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1、从物理学角度谈对自然辩证法认识从物理学角度谈对自然辩证法认识2 2011110945011110945 无线电物理无线电物理 张瑞叶张瑞叶作为一名物理学院的学生，我就从物理的角度谈谈对自然辩作为一名物理学院的学生，我就从物理的角度谈谈对自然辩证法的认识吧。从被公认的近代实验科学的创始人伽利略证法的认识吧。从被公认的近代实验科学的创始人伽利略 15901590年在比萨斜塔上做了年在比萨斜塔上做了“两个球同时落地两个球同时落地”的著名实验开始。机械唯的著名实验开始。机械唯物主义自然观开始慢慢形成。牛顿被誉为人类历史上最伟大的科物主义自然观开始慢慢形成。牛顿被誉为人类历史上最伟大的科学家之一。发明了
2、微积分，发现了万有引力定律和经典力学学家之一。发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学 。到到 16871687 年，年， 自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理出版，奠定了他在科学史中出版，奠定了他在科学史中的地位，同时机械唯物主义自然观渐渐形成。牛顿的主要科学贡的地位，同时机械唯物主义自然观渐渐形成。牛顿的主要科学贡献有运动三定律、万有引力定律、微积分。惯性定律，献有运动三定律、万有引力定律、微积分。惯性定律，a=F/ma=F/m 作作用力与反作用力关系。发现万有引力定律。牛顿经典力学的建立用力与反作用力关系。发现万有引力定律。牛顿经典力学的建立实现了近代科学发展史上的第一次实现了近代科学
3、发展史上的第一次“知识大综合知识大综合”：天体运动与：天体运动与地面物体运动的统一。地面物体运动的统一。16871687 年，牛顿发表年，牛顿发表自然哲学之数学原理自然哲学之数学原理，标志着近代科学革命的完成。牛顿力学成为近代科学的带头学，标志着近代科学革命的完成。牛顿力学成为近代科学的带头学科，并由此形成了机械唯物主义自然观。科，并由此形成了机械唯物主义自然观。从此推翻了亚里士多德从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例物体下落速度和重量成比例”的学说，纠的学说，纠正了这个持续了正了这个持续了 19001900 年之久的错误结论到牛顿力学成为近代科年之久的错误结论到牛顿力学成为近代科学
4、的完善，在实验基础上建立了机械唯物主义自然观。实验由观学的完善，在实验基础上建立了机械唯物主义自然观。实验由观察发展而来却高于观察。实验是从生产实践中分化独立出来的。察发展而来却高于观察。实验是从生产实践中分化独立出来的。主要区别：一是目的不同实验是认识自然生产实践是改造自然，主要区别：一是目的不同实验是认识自然生产实践是改造自然，二是内容不同前者重创造性后者重重复性。机械唯物主义自然观二是内容不同前者重创造性后者重重复性。机械唯物主义自然观摒弃了古代朴素自然观直观性、思辩性和猜测性。机械唯物主义摒弃了古代朴素自然观直观性、思辩性和猜测性。机械唯物主义自然观强调自然的外在独立性，是对上帝创世说
5、的否定。机械唯自然观强调自然的外在独立性，是对上帝创世说的否定。机械唯物主义强调经验和实证的方法主张用分析还原的方法去研究对象，物主义强调经验和实证的方法主张用分析还原的方法去研究对象，这种研究方法对于自然科学的发展是完全必要的。这种研究方法对于自然科学的发展是完全必要的。 首先机械性，首先机械性，它承认自然界是物质的，物质是按规律运动着，但它用纯粹力学它承认自然界是物质的，物质是按规律运动着，但它用纯粹力学的观点来考察和解释自然界的一切现象，把自然界的各种运动形的观点来考察和解释自然界的一切现象，把自然界的各种运动形式都归结为机械运动形式，否认了无机界和有机界，自然界和人式都归结为机械运动形
