自然辯證法-第二章現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和自然觀的發(fā)展

第二章

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)

和自然觀的發(fā)展19世紀(jì)末20世紀(jì)初，物理學(xué)出現(xiàn)三大新發(fā)現(xiàn)和兩個(gè)問題，徹底地變革了科學(xué)的自然圖景，推動自然科學(xué)進(jìn)入現(xiàn)代自然科學(xué)發(fā)展的新階段。第一節(jié)19—20世紀(jì)之交的物理學(xué)革命與系統(tǒng)自然觀的產(chǎn)生一、世紀(jì)之交的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)、危機(jī)19世紀(jì)末物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn)X射線的發(fā)現(xiàn)：真空管陰極射線，倫琴

1895年11月8日，發(fā)現(xiàn)了新的射線。它具有極強(qiáng)的穿透力。貝克勒爾出生在研究熒光的世家。鈾的放射性。居里夫人，放射性一詞的首次提出。電子的發(fā)現(xiàn)揭示陰極射線的本質(zhì)。它比原子更小，是一切化學(xué)原子的共同成分。這些放射性元素的新發(fā)現(xiàn)是否意味著元素是可變的？能量還守恒嗎？電子的發(fā)現(xiàn)打破了原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小單位的觀念。標(biāo)志著人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識到了一個(gè)新的階段。這些新發(fā)現(xiàn)動搖了物質(zhì)不滅性、能量的守恒性、原子和元素不可分性和不變性、是物質(zhì)組成最小單位、時(shí)間和空間的絕對性、運(yùn)動的連續(xù)性等等形而上學(xué)的觀念。同時(shí)，正當(dāng)人們陶醉在物理學(xué)經(jīng)典體系“盡善盡美”的境界時(shí)，物理學(xué)的晴朗天空中卻出現(xiàn)了“兩朵烏云”，這就是當(dāng)時(shí)經(jīng)典物理學(xué)理論無法解釋的麥克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)和黑體輻射實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)陷入空前的危機(jī)。麥克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)： 按照麥克斯韋的理論，電磁波必須依靠以太介質(zhì)以有限速度來傳遞，但尋找以太的實(shí)驗(yàn)未取得肯定結(jié)果。這意味著在真空中傳播的光速對以任何速度運(yùn)動的物體來說都是不變的。這意味著不存在時(shí)空的絕對參考系。（愛因斯坦突破了以太說和牛頓的絕對時(shí)空觀，在1905年提出了狹義相 對論）黑體輻射實(shí)驗(yàn)1900年，英國物理學(xué)家瑞利根據(jù)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)和電磁理論，推出了黑體輻射的能量分布公式。該理論在長波部分與實(shí)驗(yàn)比較符合，但在短波部分卻出現(xiàn)了無窮值，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨于零。這部分的嚴(yán)重背離，被稱為紫外災(zāi)難。1900年普朗克作出了一個(gè)公式，使在長波和短波部分均與實(shí)驗(yàn)相吻合的公式。但根據(jù)不足。他發(fā)現(xiàn)，只要假定物體的輻射能不是連續(xù)變化，而是以一定的整數(shù)倍跳躍式的變化，就可以對自己的公式做出合理的解釋。他于是將最小的不可再分的能量單元稱謂能量子或量子。