diǎn)關(guān)節(jié)點(diǎn)”。（一）天體的起源和演化（一）天體的起源和演化1、總星系的起源和演化、總星系的起源和演化（1）基本離子形成階段）基本離子形成階段（2）元素起源階段）元素起源階段（3）實(shí)物階段）實(shí)物階段（4）宇宙未來階段）宇宙未來階段取決

8、于今天觀測到的宇宙密度取決于今天觀測到的宇宙密度開放型宇宙；振蕩型宇宙。開放型宇宙；振蕩型宇宙。支持大爆炸宇宙論的觀測事實(shí)支持大爆炸宇宙論的觀測事實(shí)河外星系的譜線紅移河外星系的譜線紅移(1929,哈勃）哈勃）宇宙中普遍存在著宇宙中普遍存在著30%的氦豐度的氦豐度絕對溫度絕對溫度3度的微波背景輻射度的微波背景輻射2、恒星的起源和演化、恒星的起源和演化 星際彌漫物質(zhì)星際彌漫物質(zhì) 星云星云 原恒星原恒星 引力收縮（紅外星）引力收縮（紅外星） 主序星主序星 紅巨星紅巨星 白矮星白矮星 超新星爆發(fā)超新星爆發(fā) 黑矮星黑矮星 星際物質(zhì)星際物質(zhì) 中子星中子星 黑洞黑洞 3、太陽系的起源和演化、太陽系的起源和演

9、化 太陽的尺度比地球大太陽的尺度比地球大130萬倍，太陽的質(zhì)量是地萬倍，太陽的質(zhì)量是地球的球的3倍，太陽集中了整個太陽系質(zhì)量的約百分之九倍，太陽集中了整個太陽系質(zhì)量的約百分之九十九。太陽帶領(lǐng)著九大行星、十九。太陽帶領(lǐng)著九大行星、40多顆衛(wèi)星、數(shù)以萬計多顆衛(wèi)星、數(shù)以萬計的小行星圍繞銀河系的核心運(yùn)動著。的小行星圍繞銀河系的核心運(yùn)動著。 太陽的能量擁有宇宙中真正的能量寶庫太陽的能量擁有宇宙中真正的能量寶庫聚變核能。無論核裂變反應(yīng)或核聚變反應(yīng)，原子聚變核能。無論核裂變反應(yīng)或核聚變反應(yīng)，原子核都能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌雍?。核都能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌雍?。三、自然界演化的自組織三、自然界演化的自組織 自組織及自組織實(shí)現(xiàn)的

10、條件自組織及自組織實(shí)現(xiàn)的條件：一個物質(zhì)：一個物質(zhì)系統(tǒng)滿足一些基本條件以后，才能自發(fā)地從系統(tǒng)滿足一些基本條件以后，才能自發(fā)地從無序向有序發(fā)展，通過進(jìn)入有序狀態(tài)。無序向有序發(fā)展，通過進(jìn)入有序狀態(tài)。1、遠(yuǎn)離熱平衡態(tài)、遠(yuǎn)離熱平衡態(tài)2、開放系統(tǒng)、開放系統(tǒng)3、非線性相互作用、非線性相互作用4、系統(tǒng)中存在正反饋、系統(tǒng)中存在正反饋5、漲落、突變、漲落、突變 （二）地球的演化（二）地球的演化天文時期天文時期地球內(nèi)部圈層的形成和演化地球內(nèi)部圈層的形成和演化地球外部圈層的形成和演化地球外部圈層的形成和演化地質(zhì)時期地質(zhì)時期垂直運(yùn)動垂直運(yùn)動水平運(yùn)動水平運(yùn)動大陸漂移說大陸漂移說海底擴(kuò)張說海底擴(kuò)張說板塊構(gòu)造說板塊構(gòu)造說（三

