自然辯證法專題三_系統(tǒng)自然觀

1、專題三專題三 系統(tǒng)自然觀系統(tǒng)自然觀自然界的存在方式自然界的存在方式與演化發(fā)展與演化發(fā)展 19世紀末世紀末20世紀初以來，自然世紀初以來，自然科學的發(fā)展，促進了科學的發(fā)展，促進了系統(tǒng)自然觀和系統(tǒng)自然觀和生態(tài)自然觀的形成和確立生態(tài)自然觀的形成和確立，這是對，這是對辯證唯物主義自然觀的新發(fā)展。辯證唯物主義自然觀的新發(fā)展。 系統(tǒng)自然觀系統(tǒng)自然觀第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學基礎系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學基礎第二節(jié)第二節(jié) 自然界的系統(tǒng)存在方式自然界的系統(tǒng)存在方式第三節(jié)第三節(jié) 自然界的演化自然界的演化 20 20世紀的科學革命廣泛而深刻：世紀的科學革命廣泛而深刻：它發(fā)生在它發(fā)生在宇觀宇觀（相

2、對論）、（相對論）、宏觀宏觀（分形理論、混沌理論等）、（分形理論、混沌理論等）、微觀微觀（量子力學、分子生物學等）三大（量子力學、分子生物學等）三大層次。層次。 第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學基礎學基礎一、自然科學基礎一、自然科學基礎v 世紀之交的物理學革命世紀之交的物理學革命v相對論、量子力學和分子生物學相對論、量子力學和分子生物學v系統(tǒng)科學系統(tǒng)科學（一）物理學新發(fā)現(xiàn)和物理學革命（一）物理學新發(fā)現(xiàn)和物理學革命1、物理學上空的物理學上空的“兩朵烏云兩朵烏云” “以太漂移以太漂移”的否定結果：的否定結果：1887，M-M 黑體輻射和黑體輻射和“紫外災難紫外災

3、難”：1900，瑞利，瑞利 以太漂移以太漂移 18761876年年-1879-1879年間，美國物理學年間，美國物理學家邁克爾遜和莫雷進行了搜索家邁克爾遜和莫雷進行了搜索以太風的實驗。他們設想，以太風的實驗。他們設想，如如果地球有相對于以太的運動而果地球有相對于以太的運動而以太又是光的傳播介質(zhì)，那么以太又是光的傳播介質(zhì)，那么光順著以太的方向運動到一定光順著以太的方向運動到一定距離再沿逆著以太方向運動到距離再沿逆著以太方向運動到原點的時間，必然會大于光垂原點的時間，必然會大于光垂直于以太運動方向往返同樣距直于以太運動方向往返同樣距離的時間，離的時間，就好像游泳時順流就好像游泳時順流逆流各游相等距

4、離的時間必然逆流各游相等距離的時間必然大于等距離往返對岸的時間。大于等距離往返對岸的時間。多次實驗并沒有找到以太風或多次實驗并沒有找到以太風或地球相對于以太的相對運動地球相對于以太的相對運動。邁克爾遜邁克爾遜 黑體輻射：黑體受高溫而向外輻射。黑體輻射：黑體受高溫而向外輻射。斯特凡：斯特凡：黑體輻射的總能量與他的黑體輻射的總能量與他的絕對溫度的絕對溫度的4 4次方成正比。次方成正比。瑞利和金斯：瑞利和金斯：瑞利瑞利- -金斯公式在長波金斯公式在長波部分與實驗吻合，在短波部分，得部分與實驗吻合，在短波部分，得出荒謬的結論出荒謬的結論, ,即當輻射的波長無限即當輻射的波長無限小時可以獲得無限大的能量