當(dāng)年宣告量子論的誕生。19世紀(jì)末的三大發(fā)現(xiàn)，動搖了經(jīng)典物理學(xué)的許多基本概念，打開了原子結(jié)構(gòu)的大門，否定了經(jīng)典物理學(xué)原子不可分、元素不能變的傳統(tǒng)觀念，揭示了質(zhì)量、能量的新形式。量子理論的能量子假說與經(jīng)典物理學(xué)幾百年信奉的關(guān)于自然界的連續(xù)的觀念直接矛盾。這樣一個(gè)理論為光的波粒二象性本質(zhì)的認(rèn)識提供了方向。經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)實(shí)質(zhì)是形而上學(xué)思維方式和機(jī)械論自然觀的危機(jī)，表明舊理論在新發(fā)現(xiàn)面前的無能為力。量子力學(xué)和相對論的創(chuàng)立充分說明這樣一個(gè)事實(shí)：自然科學(xué)的重大理論突破，需要善于發(fā)現(xiàn)已有的理論與實(shí)踐的矛盾，需要有勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)理論的自信心與勇氣；重大理論的創(chuàng)建和形成，往往要經(jīng)歷長時(shí)間的爭論以至非難，在得到反復(fù)驗(yàn)證后，才被承認(rèn)；同時(shí)也說明創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思想在科學(xué)研究中所具有的重大作用和意義。二、20世紀(jì)上半葉的物理學(xué)革命及其辯證自然觀思想20世紀(jì)初，正是在解決新實(shí)驗(yàn)事實(shí)同舊理論之間的矛盾的過程中，愛因斯坦和普朗克等科學(xué)家創(chuàng)立了以相對論和量子力學(xué)為支柱的現(xiàn)代物理學(xué)理論體系。1相對論

1905年德國科學(xué)家愛因斯坦創(chuàng)建狹義相對論，科學(xué)地揭示了時(shí)間與空間、時(shí)間和空間與物質(zhì)運(yùn)動之間、質(zhì)量和能量之間的統(tǒng)一性。1916年他又創(chuàng)立了廣義相對論，揭示了空間、時(shí)間與物質(zhì)之間存在的辯證關(guān)系?？萍际?28愛因斯坦相對論的生動體現(xiàn)同時(shí)性具有相對性。運(yùn)動著的鐘會變慢。運(yùn)動的尺會變短。以上都取決于參考系運(yùn)動的速度。光速。時(shí)空與物質(zhì)運(yùn)動速度有關(guān)。光走過引力場時(shí)走的是彎曲的道路，就像炮彈在引力場作用下沿拋物線下落。而光是物體運(yùn)動的極限，所以光走的是最短程。彎曲的線是短曲線，這說明引力場時(shí)空間彎曲，空間彎曲的程度取決于引力場的強(qiáng)度，或者說取決于物質(zhì)的狀態(tài)?！M(jìn)一步說明空間與物質(zhì)發(fā)生了密切的聯(lián)系。引力紅移。引力場時(shí)光線偏轉(zhuǎn)。廣義和狹義相對論的誕生，革新了物理科學(xué)的基本概念的框架。由于近代世界圖景主要由物理科學(xué)提供，也可以說相對論革新了世界圖景。世界的圖景不再是“筐子裝東西”式的“時(shí)空+物質(zhì)”模式。由于時(shí)空與物質(zhì)及其運(yùn)動之間發(fā)生了關(guān)聯(lián)，世界圖景變成了“時(shí)空-場-物質(zhì)-流形”。經(jīng)典物理學(xué)中時(shí)空與物質(zhì)之間的二分消解了，物質(zhì)運(yùn)動與時(shí)空成為一體。相對論在時(shí)空觀方面的革命完全奠基于對希臘古典科學(xué)精神的再度弘揚(yáng)。這種精神就是對世界普遍性的追求，對宇宙和諧的追求，對數(shù)學(xué)簡單性的追求。在狹義相對論中，“光速不變原理”起到重要的作用，它的功能在于統(tǒng)一電動力學(xué)與牛頓力學(xué)，他說：狹義相對論的成就可以表征為一般地指出了普遍常數(shù)c（光速）在自然規(guī)律中所起的作用。