11、）生命的起源和生物的進(jìn)化（三）生命的起源和生物的進(jìn)化起源起源 ：簡單小分子：簡單小分子 有機(jī)小分子有機(jī)小分子 生物大分子生物大分子 原始生命原始生命演化：細(xì)胞的形成演化：細(xì)胞的形成 真核細(xì)胞的出現(xiàn)真核細(xì)胞的出現(xiàn) 多細(xì)胞體的形成多細(xì)胞體的形成 動物、植物、細(xì)菌的分別進(jìn)化動物、植物、細(xì)菌的分別進(jìn)化 動物動物 植物植物 細(xì)菌細(xì)菌光合作用光合作用（二）、可逆和不可逆（二）、可逆和不可逆可逆可逆不可逆不可逆熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)擴(kuò)散擴(kuò)散自然界實(shí)際演化過程中的不可逆自然界實(shí)際演化過程中的不可逆熱力學(xué)第二定律所表達(dá)的不可逆熱力學(xué)第二定律所表達(dá)的不可逆（二）、可逆和不可逆（二）、可逆和不可逆 可逆和不可逆是標(biāo)志事物發(fā)展

12、過程的范疇?？赡婧筒豢赡媸菢?biāo)志事物發(fā)展過程的范疇。 客觀事物在運(yùn)動發(fā)展變化過程中，如果具有倒返性和回客觀事物在運(yùn)動發(fā)展變化過程中，如果具有倒返性和回歸性，這種過程為可逆的。如果事物的發(fā)展變化過程是單歸性，這種過程為可逆的。如果事物的發(fā)展變化過程是單項的，具有不可倒返性，這種過程是不可逆的。項的，具有不可倒返性，這種過程是不可逆的。 在自然界中，存在著與不可逆相聯(lián)系的有條件的暫時在自然界中，存在著與不可逆相聯(lián)系的有條件的暫時的相對的可逆，在自然界演進(jìn)的過程中，在一定條件下也的相對的可逆，在自然界演進(jìn)的過程中，在一定條件下也會出現(xiàn)某些倒退和重復(fù)，有局部的環(huán)境和時間無關(guān)的現(xiàn)象。會出現(xiàn)某些倒退和重復(fù)，

13、有局部的環(huán)境和時間無關(guān)的現(xiàn)象。但在自然界運(yùn)動變化和發(fā)展的長過程中，整個發(fā)展趨勢又但在自然界運(yùn)動變化和發(fā)展的長過程中，整個發(fā)展趨勢又是不可逆的。是不可逆的。 這里的這里的“進(jìn)化進(jìn)化”不僅僅指生物物種的進(jìn)不僅僅指生物物種的進(jìn)化，而且指在我們認(rèn)識到的宇宙范圍內(nèi)出化，而且指在我們認(rèn)識到的宇宙范圍內(nèi)出現(xiàn)、存在、變化或消失了的現(xiàn)、存在、變化或消失了的所有事物的進(jìn)所有事物的進(jìn)化化?！?主要體現(xiàn)在物質(zhì)系統(tǒng)的衰亡、瓦解和主要體現(xiàn)在物質(zhì)系統(tǒng)的衰亡、瓦解和重建過程中。重建過程中。 （三）自然界演化的周期性（三）自然界演化的周期性自然界的演化是在有序和無序的不斷轉(zhuǎn)化、進(jìn)化自然界的演化是在有序和無序的不斷轉(zhuǎn)化、進(jìn)化和退

14、化的不斷交替、吸引和排斥的不斷作用中實(shí)和退化的不斷交替、吸引和排斥的不斷作用中實(shí)現(xiàn)的。自然界的演化具有周期性特征，表現(xiàn)為自現(xiàn)的。自然界的演化具有周期性特征，表現(xiàn)為自然系統(tǒng)在運(yùn)動和演化發(fā)展過程中，沿著時間軸變?nèi)幌到y(tǒng)在運(yùn)動和演化發(fā)展過程中，沿著時間軸變化一定時間后又向原出發(fā)點(diǎn)回歸的屬性，即自然化一定時間后又向原出發(fā)點(diǎn)回歸的屬性，即自然界事物的發(fā)展變化呈現(xiàn)螺旋式上升的趨勢。界事物的發(fā)展變化呈現(xiàn)螺旋式上升的趨勢。三、自然界演化的自組織三、自然界演化的自組織 自組織及自組織實(shí)現(xiàn)的條件自組織及自組織實(shí)現(xiàn)的條件：一個物質(zhì)：一個物質(zhì)系統(tǒng)滿足一些基本條件以后，才能自發(fā)地從系統(tǒng)滿足一些基本條件以后，才能自發(fā)地從無序向有序發(fā)展，通過進(jìn)入有序狀態(tài)。無序向有序發(fā)展，通過進(jìn)入有序狀態(tài)。1、遠(yuǎn)離熱平衡態(tài)、遠(yuǎn)離熱平衡