5、，后來小時可以獲得無限大的能量，后來被稱為被稱為“紫外災難紫外災難”。 2 2、世紀之交物理學三大發(fā)現(xiàn)、世紀之交物理學三大發(fā)現(xiàn) X射線：射線：1895，（德）倫琴，（德）倫琴 放射性：放射性：1896，（法）貝克勒爾，（法）貝克勒爾 電電 子：子：1897，（英）湯姆遜，（英）湯姆遜貝貝克克勒勒爾爾倫倫琴琴v 在今天，人們提出與昨天完全相反在今天，人們提出與昨天完全相反的主張。在這個時期，已經(jīng)沒有真理的的主張。在這個時期，已經(jīng)沒有真理的標準，也不知道科學是什么了，我很悔標準，也不知道科學是什么了，我很悔恨我沒有在這些矛盾出現(xiàn)的五年前死去。恨我沒有在這些矛盾出現(xiàn)的五年前死去。 洛倫茲洛倫茲（1）

6、相對論）相對論愛因斯坦愛因斯坦（ Albert Einstein,18791955 ）v1905年創(chuàng)立狹義相對論年創(chuàng)立狹義相對論 兩個基本原理：兩個基本原理：愛因斯坦相對性原理愛因斯坦相對性原理 光速不變原理光速不變原理 時空觀的變革：時空觀的變革：尺縮效應；鐘慢效應；尺縮效應；鐘慢效應； 質(zhì)增效應；質(zhì)能關系式。質(zhì)增效應；質(zhì)能關系式。3、物理學革命、物理學革命相對論、量子力學誕生相對論、量子力學誕生v 根據(jù)科學家計算，當飛船速度達到每根據(jù)科學家計算，當飛船速度達到每秒鐘秒鐘299 900299 900千米時，飛船上的一米便只相千米時，飛船上的一米便只相當于地面上的當于地面上的0.020.02米

7、，飛船上的一秒鐘則米，飛船上的一秒鐘則相當于地面上的相當于地面上的5050秒鐘。秒鐘。 絕對的、真正的和數(shù)學上的時間自絕對的、真正的和數(shù)學上的時間自身在流逝著，而且由于其本性而均勻地、身在流逝著，而且由于其本性而均勻地、與任何其它外界事物無關地流逝著；絕與任何其它外界事物無關地流逝著；絕對的空間，就其本性而言，是與外界任對的空間，就其本性而言，是與外界任何事物無關而永遠是相同的和不動的。何事物無關而永遠是相同的和不動的。 牛頓牛頓v19161916年，愛因斯坦建立年，愛因斯坦建立廣義相對論廣義相對論v驗證驗證：水星軌道近日點的反常進動：水星軌道近日點的反常進動 在強引力場中光譜應向紅端移動在強

8、引力場中光譜應向紅端移動 光線在引力場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)光線在引力場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)v相對論否定了牛頓的絕對時空觀，揭示了空相對論否定了牛頓的絕對時空觀，揭示了空間與時間、空間時間與物質(zhì)及其運動、質(zhì)量間與時間、空間時間與物質(zhì)及其運動、質(zhì)量與能量之間存在的辯證關系。與能量之間存在的辯證關系。（2）量子力學）量子力學 普朗克（普朗克（ Maz K.E.L.Planck,18581947 Maz K.E.L.Planck,18581947 ）v19001900年年1212月月4 4日，日，關于正常光譜的能量關于正常光譜的能量分布定律的理論分布定律的理論，提出能量子基本假，提出能量子基本假設設量子力學誕生。量子力學

9、誕生。v量子力學標志了對量子力學標志了對微觀世界微觀世界認識的深入，認識的深入，揭示了嶄新的、不同于宏觀客體規(guī)律的揭示了嶄新的、不同于宏觀客體規(guī)律的微觀客體規(guī)律，闡明了連續(xù)性與間斷性、微觀客體規(guī)律，闡明了連續(xù)性與間斷性、波動性與粒子性的辯證統(tǒng)一，凸現(xiàn)了量波動性與粒子性的辯證統(tǒng)一，凸現(xiàn)了量子（微觀）世界的概率隨機性，打破了子（微觀）世界的概率隨機性，打破了機械決定論的觀念。機械決定論的觀念。量子力學的建立，使自然科學進展到量子力學的建立，使自然科學進展到了人類日常經(jīng)驗以外的微觀世界，反映了人類日常經(jīng)驗以外的微觀世界，反映了人與自然相互作用的特征，表明了人與自然相互作用的特征，表明人并人并不是在自