在廣義相對論中，等效原理即引力場與加速度的等效是一個(gè)關(guān)鍵，它的功能也視為物理學(xué)的大統(tǒng)一奠定基礎(chǔ)?？梢哉f，為物理學(xué)奠定新的統(tǒng)一的概念基礎(chǔ)是相對論的最重要貢獻(xiàn)，也就是導(dǎo)致物理學(xué)革命的主要原因。2.量子力學(xué)1927年矩陣力學(xué)和波動力學(xué)被證實(shí)二者是等價(jià)的，后稱“量子力學(xué)”。盧瑟福：原子有核模型。原子質(zhì)量基本上集中于核上，饒核旋轉(zhuǎn)的電子所帶負(fù)電正好與核所帶的正電相等量。原子表現(xiàn)出電中性。玻爾：量子化的原子結(jié)構(gòu)模型。電子只在一些特定的圓軌道上繞核運(yùn)行。當(dāng)它在這些特定的軌道上運(yùn)行時(shí)并不發(fā)射能量，只有從一個(gè)較高能量的軌道向一個(gè)能量較低的軌道躍遷時(shí)才發(fā)出輻射，反過來則吸收輻射能。這樣一個(gè)理論是對盧瑟福模型的完善，也得到氫原子光譜分析的驗(yàn)證。這個(gè)理論違背古典理論。（科技史338）德布羅意：物質(zhì)波理論。光量子理論推廣到一切物質(zhì)粒子，特別是電子。電子也是一種波。海森堡：矩陣力學(xué)?；パa(bǔ)原理：微觀領(lǐng)域測不準(zhǔn)原理。這些革命性成就的取得，一方面產(chǎn)生了兩個(gè)全新的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論：相對論和量子力學(xué)，另一方面還對自然觀產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，展現(xiàn)出一幅全新的自然景觀：其一，徹底推翻了物質(zhì)與運(yùn)動無關(guān)的形而上學(xué)觀點(diǎn)，深刻地揭示了物體質(zhì)量與運(yùn)動速度、物質(zhì)質(zhì)量與時(shí)空之間的深刻關(guān)聯(lián)；其二，絕對時(shí)空并不存在，時(shí)空不僅與物質(zhì)關(guān)聯(lián)，而且本身就是物質(zhì)、運(yùn)動的存在屬性和方式。同時(shí)，它還觸發(fā)了一系列深刻的哲學(xué)和科學(xué)爭論。愛因斯坦與波爾之爭.doc量子力學(xué)究竟是否是描述真實(shí)世界的完備理論？海森堡提出微觀領(lǐng)域測不準(zhǔn)原理。任何一個(gè)粒子的位置和動量不可能同時(shí)準(zhǔn)確測量，要準(zhǔn)確測量一個(gè)，另一個(gè)就完全測不準(zhǔn)。珀?duì)柮翡J地意識到它正是表征了經(jīng)典概念的局限性，因此以之為基礎(chǔ)提出了“互補(bǔ)原理”，認(rèn)為在量子領(lǐng)域里總是存在著互相排斥的兩套經(jīng)典特征，正是它們的互補(bǔ)構(gòu)成了量子力學(xué)的基本特征。珀?duì)柕幕パa(bǔ)原理被稱為正統(tǒng)的哥本哈根解釋，但愛因斯坦表示堅(jiān)決反對。他始終認(rèn)為統(tǒng)計(jì)性的量子力學(xué)是不完備的，而互補(bǔ)原理是一種妥協(xié)。二人之爭持續(xù)半個(gè)世紀(jì)，直到他們本人各自去世也沒有完結(jié)。量子力學(xué)更激烈地改表了世界圖景的構(gòu)造。如果說相對論只是把時(shí)空框架與物質(zhì)運(yùn)動融為一體，還保留了牛頓力學(xué)固有的嚴(yán)格決定論的數(shù)學(xué)微分方程，保留了因果律，保留了定域性（拒絕超距作用），那么這一切在量子世界中都多或少地遭到了破懷。量子概念是量子力學(xué)的首要概念，它的引入導(dǎo)致了一系列基本概念的改變：連續(xù)軌跡的概念被打破，代之以不連續(xù)的量子躍遷概念；嚴(yán)格決定論的概念被打破，代之以概率決定論；定域的概念被打破，代之以整體論的概念。伴隨著這些基本概念的變化，量子世界出現(xiàn)了波粒二象性、測不準(zhǔn)原理、定域性破壞等。愛因斯坦和玻爾關(guān)于量子力學(xué)原理的爭論，使人們認(rèn)識到：不帶成見和偏見的真正而健康的學(xué)術(shù)爭論和爭鳴是推動和促進(jìn)科學(xué)發(fā)展進(jìn)步的重要方法和途徑之一。這場爭論的結(jié)果是物理學(xué)家們對量子理論的深入探討和研究，形成了量子通信、量子計(jì)算、量子密碼、量子測量的研究熱潮。在量子力學(xué)的新應(yīng)用中，最引人注目的是信息科學(xué)，量子信息科學(xué)充分應(yīng)用量子的特性，如，量子相干、量子糾纏來實(shí)現(xiàn)信息處理，是對信息理論的革命性的突破。3.分子生物學(xué)

