自然辩证法概论-第2篇自然观第2章自然界的存在方式

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1、自然界的存在方式,1,第二篇 自 然 观,自然界的存在方式,2,第二章自然界的存在方式,自然界的存在方式,3,第一节自然界的物质性 一、物质性是自然界的根本属性 列宁：“物质是标志实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写，摄影，反映”。 注意点： （1）物质的根本特性是客观实在性。爱因斯坦说过:“相信一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然科学的基础”。揭示了一切物质形态的共同本质。 （2）物质的可感知性。,自然界的存在方式,4,12种“基本粒子”,自然界的存在方式,5,四种基本力,自然界的存在方式,6,二、物质与物质形态 物质形态是对

2、物质存在方式所作的科学描述，它充分体现了物质世界的多样性。 物质形态大体可以划分为如下类型： 1.固态，是指具有固定体积和形状的物质形态。 2.液态，是指具有一定的体积而无固定形态的物质形态。 3.气态，是指无一定的体积和形状的一种物质形态。 4.场，是一种与实物相对应的物质形态，如引力场、电磁场、介子场等，与实物的间断性相比，场具有连续性、可叠加性、不具有静止质量等特征。,自然界的存在方式,7,5.等离子态，是由数目几乎相等的正负离子所构成的一种物质形态。它是在气态物质温度升至几千度，气体的原子外层电子脱离原子而形成的，所以又叫等离子气体。现代天文学研究表明，宇宙物质的99%以上是处于这种状

3、态。如大量的星际物质、火焰和电弧中的高温部分，太阳和其它恒星的表面气层也都有等离子态物质。,6.超密态，是物质处于密度极高、压力极大的存在方式。如白矮星由电子简态组成，中子星则完全由中子组成。7.真空态，是指量子场处于能量最低时的物质形态。有人将真空描述为负能态粒子海洋，也就是说真空是由负能态粒子所充盈。,自然界的存在方式,8,第二节自然界的系统性在当代科学技术的背景下，唯物主义自然观的发展表现为：、由“实物中心论”向“系统中心论”的转变。、突现了相互作用的重要性。恩格斯曾经指出，“相互作用是事物的真正的终极原因”，“我们不能追溯到比对这个相互作用的认识更远的地方，因为正是在它背后没有什么要认

4、识的东西了。”,自然界的存在方式,9,阐明自然界各种相互作用的性质和规律，是物理学基础研究的一个极其重要的方面。迄今人类所知的各种物理现象所表现的相互作用，都可归结为四种基本相互作用，即强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。 出于对物质世界的统一和谐的坚定哲学信念和要竭力探求事物内在本性的顽强欲望，物理学家们正在追求建立相互作用的统一理论。,自然界的存在方式,10,一、描述系统的基本范畴系统，是由要素组成的有机整体。系统一词，在古希腊语中，带有组合、整体和有序的涵义。系统与系统的元素是相对而言的，在一个系统中是元素的东西，在另一个层次上则可以是系统。它们之间存在着整体与部分之间的

5、辩证关系。,自然界的存在方式,11,描述系统的基本概念：1、要素，是构成系统的组元或部分。注意：单一要素不是系统，必须有两个以上的要素才可能构成系统。例如，一个苯分子的组成是六个碳原子和六个氢原子，在其中的每一个碳原子和氢原子都是苯的组成要素。,自然界的存在方式,12,2、结构，是系统内部各要素之间的内在的联系，排列顺序和组织方式。 要素与结构的关系 任何一个系统都是要素和结构的统一体。要素是结构的基础和物质承担者，要素的相互作用形成结构。所以一个系统的性质和功能首先依赖于它的要素。 但是结构对于要素有相对独立性，在许多系统中，结构对于系统功能的形成起着更为重要的作用。例如化学上的同分异构体丁

6、烷和异丁烷，构成这两个物质系统的要素完全相同，然而它们却有着不同的性质，这正是因为两者的结构不同。,自然界的存在方式,13,DNA分子模型,自然界的存在方式,14,3、环境，是指与系统发生相互作用，而又不属于这个系统的所有事物的总和。 环境对系统的作用 系统总是存在于一定的环境中，它对系统的生存和发展起着极其重要的作用，这表现为： （1）环境提供系统赖以生存的条件。 例如在物理世界中，原子、分子这样的物质系统也只能存在于一定的温度和一定的压力这些外界条件中。至于生命系统，它所依赖的环境条件就更为苟刻。,自然界的存在方式,15,（2）环境对系统进行选择和控制。随着自然环境的变迁，自然环境便起着一