10、然之外的獨立存在者和觀察者，不是在自然之外的獨立存在者和觀察者，而是作為自然的一部分參與自然現(xiàn)象的；而是作為自然的一部分參與自然現(xiàn)象的；表明表明人只有在同自然的相互作用中才能人只有在同自然的相互作用中才能認識自然。認識自然。2020世紀的生物學家致力于探索世紀的生物學家致力于探索物種進化物種進化和遺傳的機制和遺傳的機制，由于高分子化學的發(fā)展，由于高分子化學的發(fā)展及其向生物學的滲透，以及及其向生物學的滲透，以及X X射線衍射和射線衍射和電子顯微鏡的發(fā)明與應用，科學家們開電子顯微鏡的發(fā)明與應用，科學家們開始在分子水平上研究生命物質(zhì)及其功能，始在分子水平上研究生命物質(zhì)及其功能，并建立了分子生物學。并

11、建立了分子生物學。（二）分子生物學（二）分子生物學 1953 1953年，沃森等科學家在分析年，沃森等科學家在分析X X射線衍射線衍線資料的基礎上，建立了線資料的基礎上，建立了DNADNA分子的雙螺旋結分子的雙螺旋結構模型。標志著分子生物學的誕生。將生物學構模型。標志著分子生物學的誕生。將生物學的實驗水平推進到了大分子層次，并在生物大的實驗水平推進到了大分子層次，并在生物大分子層次上闡明了自然界結構和生命活動的高分子層次上闡明了自然界結構和生命活動的高度一致性。度一致性。沃森和克里克: DNA雙螺旋結構分子生物的分子生物的大生命觀大生命觀p 在此基礎上發(fā)展起來的在此基礎上發(fā)展起來的DNADNA

12、重組技術（遺傳重組技術（遺傳工程，工程，19731973年首次成功）、克隆技術，表明年首次成功）、克隆技術，表明現(xiàn)代生命科學已經(jīng)發(fā)展到足以改造人類自身、現(xiàn)代生命科學已經(jīng)發(fā)展到足以改造人類自身、改變?nèi)说淖匀槐拘缘某潭?。人參與、影響自改變?nèi)说淖匀槐拘缘某潭?。人參與、影響自然進程的力量更強了然進程的力量更強了。p它表明，所有生物（包括非細胞生物病毒）它表明，所有生物（包括非細胞生物病毒）都有著共同的遺傳物質(zhì)核酸，而核酸也有共同都有著共同的遺傳物質(zhì)核酸，而核酸也有共同的核苷酸鏈的分子結構和基本相同的遺傳機制。的核苷酸鏈的分子結構和基本相同的遺傳機制。（三）、系統(tǒng)科學（三）、系統(tǒng)科學v系統(tǒng)科學是研究系統(tǒng)

13、的一般模式，結構和規(guī)系統(tǒng)科學是研究系統(tǒng)的一般模式，結構和規(guī)律的學問，它研究各種系統(tǒng)的共同特征，用律的學問，它研究各種系統(tǒng)的共同特征，用數(shù)學方法定量地描述其功能，尋求并確立適數(shù)學方法定量地描述其功能，尋求并確立適用于一切系統(tǒng)的原理、原則和數(shù)學模型，是用于一切系統(tǒng)的原理、原則和數(shù)學模型，是具有邏輯和數(shù)學性質(zhì)的一門新興的科學。具有邏輯和數(shù)學性質(zhì)的一門新興的科學。貝塔朗菲（貝塔朗菲（1901197219011972）v19371937年，提出了一般系統(tǒng)論的初步框架年，提出了一般系統(tǒng)論的初步框架v 19451945年在年在德國哲學周刊德國哲學周刊 1818 期上發(fā)期上發(fā)表表 關于一般系統(tǒng)論關于一般系統(tǒng)論