1953年美國生物學(xué)家沃森、英國生物學(xué)家 克里克和維爾金斯關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著分子 生物學(xué)的誕生，它闡明了生物界結(jié)構(gòu)和生 命活動的高度一致性。三、系統(tǒng)科學(xué)的出現(xiàn)和系統(tǒng)自然觀的誕生20世紀(jì)40年代末興起的控制論、信息論、系統(tǒng)論，是系統(tǒng)科學(xué)研究的第一批成果。20世紀(jì)70年代前后相繼出現(xiàn)的耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、超循環(huán)論等自組織理論及分形理論、孤粒子理論和混沌理論，是系統(tǒng)科學(xué)的最新發(fā)展。系統(tǒng)科學(xué)的誕生給辯證自然觀的發(fā)展增添了新的思想和內(nèi)容：在物質(zhì)觀上開始把具有復(fù)雜性特征的事物作為研究對象；在時(shí)空觀上深入研究時(shí)空與物質(zhì)關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性；在演化觀上強(qiáng)調(diào)事物的生成與演化及其方向和趨勢；在生命觀上突出“自組織”的觀點(diǎn)（事物自發(fā)自主地從非生命演化出生命）；在發(fā)展觀上強(qiáng)調(diào)環(huán)境和條件（外因）的作用；最大的變革在于它提出了自然界是一個(gè)系統(tǒng)的觀點(diǎn).四、系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵和思想

系統(tǒng)自然觀建立在新物理學(xué)革命和系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)之上，為人們描繪出一幅從基本粒子、原子、分子化合物直到人類，從微觀領(lǐng)域到宇觀天體系統(tǒng)演化的自組織、自我運(yùn)動、自我創(chuàng)造的辯證的演化發(fā)展的自然圖景。系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵它揭示了自然系統(tǒng)不僅存在著，而且演化著；自然系統(tǒng)不僅是確定的，而且會自發(fā)地產(chǎn)生不可預(yù)測的隨機(jī)性；自然系統(tǒng)不僅是簡單的、線性的，而且是復(fù)雜的、非線性的。闡發(fā)了自然界是確定性與隨機(jī)性、簡單性與復(fù)雜性、線性與非線性的辯證統(tǒng)一的思想。這不僅豐富和發(fā)展了辯證唯物主義自然觀，更為重要的是，它突破了傳統(tǒng)的思維方式，提供了一種探索組織性、復(fù)雜性問題的全新的思維方式——系統(tǒng)思維方式。第二節(jié)

自然界的系統(tǒng)存在方式及其演化一、何謂“系統(tǒng)”？所謂“系統(tǒng)”，是由若干相互聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有特定結(jié)構(gòu)與功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的四層含義：系統(tǒng)的基本特征：整體性：有機(jī)整體，非加和性。