6、式，否认了无机界和有机界，自然界和人类社会之间的联系。类社会之间的联系。 第二是形而上学性，孤立地考察自然界的第二是形而上学性，孤立地考察自然界的事物和过程，撇开它的广泛的联系，不是把自然界看作是运动，事物和过程，撇开它的广泛的联系，不是把自然界看作是运动，而是看作是静止的，不是看作是变化的，而是看作是永恒不变的。而是看作是静止的，不是看作是变化的，而是看作是永恒不变的。三是不彻底性机械唯物主义自然观割裂了自然界与人类社会历史三是不彻底性机械唯物主义自然观割裂了自然界与人类社会历史发展的关系，认为自然界是孤立于人的实践领域之外的原始的自发展的关系，认为自然界是孤立于人的实践领域之外的原始的自然
7、存在物。这种观点必然导致自然观与历史观的割裂，最终陷入然存在物。这种观点必然导致自然观与历史观的割裂，最终陷入唯心主义和神学目的论。唯心主义和神学目的论。 2020 世纪的科学革命广泛地发生在宇观、宏观和微观三大层世纪的科学革命广泛地发生在宇观、宏观和微观三大层次上，使整个自然科学形成一个前沿不断扩大的多层次的综合的次上，使整个自然科学形成一个前沿不断扩大的多层次的综合的整体。十九世纪中叶，建立了电磁，并预言了以光速整体。十九世纪中叶，建立了电磁，并预言了以光速 C C 传播的电传播的电磁波的存在。到十九世纪末，实验完全证实了麦克斯韦理论。电磁波的存在。到十九世纪末，实验完全证实了麦克斯韦理论
8、。电磁波是什么？它的传播速度磁波是什么？它的传播速度 C C 是对谁而言的呢？当时流行的看法是对谁而言的呢？当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质，电磁波是以太振动的传播。是整个宇宙空间充满一种特殊物质，电磁波是以太振动的传播。但人们发现，这是一个充满矛盾的理论。如果认为地球是在一个但人们发现，这是一个充满矛盾的理论。如果认为地球是在一个静止的以太中运动，那么根据速度叠加原理，在地球上沿不同方静止的以太中运动，那么根据速度叠加原理，在地球上沿不同方向传播的光的速度必定不一样，但是实验否定了这个结论。如果向传播的光的速度必定不一样，但是实验否定了这个结论。如果认为以太被地球带着走，又明显与
9、天文学上的一些观测结果不符。认为以太被地球带着走，又明显与天文学上的一些观测结果不符。这就是我们上物理可是老师常说的一句话，物理学大厦已经建立这就是我们上物理可是老师常说的一句话，物理学大厦已经建立起来了后人补充就行没什么新的发现了。但后来还是有了两朵起来了后人补充就行没什么新的发现了。但后来还是有了两朵“小小的乌云小小的乌云”这就是以太漂移和黑体辐射。人们的认识分发生这就是以太漂移和黑体辐射。人们的认识分发生翻天腹地变化是在翻天腹地变化是在 19051905 年，爱因斯坦创立狭义相对论。狭义相年，爱因斯坦创立狭义相对论。狭义相对论认为新时空观，时空特性与运动有关；质量和能量的相当性。对论认为
10、新时空观，时空特性与运动有关；质量和能量的相当性。19161916 年，爱因斯坦创立广义相对论，揭示了时间、空间、运动、年，爱因斯坦创立广义相对论，揭示了时间、空间、运动、物质的统一性，时空结构和性质与物质分布的关联性。量子力学物质的统一性，时空结构和性质与物质分布的关联性。量子力学使自然科学进入到人类日常感性经验以外的微观世界。它反映了使自然科学进入到人类日常感性经验以外的微观世界。它反映了人和自然相互作用的特征，表明人只有通过仪器装置才能观察和人和自然相互作用的特征，表明人只有通过仪器装置才能观察和描述自然，人不是自然之外与之分离的观察者，人只有在同自然描述自然，人不是自然之外与之分离的观
11、察者，人只有在同自然的相互作用中才能认识自然。现代科技革命引出新的哲学问题，的相互作用中才能认识自然。现代科技革命引出新的哲学问题，在认识论方面问题有因果性问题包括决定论与非决定论，机械决在认识论方面问题有因果性问题包括决定论与非决定论，机械决定论与统计决定论。微观领域中的主客体关系问题，物质结构的定论与统计决定论。微观领域中的主客体关系问题，物质结构的可分性问题夸克，时空的有限与无限问题，宇宙的创生于可分性问题夸克，时空的有限与无限问题，宇宙的创生于“有有”或或“无无”问题，生命进化中的必然性与偶然性问题，人工智能与问题，生命进化中的必然性与偶然性问题，人工智能与思维。思维。基于这些问题慢慢