14、的文章，但不久的文章，但不久毀于戰(zhàn)火，未被人們注意。毀于戰(zhàn)火，未被人們注意。v 19471947年在美國講學時再次提出系統(tǒng)論思年在美國講學時再次提出系統(tǒng)論思想。想。 v19501950年發(fā)表年發(fā)表物理學和生物學中的開放物理學和生物學中的開放系統(tǒng)理論系統(tǒng)理論。v19551955年專著年專著一般系統(tǒng)論一般系統(tǒng)論，成為該領，成為該領域的奠基性著作。域的奠基性著作。v60607070年代受到人們重視。年代受到人們重視。19721972年發(fā)表年發(fā)表一般系統(tǒng)論的歷史和現(xiàn)狀一般系統(tǒng)論的歷史和現(xiàn)狀，把一般，把一般系統(tǒng)論擴展到系統(tǒng)科學范疇。系統(tǒng)論擴展到系統(tǒng)科學范疇。 1 1、貝塔朗菲一般系統(tǒng)論、貝塔朗菲一般系統(tǒng)

15、論：從理論上確：從理論上確立了科學的系統(tǒng)理論立了科學的系統(tǒng)理論, ,使科學從研究孤立的部使科學從研究孤立的部分轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)及其規(guī)律。分轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)及其規(guī)律。v 現(xiàn)實世界是一個自組織的由實體構成的遞現(xiàn)實世界是一個自組織的由實體構成的遞階秩序結構，通過許多物理、化學系統(tǒng)的疊加階秩序結構，通過許多物理、化學系統(tǒng)的疊加就構成了生物和社會系統(tǒng)。就構成了生物和社會系統(tǒng)。v 不能把分割的部分的行為拼加成整體，不能把分割的部分的行為拼加成整體，必須考慮各個子系統(tǒng)和整個系統(tǒng)之間的關系才必須考慮各個子系統(tǒng)和整個系統(tǒng)之間的關系才能了解各部分的行為和整體。能了解各部分的行為和整體。v 系統(tǒng)具有整體性、關聯(lián)性、動態(tài)性、

16、系統(tǒng)具有整體性、關聯(lián)性、動態(tài)性、有序性、目的性等特性。有序性、目的性等特性。2 2、美國美國維納維納創(chuàng)立控制論創(chuàng)立控制論（2020世紀世紀30304040年年代）：代）：概念概念：目的、行為、控制、反饋、通訊、信：目的、行為、控制、反饋、通訊、信息、輸入、輸出；息、輸入、輸出；控制原理控制原理：控制論系統(tǒng)模型即輸入輸出反：控制論系統(tǒng)模型即輸入輸出反饋控制模型；饋控制模型；系統(tǒng)科學和系統(tǒng)自然觀理論建構的基本框架系統(tǒng)科學和系統(tǒng)自然觀理論建構的基本框架和模型。和模型。3 3、信息學的產(chǎn)生、信息學的產(chǎn)生（2020世紀中葉）：世紀中葉）：信息學是關于系統(tǒng)的信息傳遞和信息學是關于系統(tǒng)的信息傳遞和處理的科學

17、理論。處理的科學理論。v19481948年，申農(nóng)發(fā)表了年，申農(nóng)發(fā)表了通信的數(shù)學理通信的數(shù)學理論論，宣告了信息論的誕生。申農(nóng)的信，宣告了信息論的誕生。申農(nóng)的信息論提煉出了包括信源、信宿、信道的息論提煉出了包括信源、信宿、信道的信號傳輸?shù)钠者m模型，定義了信息量，信號傳輸?shù)钠者m模型，定義了信息量，提出了信源編碼定理等重要定理，為一提出了信源編碼定理等重要定理，為一般意義上的信息傳輸?shù)於死碚摶A。般意義上的信息傳輸?shù)於死碚摶A。v19481948年，第一臺計算機在美國誕生。計年，第一臺計算機在美國誕生。計算機的誕生意味著人工信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，算機的誕生意味著人工信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，它也反映了人類對系統(tǒng)的