貝塔朗菲：相干性，部分之間的約束、選擇和協(xié)同的關(guān)系；物質(zhì)系統(tǒng)中任何一個(gè)子系統(tǒng)形狀的改變是所有子系統(tǒng)形狀變化的結(jié)果，又會引起所有子系統(tǒng)形狀的變化，這些因素之間的關(guān)系是互為對象的雙向因果關(guān)系。層次性，是系統(tǒng)要素的空間關(guān)系。要素由于性質(zhì)、狀態(tài)基本相同形成一定的組，各個(gè)組在宏觀性質(zhì)上具有質(zhì)的區(qū)別，各有其特殊的規(guī)律。各個(gè)組可以并列關(guān)系，可以是上下關(guān)系，包含與被包含關(guān)系，整體與部分。協(xié)調(diào)性自然界的層次結(jié)構(gòu)二、系統(tǒng)是自然界物質(zhì)存在的普遍形式19世紀(jì)，恩格斯明確指出系統(tǒng)是自然界物質(zhì)的存在方式。從人與自然的關(guān)系：自然系統(tǒng)可分為天然自然系統(tǒng)和人工自然系統(tǒng)。從自然系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系，可分為：孤立系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。就系統(tǒng)的狀態(tài)而言，自然系統(tǒng)可分為平衡態(tài)系統(tǒng)，近平衡態(tài)系統(tǒng)，遠(yuǎn)離平衡態(tài)系統(tǒng)孤立系統(tǒng)：沒有物質(zhì)和能量的交換。熵趨于最大值。死系統(tǒng)封閉系統(tǒng)：同環(huán)境有能量的交換，沒有物質(zhì)的交換。地球。開放系統(tǒng)：由物質(zhì)與能量的交換。具有自組織功能，具有達(dá)到預(yù)期的某種終極狀態(tài)的能力，又在一定條件下趨向于一定的穩(wěn)態(tài)。生命系統(tǒng)。開放系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）外部特征是存在輸入和輸出，同環(huán)境不斷地交換信息、能量和物質(zhì)；（2）內(nèi)部特征是不斷破壞自身舊的物質(zhì)成分，不斷組建新的物質(zhì)成分，廣義的新陳代謝；（3）開放系統(tǒng)可能具有等結(jié)果性：不同的初始條件可能以不同方式達(dá)到相同的最終狀態(tài)。開放系統(tǒng)也有邊界，有一定的開放度，而且是有選擇、有過濾地向環(huán)境開放，如生命對自然環(huán)境的開放。所謂充分地開放，也只是系統(tǒng)得以保持和穩(wěn)定發(fā)展基礎(chǔ)上的充分開放。并不是無條件地越開放越好。平衡態(tài)系統(tǒng)：在沒有環(huán)境因素的作用下，內(nèi)部的相互作用處于相對靜止、穩(wěn)定的狀態(tài)，即內(nèi)部無差異、各種量相同。近平衡態(tài)系統(tǒng)：是系統(tǒng)內(nèi)部有一定差異，但只能導(dǎo)致線性相互作用的狀態(tài)，線性相互作用的一個(gè)特征就是整體等于部分之和。遠(yuǎn)離平衡態(tài)系統(tǒng)：是系統(tǒng)內(nèi)有較大差異，可使系統(tǒng)出現(xiàn)非線性相互作用的狀態(tài)，非線性相互作用的一個(gè)特征就是整體不等于部分之和。三、自然界的演化20世紀(jì)的新物理學(xué)革命革新了機(jī)械自然觀的物質(zhì)觀和時(shí)空觀。隨后出現(xiàn)的系統(tǒng)科學(xué)和非平衡態(tài)熱力學(xué)則帶來了從靜止到演化的自然觀——演化發(fā)展的自組織自然觀?；居^點(diǎn)是：自然的演化過程具有不可逆性；自然的進(jìn)化是一個(gè)不斷有序化和發(fā)生對稱性破缺的過程，具有開放性、遠(yuǎn)離平衡態(tài)、非線性相互作用和漲落的自組織機(jī)制；自然界的循環(huán)發(fā)展具有無限性。自然界的演化方向:是指自然運(yùn)動的指向——朝某種方向的變化。強(qiáng)調(diào)的是終點(diǎn)。方向性與目的相概念相似。變化的趨勢，好像在追求一個(gè)目標(biāo)。方向性是自然變化的一種內(nèi)在的本質(zhì)屬性。