7、种选择的作用。“物竞天择，适者生存”这个法则不仅是生物进化的法则，也是一切自然系统的发展法则。环境还控制、影响着物质系统的功能和演化的速度。,自然界的存在方式,16,4、功能，是系统在与环境相互作用中表现出来的特性。功能不是要素的属性，也不是某个部分的属性，而是系统整体才有的属性。 功能与结构的相互关系 功能之所以为整体具有，是因为功能以结构为载体，是在各要素的功能耦合中实现。在这个意义上说，功能是由结构决定的。但是，结构对功能的决定并不是单值决定，一种结构可以表现为多种功能，一种功能也可以有多种不同的结构实现。 另一方面，功能又会对结构发生反作用。功能的发挥有时会损耗结构，有时又会“改进”结

8、构。生命系统正是在发挥功能中维持其结构，并使结构进化的。,自然界的存在方式,17,要素、结构、功能和环境，是完备地规定一个系统所必须的四个基本因素。 在这几个基本因素的关系上，还应强调系统的功能决定规律，即系统的功能是由其要素、结构和环境共同决定的。换言之，系统的功能是要素、结构和环境的函数。（F(，)，功能或性质、环境、要素、结构） 要素是系统功能的物质基础，结构是系统功能的重要根据，环境则是系统功能的外部条件。,自然界的存在方式,18,二、系统的类型根据系统有无生命特征，可以分为生命系统和非生命系统，后者又可进一步分为物理系统和化学系统。根据系统被人类的改造程度，可以将物质系统分为天然系统

9、、人工系统和复合系统。前者是未经人类改造、依然按照其天然过程发展的物质系统，如恒星；汽车、建筑物等人工创造的系统则是人工系统；而农业生态系统、水电站等可以看成是人的实践活动已参与其中的复合系统。,自然界的存在方式,19,根据人们对系统的认识程度，可以分为黑色系统、灰色系统和白色系统。它们反映了人对系统要素、结构和功能认识清晰、模糊和未知的不同认识程度。 黑色系统（黑箱）表示人们虽肯定它有复杂的结构和功能，但对其组成要素和内部结构一无所知。反之，对其结构和组成要素已认识清楚的，称之为白色系统。介于二者之间的，称为灰色系统。人们在认识过程中的努力目标，就是使黑色系统变成灰色系统，进一步变成白色系统

10、。,自然界的存在方式,20,非系统自然事物 孤立系统系统封闭系统 无序系统 开放系统 稳定有序系统有序系统 非自复制系统 稳恒态有序系统自复制系统,依据物质系统的内在属性，系统可分为：,自然界的存在方式,21,说明： 、孤立系统、封闭系统和开放系统 孤立系统，是与外界环境没有物质和能量交换的系统。按照热力学第二定律，孤立系统的熵只能增加，不会减少，即孤立系统的熵大于或等于零（）。有人认为，整个宇宙，由于“至大无外”，无所谓外界，因此，也就没有与外界进行物质和能量的交换，所以是个孤立系统。克劳修斯当年就是据此得出宇宙“热寂说”的。,自然界的存在方式,22,封闭系统，与外界环境有能量交换但没有物质

11、交换的系统。 根据爱因斯坦的质能关系式：2 ,能量是可以换算为质量的。与外界没有物质交换的系统，自然也不会与外界有能量交换。但有时在能量交换中所涉及的物质交换数量级极小，可略而不计，在这种情况下，我们便有了一个封闭系统。例如，如果忽略从宇宙空间落入地球上的流星和宇宙云埃，地球近似地可看作是一个封闭系统。在自然界中没有严格意义的孤立系统和封闭系统。 开放系统，是与外界环境自由地进行物质和能量交换的系统。以下要分析的均为开放系统。,自然界的存在方式,23,、无序系统和有序系统， 无序系统(或无组织系统)的特点： （1）系统中各元素之间的相互作用相当微弱，无明显制约作用。 例如一堆沙、星际弥漫物质、