18、信息處理本質(zhì)它也反映了人類對系統(tǒng)的信息處理本質(zhì)的更深刻認識，同時也表明信息科學有的更深刻認識，同時也表明信息科學有了一種技術表現(xiàn)形式。了一種技術表現(xiàn)形式。 哈肯哈肯研究了多組分大系統(tǒng)怎樣由無序態(tài)，研究了多組分大系統(tǒng)怎樣由無序態(tài)，經(jīng)過其中的子系統(tǒng)的合作運動，轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚪Y經(jīng)過其中的子系統(tǒng)的合作運動，轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚪Y構，建立了協(xié)同學（構，建立了協(xié)同學（19691969）。）。 艾根艾根提出的超循環(huán)論，揭示了生物大分子提出的超循環(huán)論，揭示了生物大分子形成的自組織形式，架設了從無生命向生命過形成的自組織形式，架設了從無生命向生命過渡的橋梁。渡的橋梁。 普利高津普利高津提出了以耗散結構為核心的系提出了以耗散結

19、構為核心的系統(tǒng)自組織理論。統(tǒng)自組織理論。系統(tǒng)科學的研究主要體現(xiàn)在以下三個方面系統(tǒng)科學的研究主要體現(xiàn)在以下三個方面v對生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的一般系統(tǒng)論對生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的一般系統(tǒng)論v對技術科學研究產(chǎn)生的控制論、信息論和系對技術科學研究產(chǎn)生的控制論、信息論和系統(tǒng)工程；統(tǒng)工程；v對非生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的非平衡理論；對非生命系統(tǒng)的研究產(chǎn)生的非平衡理論；系統(tǒng)自然觀的形成系統(tǒng)自然觀的形成v在以上的科學發(fā)展的背景下，人們開始從在以上的科學發(fā)展的背景下，人們開始從研研究實體轉(zhuǎn)向研究關系究實體轉(zhuǎn)向研究關系，從，從研究個體結構轉(zhuǎn)向研究個體結構轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)功能研究系統(tǒng)功能，提出一系列整體的、綜合的，提出一系列整體的

20、、綜合的系統(tǒng)方法和系統(tǒng)觀念系統(tǒng)方法和系統(tǒng)觀念，并逐漸地將其上升到，并逐漸地將其上升到更具普遍性的哲學層面，用其去考察整個自更具普遍性的哲學層面，用其去考察整個自然界和社會。然界和社會。 系統(tǒng)自然觀的意義系統(tǒng)自然觀的意義v豐富和發(fā)展辯證唯物主義自然觀；豐富和發(fā)展辯證唯物主義自然觀；v提供了系統(tǒng)的思維方式；提供了系統(tǒng)的思維方式；系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵見教材見教材P4749v揭示了自然系統(tǒng)是存在與演化的統(tǒng)一；揭示了自然系統(tǒng)是存在與演化的統(tǒng)一；v確定性與隨機性的統(tǒng)一；確定性與隨機性的統(tǒng)一；v簡單性與復雜性的統(tǒng)一；簡單性與復雜性的統(tǒng)一；v線性和非線性的統(tǒng)一；線性和非線性的統(tǒng)一；一、自然

21、界系統(tǒng)的普遍性一、自然界系統(tǒng)的普遍性 自然界的物質(zhì)性主要回答存在著的自然界的物質(zhì)性主要回答存在著的“是什么是什么”的問題；的問題；“如何存在如何存在”由系統(tǒng)由系統(tǒng)方式和運動形式來回答。方式和運動形式來回答。 物質(zhì)普遍聯(lián)系的基本形式物質(zhì)普遍聯(lián)系的基本形式系統(tǒng)系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 自然界的系統(tǒng)存在方式自然界的系統(tǒng)存在方式 何為系統(tǒng)何為系統(tǒng)? ?恩格斯恩格斯：我們面對著的整個世界形成一個體我們面對著的整個世界形成一個體系，即各種物體相互聯(lián)系的總體。系，即各種物體相互聯(lián)系的總體。貝塔朗菲貝塔朗菲：處于一定的相互關系中并與環(huán)境處于一定的相互關系中并與環(huán)境發(fā)生關系的各組成部分（要素）的總體。發(fā)生關系的各組成