一個(gè)空間方向同其他方向不同，就是空間對稱的破缺。對稱性的破缺就使運(yùn)動變化具有方向性。時(shí)間的方向性時(shí)間的不可逆勢自然界變化不可逆性的反映?？赡妫菏侵缸匀幌到y(tǒng)經(jīng)過變化以后又回到了原來的狀態(tài)，而不引起環(huán)境的任何變化。不可逆：如系統(tǒng)經(jīng)過變化，引起了環(huán)境的變化，再也不能完全復(fù)員到原來的狀態(tài)。普里高津：不可逆是有序之源?？赡媾c不可逆：可逆是相對的，不可逆是絕對的。自然界總體來看是不可逆的。牛頓力學(xué)：自然界可逆； 熱力學(xué)第二定律：不可逆； 能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：可逆； 熵增加原理：不可逆。 可逆在時(shí)間上是對稱的（時(shí)間的反演對稱）屬于存在物理學(xué)范疇。 不可逆過程屬于演化物理學(xué)自然界的演化有眾多的方向。在諸多的可能方向中，經(jīng)過一段變化后，就會出現(xiàn)一個(gè)主導(dǎo)方向，就是概率最大的方向。美國的物理學(xué)家費(fèi)因曼根據(jù)他對量子物理學(xué)的理解，認(rèn)為宇宙有多種歷史。有多種可能的途徑。粒子運(yùn)動雖然有無數(shù)可能的途徑，但只有一條路徑是重要的，即在牛頓經(jīng)典運(yùn)動定律中出現(xiàn)的那一個(gè)。在費(fèi)因曼的模型中，保證了除了一個(gè)路徑外所有路徑的貢獻(xiàn)在求和時(shí)都抵消了。這個(gè)運(yùn)動方向?qū)崿F(xiàn)的概率是如此之高，以致人們常誤以為運(yùn)動只有一個(gè)方向。自然界的變化既有確定性，又有不確定性 有一個(gè)主導(dǎo)方向，這就是確定性；有無限個(gè)可能方向，就是不確定性。確定性來自不確定性。最初的運(yùn)動也許是雜亂無章，后來逐漸形成一個(gè)優(yōu)勢方向，便開始出現(xiàn)了有序結(jié)構(gòu)。自然物變化的主導(dǎo)方向一般是由其內(nèi)在本性決定的，在一定條件下具有必然性，而運(yùn)動從主導(dǎo)方向轉(zhuǎn)向非主導(dǎo)方向，常常是外部環(huán)境作用的結(jié)果，偶然性就扮演重要的角色。自然變化的方向有層次性。有整體的方向，也有局部的方向；有過程的總方向，也有各個(gè)階段的方向。有時(shí)一致，也有不一致。各個(gè)小方向也常?；ゲ幌嗤?，這是自然發(fā)展曲折性的表現(xiàn)。山貓多和野兔少，山貓多。一般來說，大方向決定小方向，小方向服從大方向。要素可以有自己的方向，但又遵守系統(tǒng)的大方向。前進(jìn)的道路是彎曲的，每個(gè)彎曲都有自己的小方向。大彎曲里有小彎曲，小方向里還有更小的方向。這些小方向又互相抵消，小方向的綜合，便形成了大的方向。自然界的演化有兩個(gè)方向：進(jìn)化和退化，進(jìn)化是更為基本的方向。近代的地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)和生物學(xué)推動了進(jìn)化論思潮。 笛卡爾《哲學(xué)原理》地球的形成過程。 萊布尼茨，《原始地球》?？档?。沃爾夫《發(fā)生論》達(dá)爾文《物種起源》系統(tǒng)的演化涉及的概念演化發(fā)生在復(fù)雜系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和要素簡單和復(fù)雜 線性和非線性競爭和協(xié)同是系統(tǒng)演化最活躍的動力信息與熵自組織與他組織宇宙熱寂說熱力學(xué)第二定律：熱運(yùn)動形式和熱能熵趨向無窮大。宇宙中一切運(yùn)動形式就停止了。分析:蝴蝶效應(yīng)：確定的系統(tǒng)有內(nèi)在的隨機(jī)性；對初始條件的敏感性；初始條件經(jīng)過非線性作用逐級放大，演化過程中會導(dǎo)致有重大區(qū)別的結(jié)果。自組織理論揭示了自然界進(jìn)化的機(jī)制。系統(tǒng)進(jìn)化的條件：第一，系統(tǒng)處于開放狀態(tài)，同外界有物質(zhì)、能量和信息的交流。