12、形成了系统自然观，系统科学是把对象基于这些问题慢慢形成了系统自然观，系统科学是把对象作为组织性、复杂性系统从整体上进行研究，以揭示其运动规律作为组织性、复杂性系统从整体上进行研究，以揭示其运动规律和实际处理这类系统的科学。系统自然观认为自然界不仅存在着，和实际处理这类系统的科学。系统自然观认为自然界不仅存在着，而且演化着；自然系统不仅是确定的，而且会自发地产生不可预而且演化着；自然系统不仅是确定的，而且会自发地产生不可预测的随机性；自然界不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非测的随机性；自然界不仅是简单的、线性的，而且是复杂的、非线性的，从物质存在到演化其演化过程中时间的不可逆性。内在线性的，
13、从物质存在到演化其演化过程中时间的不可逆性。内在随机性的确定性与非确定性的统一简单性与复杂性的统一，简单随机性的确定性与非确定性的统一简单性与复杂性的统一，简单对象是线性的、解析的、平衡态的、规则的、有序的、确定的、对象是线性的、解析的、平衡态的、规则的、有序的、确定的、可逆的、可作严格逻辑分析的对象。现实世界的复杂系统则是非可逆的、可作严格逻辑分析的对象。现实世界的复杂系统则是非线性的、非解析的、非平衡态的、不规则的、无序的、不确定的、线性的、非解析的、非平衡态的、不规则的、无序的、不确定的、不可逆的、不可作严格逻辑分析的对象。必须将追求简单性和探不可逆的、不可作严格逻辑分析的对象。必须将追
14、求简单性和探索复杂性，线性和非线性的统一以往的科学基本上是以线性系统索复杂性，线性和非线性的统一以往的科学基本上是以线性系统为研究对象的线性科学。为研究对象的线性科学。系统的自然观丰富和发展了辩证唯物主义自然观首先，系统系统的自然观丰富和发展了辩证唯物主义自然观首先，系统自然观揭示了自然界的系统性、整体性和层次性。其次系统自然自然观揭示了自然界的系统性、整体性和层次性。其次系统自然观揭示了自然界物质系统的开放性、动态性和自组织性。再次系观揭示了自然界物质系统的开放性、动态性和自组织性。再次系统自然观揭示了时间的不可逆性，提出了统自然观揭示了时间的不可逆性，提出了“内部时间内部时间”概念，论证概
15、念，论证了时空与物质运动的相互联系不可分割，丰富了辩证唯物主义的了时空与物质运动的相互联系不可分割，丰富了辩证唯物主义的时空观。时空观。 最后，系统自然观揭示了自然界在循环中有序与无序、进化与退最后，系统自然观揭示了自然界在循环中有序与无序、进化与退化的辩证统一，论证了辩证唯物主义关于运动、发展混沌化的辩证统一，论证了辩证唯物主义关于运动、发展混沌- -有序有序- -新新的混沌的混沌- -新的有序的大循环思想。而且提供了系统思维方式，所谓新的有序的大循环思想。而且提供了系统思维方式，所谓系统思维方式，是把对象当作一个系统的整体加以思考的思维方系统思维方式，是把对象当作一个系统的整体加以思考的思
16、维方式，它根据系统的性质、关系、结构，把对象的各个组成要素有式，它根据系统的性质、关系、结构，把对象的各个组成要素有机地组织起来构成模型，研究系统的功能和行为，具有整体性、机地组织起来构成模型，研究系统的功能和行为，具有整体性、综合性、定量化和精确化的特征。综合性、定量化和精确化的特征。所以从学物理学和自然辩证法学习中，学会用哲学的眼光所以从学物理学和自然辩证法学习中，学会用哲学的眼光看世界，科学的认识世界，辩证的看待问题，树立大科学观和大看世界，科学的认识世界，辩证的看待问题，树立大科学观和大技术观，树立社会主义生态文明观，培养和提高综合素质能力。技术观，树立社会主义生态文明观，培养和提高综合素质能力。