22、部分（要素）的總體。錢學森錢學森：由相互作用和相互依賴的若干組成由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合成的具有特定功能的有機整體，且部分結合成的具有特定功能的有機整體，且此系統(tǒng)本身又是它所從屬更大系統(tǒng)的組成部此系統(tǒng)本身又是它所從屬更大系統(tǒng)的組成部分。分。v系統(tǒng)：系統(tǒng)：由若干相互聯(lián)系、相互作用的要素組由若干相互聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有特定功能的有機整體成的具有特定功能的有機整體。2）系統(tǒng)的要素間存在著特定的關系，）系統(tǒng)的要素間存在著特定的關系，形成一定的結構形成一定的結構1）系統(tǒng)是由若干要素組成的）系統(tǒng)是由若干要素組成的3）系統(tǒng)的結構使系統(tǒng)成為一個有特定功）系統(tǒng)的結構使系統(tǒng)成為一個有特定功

23、能的整體能的整體4）功能在系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互作用中）功能在系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互作用中表現(xiàn)出來，系統(tǒng)總存在是一定環(huán)境中表現(xiàn)出來，系統(tǒng)總存在是一定環(huán)境中1、如何理解系統(tǒng)概念？、如何理解系統(tǒng)概念？v 要素、結構、功能和環(huán)境，是一個系統(tǒng)所要素、結構、功能和環(huán)境，是一個系統(tǒng)所必須的規(guī)定。系統(tǒng)的功能依賴于其要素、結必須的規(guī)定。系統(tǒng)的功能依賴于其要素、結構和環(huán)境。要素性質(zhì)的變化、結構的變化、構和環(huán)境。要素性質(zhì)的變化、結構的變化、環(huán)境條件的變化，都會影響系統(tǒng)的功能表現(xiàn)。環(huán)境條件的變化，都會影響系統(tǒng)的功能表現(xiàn)。v 自然界的一切物質(zhì)客體都是系統(tǒng)，都是自然界的一切物質(zhì)客體都是系統(tǒng)，都是由其內(nèi)部若干要素按一定規(guī)則相

24、互聯(lián)系、相由其內(nèi)部若干要素按一定規(guī)則相互聯(lián)系、相互依賴而組成的、具有確定功能的相對獨立互依賴而組成的、具有確定功能的相對獨立的系統(tǒng)。因此，的系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)是自然界物質(zhì)的普遍的系統(tǒng)是自然界物質(zhì)的普遍的存在方式。存在方式。2）開放性：與環(huán)境自由地進行物質(zhì)、能量、）開放性：與環(huán)境自由地進行物質(zhì)、能量、信息交換信息交換2 2、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的基本特點、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的基本特點1）整體性：整體大于它的各部分的總和）整體性：整體大于它的各部分的總和3）動態(tài)性：運動、變化、發(fā)展）動態(tài)性：運動、變化、發(fā)展4）層次性）層次性系統(tǒng)具有其要素所沒有的新性質(zhì)、功系統(tǒng)具有其要素所沒有的新性質(zhì)、功能和規(guī)律，能和規(guī)律，處

25、于系統(tǒng)中的要素的性質(zhì)、處于系統(tǒng)中的要素的性質(zhì)、功能和規(guī)律不同于它們在孤立狀態(tài)時的功能和規(guī)律不同于它們在孤立狀態(tài)時的性質(zhì)、功能和規(guī)律。性質(zhì)、功能和規(guī)律。1）整體性：整體大于它的各部分的總和）整體性：整體大于它的各部分的總和v“譬如一只手，如果從身體上割下來，按照譬如一只手，如果從身體上割下來，按照名稱雖仍然可叫做手，但按照實質(zhì)來說，已名稱雖仍然可叫做手，但按照實質(zhì)來說，已不是手了。不是手了?！?“” “只有作為有機體的一部分，只有作為有機體的一部分，手才獲得它的地位。手才獲得它的地位?！?” 黑格爾黑格爾 著名橋梁專家茅以升說過：著名橋梁專家茅以升說過：“并不如并不如加，如果每天有小時學習，來改