第二，系統(tǒng)處于遠(yuǎn)離平衡態(tài)狀態(tài)。第三，系統(tǒng)的非線性相互作用。第四，內(nèi)部漲落。對平均狀態(tài)的偏離稱為漲落。漲落是隨機(jī)的、偶然的。一般情況下，漲落會被系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所約束，小的漲落一般會衰減。但在系統(tǒng)狀態(tài)的臨界點(diǎn)上，微小的漲落可能會放大，形成巨漲落，使系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生質(zhì)的變化，導(dǎo)致有序結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。初始條件的敏感性。長期天氣預(yù)報(bào)不可能。第三節(jié)天人和諧的生態(tài)自然觀 20世紀(jì)自然觀新進(jìn)展不僅體現(xiàn)了關(guān)于自然界系統(tǒng)聯(lián)系和演化發(fā)展的特征，而且還體現(xiàn)了人與自然關(guān)系的新認(rèn)識特性。 以往的自然觀主要是關(guān)于自然的觀點(diǎn)，而20世紀(jì)的辯證自然觀則是包含人和社會因素在內(nèi)的自然觀，是人如何對待自然的認(rèn)知、態(tài)度和倫理價(jià)值的自然觀。競爭與協(xié)同

復(fù)雜系統(tǒng)中要素之間的競爭和協(xié)同的關(guān)系在自然界的進(jìn)化中具有重要的意義。競爭指系統(tǒng)內(nèi)部不同要素之間或者不同的子系統(tǒng)之間，不同的系統(tǒng)之間通過斗爭（優(yōu)化、擇優(yōu)劣汰、自然選擇等）促進(jìn)系統(tǒng)的演化。協(xié)同有共同、合作、協(xié)調(diào)和同步之意，是系統(tǒng)許多要的聯(lián)合作用。所謂協(xié)同學(xué)就是專門研究協(xié)同關(guān)系，認(rèn)為在系統(tǒng)中的各個(gè)要素或者子系統(tǒng)之間不僅存在著相互排斥的關(guān)系，而且這些相互競爭的要素在一定條件下會走向協(xié)同。自然界的演化表明；自然界的變化總是力求消耗最小，遵循效率最大的原則——最小作用原理。這是自然選擇的結(jié)果。自然選擇在世界上每日每時(shí)都在精密檢查著最微細(xì)的變異，把壞的排斥掉，把好的保存下來并把它們積累下來；無論什么時(shí)候什么地方，只要有機(jī)會，它就靜悄悄地不知不覺地在工作，把各種生物與無機(jī)的和有機(jī)的生活條件的關(guān)系加以改進(jìn)。這種緩慢的變化，我們是看不出來的，直到經(jīng)過極長的年代才能看到。——達(dá)爾文哈肯說:每當(dāng)一種新的有序狀態(tài)開始時(shí)，大自然聽任該系統(tǒng)在幾種可能性中選擇其一。自然的系統(tǒng)本身有選擇的機(jī)制。所謂自然界的和諧是指物質(zhì)或者過程中各種有質(zhì)的差異的部分協(xié)同共進(jìn)的關(guān)系，和諧就是相互配合、相互促進(jìn)的關(guān)系；相互補(bǔ)充、相互支持、相互完善、相互推動的關(guān)系。和諧的前提是差異。和諧的特征之一是比例合理。和諧是一種平衡狀態(tài)。宇宙為什么是和諧的？牛頓;第一推動力萊布尼茨：前定和諧說人擇原理：因?yàn)樵诤椭C宇宙中才會有我們?nèi)祟?，才會提出這個(gè)問題。宇宙有多種可能，又和諧也有不和諧?；艚穑菏挛镏匀绱耸且?yàn)槲覀內(nèi)绱?。哈肯的協(xié)同學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)各部分之間相互協(xié)作的理論，是協(xié)同合作之學(xué)，主要探討系統(tǒng)內(nèi)部有序、自組織的集體行為，其基本觀點(diǎn)是：協(xié)同是有序之源。哈肯的協(xié)同學(xué)強(qiáng)化了統(tǒng)一性對事物發(fā)展的作用。競爭或者斗爭并不是集體運(yùn)動中