12、天上的云彩、河里的湍流等。 （2）系统中各元素随机分布，系统的性质不因各元素进出而发生明显的变化。 从熵的观点看，这种系统是系统熵增加到接近极大值的表现。无序系统不但是物质系统的最初形式和孤立系统演化的最终状态，而且也是宇宙系统的最普遍形式。宇宙中无序系统远远多于有序系统，就象无理数远远多于有理数一样。,自然界的存在方式,24,有序系统，系统中元素之间有明显的制约作用；元素之间的分布有一定的规则性。 以下是有序系统的不同形式： 主体附属系统，各部分分离后可独立存在下去，如青苔与树木、俘获的行星与主天体组成的系统； 主体从属系统，主体可以离开从属部分而存在，但从属部分离开主体便不能存在，如人的身

13、体与手臂，太阳系和地球； 互补系统，每一部分离开对方都不能独立存在，如心脏与血液，树根与树皮。,自然界的存在方式,25,3、稳定有序系统和稳恒态有序系统 这是对有序系统的进一步分类。 稳定有序系统是指原子、分子、地球、天体这类系统，它们有两个特点：第一，稳定有序系统与环境之间的物质与能量的交换还没有起到足以阻止熵增规律起作用的程度；第二，这种交换不但不能使系统自我更新，而且这种交换是系统转化、破坏和瓦解的根源。稳定有序系统在与环境的交换不能保持稳定，不能保持自我更新。反之，如果原来是稳定的系统，与环境隔绝之后却能保持相对稳定。,自然界的存在方式,26,稳恒态有序系统的特点与上述系统相反。 第一

14、，在这种系统中，系统与环境的物质、能量和信息交换起着决定性作用。这种交换成了稳恒态系统存在方式和基础，这种交换一旦停止，系统就会分化瓦解。 第二，正是这种交换使系统的熵保持不变甚至减少。例如，耗散结构、生命系统、心理系统、社会系统，就是属于这样的稳恒态系统。一般系统论的创始人贝塔朗菲曾将稳恒态系统称为“开放系统”。,自然界的存在方式,27,三、物质系统的基本特征 1、整体性特征 系统的整体性特征，也称系统的整体性原理或系统的整体突现规律。它是一切系统的最基本的特征或规律。 系统的整性特征，是指系统至少存在着一种其构成要素所没有的新的特征、性质、功能或规律，或者说系统的性质、功能或规律，不是其构

15、成要素的性质、功能或规律的简单加和。这一规律可简单地概括为：“整体不等于部分之和”，或“系统质不等于要素质”。,自然界的存在方式,28,恩格斯：“许多人协作，许多力量溶合为一个总的力量，用马克思的话来说，就造成新的力量，这种力量和它的一个个力量的总和有本质的差别。”这段话是对整体性特征的生动说明。 被称西方经济学之父的亚当斯密，在国富论中提出了所谓的“看不见的手”原理。他指出，一群互不相干的人，每个人都追求自身的利益，在没有政府指导的情况下，能够创造出一个稳定有序的而不是杂乱无章的社会。也就是说，追求私利的个人，由一只“看不见的手”引导，从事着有利于他人和整个社会的事情。此原理体现的正是“整体

16、不等于局部之和”的观点。,自然界的存在方式,29,在生命起源的问题上，有一种古老的活力论学说。这种学说认为，不可能从无生命中创造出生命。一个生物体是由完全平常的原子组成。活细胞里的碳原子、氢原子、氧原子，与细胞外的原子没什么两样。一些无生命的原子凑到一起怎么就成了有生命的东西。 比如，我们可以观察一个低级的细菌，它身上有复杂的功能，其体内的情况象是一个井井有条的大城市。这上百万的原子为什么得以组织起来，执行如此复杂的功能，是因为一切活物中添加了某种非物质成分，一种生命力，其本源来自上帝。,自然界的存在方式,30,支持活力论的一个论点与功能有关。活物的一个显著特征是，它们的行为看上去都有某种目的，好象是指向一个具体的目的。这种目的性在较高级的生命形式中最为明显。如，一个细菌也能表现出它在努力达到某些基本的目的，如取食。,草履虫,