26、變不懂加，如果每天有小時學習，來改變不懂科學，生產(chǎn)效率低的狀況，企業(yè)領導者就會科學，生產(chǎn)效率低的狀況，企業(yè)領導者就會發(fā)現(xiàn)，這正是一種投資，決不是浪費。發(fā)現(xiàn)，這正是一種投資，決不是浪費?！弊匀幌到y(tǒng)具有物質(zhì)、能量、信息自然系統(tǒng)具有物質(zhì)、能量、信息“三要素三要素”。孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)同環(huán)境沒有物質(zhì)、能量交換的系統(tǒng)。同環(huán)境沒有物質(zhì)、能量交換的系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)同環(huán)境只有能量交換而沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。同環(huán)境只有能量交換而沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)同環(huán)境既有物質(zhì)又有能量交換的系統(tǒng)。同環(huán)境既有物質(zhì)又有能量交換的系統(tǒng)。開放系統(tǒng)是開放系統(tǒng)是“活系統(tǒng)活系統(tǒng)”，孤立系統(tǒng)是，孤立系統(tǒng)是“死死系統(tǒng)系統(tǒng)”。自

27、然界的絕大部分子系統(tǒng)都是。自然界的絕大部分子系統(tǒng)都是開放系開放系統(tǒng)統(tǒng)。2）開放性：與環(huán)境自由地進行物質(zhì)、）開放性：與環(huán)境自由地進行物質(zhì)、能量、信息交換能量、信息交換 開放的自然系統(tǒng)都是運動、變化、發(fā)展的，開放的自然系統(tǒng)都是運動、變化、發(fā)展的，都有一個孕育、產(chǎn)生、發(fā)展、成熟、消亡的過都有一個孕育、產(chǎn)生、發(fā)展、成熟、消亡的過程，這是由物質(zhì)存在的根本方式（運動）和物程，這是由物質(zhì)存在的根本方式（運動）和物質(zhì)系統(tǒng)的開放性決定的。質(zhì)系統(tǒng)的開放性決定的。3）動態(tài)性：運動、變化、發(fā)展）動態(tài)性：運動、變化、發(fā)展4 4）層次性）層次性系統(tǒng)由一定的要素構成，要素則是由更小的系統(tǒng)由一定的要素構成，要素則是由更小的其

28、它要素構成子系統(tǒng)，系統(tǒng)自身又是更大系統(tǒng)其它要素構成子系統(tǒng)，系統(tǒng)自身又是更大系統(tǒng)的組成要素。的組成要素。拉茲洛：拉茲洛：“自然界的組織結構就像一座復雜的、多層自然界的組織結構就像一座復雜的、多層的金字塔，的金字塔，在它的底部是許多相對簡單的系統(tǒng)，在在它的底部是許多相對簡單的系統(tǒng)，在它的頂部是幾個（極頂是一個）復雜的系統(tǒng)。所有自然它的頂部是幾個（極頂是一個）復雜的系統(tǒng)。所有自然的系統(tǒng)占據(jù)了這些界限之間的位置；它們同上面和下面的系統(tǒng)占據(jù)了這些界限之間的位置；它們同上面和下面的層次連接在一起。就它們的組成部分來說，它們是整的層次連接在一起。就它們的組成部分來說，它們是整體，但就更高層次的整體來說，它們

29、又是部分。體，但就更高層次的整體來說，它們又是部分?！?總星系總星系星系團星系團星系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)的層次宇觀宇觀宏觀宏觀微觀微觀（a a）微觀領域微觀領域：原子物理學、核物理學、量：原子物理學、核物理學、量子物理學等；子物理學等；（b b）宏觀領域宏觀領域：經(jīng)典物理學、麥克斯韋電磁：經(jīng)典物理學、麥克斯韋電磁理論、熱力學等；理論、熱力學等；（c c）宇觀領域宇觀領域：廣義相對論、星系動力學和：廣義相對論、星系動力學和宇宙學等。宇宙學等。 生物圈生物圈生態(tài)系統(tǒng)

30、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胞細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v層次結構的結合能與層次尺度成反比的規(guī)律：層次結構的結合能與層次尺度成反比的規(guī)律：隨著層次由低到高推進，系統(tǒng)要素結合的緊密隨著層次由低到高推進，系統(tǒng)要素結合的緊密程度由大到小而遞減程度由大到小而遞減。將夸克結合為基本粒子的力量很強（結合能將夸克結合為基本粒子的力量很強（結合能為為105106eV105106eV），原子間的結合能為），原子間的結合能為100101eV100101eV，分子間的結合能為，分子間的結合能為10-210-10-210-

31、1eV1eV第三節(jié)第三節(jié) 自然界的演化自然界的演化p自然系統(tǒng)演化的基本方式自然系統(tǒng)演化的基本方式p自然物質(zhì)演化的自組織機制自然物質(zhì)演化的自組織機制二、自然系統(tǒng)演化的基本方式二、自然系統(tǒng)演化的基本方式v分叉分叉：穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性；：穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性；v突現(xiàn)突現(xiàn)：突發(fā)性、間斷性和不可預測性；：突發(fā)性、間斷性和不可預測性；v“內(nèi)在隨機性內(nèi)在隨機性”：確定性和隨機性；確定性和隨機性；（見教材（見教材P6265P6265）三、三、 自然物質(zhì)演化的自組織機制自然物質(zhì)演化的自組織機制v系統(tǒng)自己走向有序結構就可稱為系統(tǒng)自己走向有序結構就可稱為自組織自組織，依靠外部指示組織起來的行為稱為依靠外部指示組織起來的行

32、為稱為“他組他組織織”。v自組織理論從自組織理論從1968年普里高津的耗散結構年普里高津的耗散結構理論開始，包括協(xié)同學、超循環(huán)理論、突理論開始，包括協(xié)同學、超循環(huán)理論、突變理論、混沌動力學、非線性科學等。變理論、混沌動力學、非線性科學等。v自然界的系統(tǒng)演化，自然事物的結構的形自然界的系統(tǒng)演化，自然事物的結構的形成和有序化都是自組織的過程。成和有序化都是自組織的過程。v自組織現(xiàn)象普遍地存在于自然界之中。自組織現(xiàn)象普遍地存在于自然界之中。1）開放性、遠離平衡態(tài)開放性、遠離平衡態(tài)，是系統(tǒng)演化的基，是系統(tǒng)演化的基本條件；本條件；2）系統(tǒng)中的）系統(tǒng)中的非線性相互作用非線性相互作用是系統(tǒng)進是系統(tǒng)進化的基本

33、根據(jù)化的基本根據(jù)3）內(nèi)部漲落內(nèi)部漲落是系統(tǒng)進化的直接誘因：是系統(tǒng)進化的直接誘因：“生序原理生序原理”自組織實現(xiàn)的條件：自組織實現(xiàn)的條件： 根據(jù)熱力學第二定律，孤立系統(tǒng)只能自發(fā)地根據(jù)熱力學第二定律，孤立系統(tǒng)只能自發(fā)地走向無序（熵增大）。開放系統(tǒng)則不然。走向無序（熵增大）。開放系統(tǒng)則不然。 可見可見演化的系統(tǒng)必須是一個開放系統(tǒng)，演化的系統(tǒng)必須是一個開放系統(tǒng)，即即系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境之間要有物質(zhì)、能量、信息的交系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境之間要有物質(zhì)、能量、信息的交換與流通，且必須是系統(tǒng)從外部輸入的負熵流換與流通，且必須是系統(tǒng)從外部輸入的負熵流絕對值大于系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生，從而使系統(tǒng)的絕對值大于系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生，從而使系統(tǒng)的熵逐步減小。熵逐步減小。1）開放性、遠離平衡態(tài)開放性、遠離平衡態(tài)，是系統(tǒng)演化的基本條件；，是系統(tǒng)演化的基本條件； 遠離平衡的狀態(tài)也是系統(tǒng)進化的必遠離平衡的狀態(tài)也是系統(tǒng)進化的必要條件。要條件。因為近平衡態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，即便是開因為近平衡態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，即便是開放的，它受到擾動后也會回到平衡態(tài)。放的，它受到擾動后也會回到平衡態(tài)。所以，普里高津說：所以，普里高津說：“非平衡是有序之非平衡是有序之源源”。只有非平衡態(tài)才能導致有序，形。只有非平衡態(tài)