《自辩试点班二》PPT课件.ppt

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1、 自然辩证法概论自然辩证法概论 内容提要及编写目的：内容提要及编写目的：自然辨证法是马克思自然辨证法是马克思主义哲学的重要组成部分，是辩证唯物主义的自主义哲学的重要组成部分，是辩证唯物主义的自然观、科学观、技术观、工程观和科学技术方法然观、科学观、技术观、工程观和科学技术方法论。本大纲包括四讲内容：自然辩证法的学科性论。本大纲包括四讲内容：自然辩证法的学科性质、创立和发展；自然哲学；科学、技术、工程质、创立和发展；自然哲学；科学、技术、工程与科技革命；现代综合和复杂性方法。通过相应与科技革命；现代综合和复杂性方法。通过相应内容的学习，引导学生掌握和正确认识如下内容：内容的学习，引导学生掌握和正

2、确认识如下内容：自然辩证法在马克思主义哲学中的地位和作用；自然辩证法在马克思主义哲学中的地位和作用；科学与哲学的辩证统一关系；自然界的存在方式科学与哲学的辩证统一关系；自然界的存在方式和演化机制；科学、技术、工程的本质及特点；和演化机制；科学、技术、工程的本质及特点；科学技术革命与科学世界图景、科学思维方式变科学技术革命与科学世界图景、科学思维方式变革的一致性关系；科学技术研究的当代综合性、革的一致性关系；科学技术研究的当代综合性、复杂性方法。复杂性方法。本门课程的学习有助于培养学生建立本门课程的学习有助于培养学生建立科学的自然观、科学观、技术观、工程观，科学的自然观、科学观、技术观、工程观，

3、有助于拓展学生的知识范围，有助于启发有助于拓展学生的知识范围，有助于启发学生自觉运用辩证唯物主义观点和现代科学生自觉运用辩证唯物主义观点和现代科技方法提高解决和处理具体科学技术和工技方法提高解决和处理具体科学技术和工程问题的能力。程问题的能力。 本课程的学时安排：本课程的学时安排：本课程计划安排本课程计划安排18学时，学时，14讲的学时分别为讲的学时分别为2、6、4、4，共计，共计16学时，另有学时，另有2学时为课堂讨论。学时为课堂讨论。 第一讲第一讲 自然辩证法的学科性质、创立和发展自然辩证法的学科性质、创立和发展 教学目的和要求：本讲内容引导学生了解自教学目的和要求：本讲内容引导学生了解自

4、然辩证法的学科性质、体系，以及自然辩证法学然辩证法的学科性质、体系，以及自然辩证法学科的创立过程和发展脉络。要求学生合理认识自科的创立过程和发展脉络。要求学生合理认识自然辩证法学科在当代科学体系，以及在马克思主然辩证法学科在当代科学体系，以及在马克思主义哲学中的学科层次和学科地位，并能正确把握义哲学中的学科层次和学科地位，并能正确把握科学与哲学的辩证关系。科学与哲学的辩证关系。 本讲参考学时：本讲参考学时：2学时。学时。 自然辩证法是马克思主义哲学的重要组自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，也是马克思主义哲学的一个重要分成部分，也是马克思主义哲学的一个重要分支学科。它是关于自然界和科学技

5、术发展的支学科。它是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法的科学。它是马克思主义对人类认识自然法的科学。它是马克思主义对人类认识自然和改造自然已有成果的概括和总结。和改造自然已有成果的概括和总结。19世纪世纪后半期（后半期（1873年）恩格斯在总结年）恩格斯在总结19世纪包括世纪包括19世纪以前的自然科学技术研究成果的基础世纪以前的自然科学技术研究成果的基础上花费了上花费了13年时间，于年时间，于1886年写下了年写下了自然自然辩证法辩证法一书，为这门学科的建立和往后的一书，为这门学科的建立和往后的发展奠定了理论基础。发展奠定了

6、理论基础。 第一节第一节 自然辩证法的性质及其在现代科学中的地位自然辩证法的性质及其在现代科学中的地位 一、现代科学体系的基本特征一、现代科学体系的基本特征 对象世界与科学体系具有同构关系。对象世界与科学体系具有同构关系。 科学作为对科学作为对对象世界（客观世界）进行认识、反映和建构的知识对象世界（客观世界）进行认识、反映和建构的知识体系，与它所认识、反映和建构的对象世界总是具有体系，与它所认识、反映和建构的对象世界总是具有同构关系。现代信息系统科学研究表明，客观世界的同构关系。现代信息系统科学研究表明，客观世界的所有事物都是以系统方式存在的，即所有事物都是以系统方式存在的，即万物皆系统万物皆

7、系统，所有物质系统都具有整体性、层次性和普遍相互作用所有物质系统都具有整体性、层次性和普遍相互作用性性（系统通过其内部和外部的物质、能量、信息流相（系统通过其内部和外部的物质、能量、信息流相互作用）的基本特征。与此相对应的，作为人类对其互作用）的基本特征。与此相对应的，作为人类对其进行认识、反映和建构的进行认识、反映和建构的现代科学知识体系也具有现代科学知识体系也具有整体系统性、结构层次性、普遍相互作用性的特征。整体系统性、结构层次性、普遍相互作用性的特征。 二、现代科学体系结构的图意示二、现代科学体系结构的图意示 三、自然辩证法的学科地位三、自然辩证法的学科地位自然辩证法处于各门科学技术学科

8、和总体哲学（辩证唯物自然辩证法处于各门科学技术学科和总体哲学（辩证唯物主义）的中介地位，是一门独立的哲学学科。主义）的中介地位，是一门独立的哲学学科。 自然辩证法既不像各门具体的自然辩证法既不像各门具体的科学技术学科科学技术学科那样，以自那样，以自然界某个领域的特定事物作为研究对象，又不像辩证唯物主然界某个领域的特定事物作为研究对象，又不像辩证唯物主义哲学那样，以整个客观世界的普遍规律为研究对象。义哲学那样，以整个客观世界的普遍规律为研究对象。自然自然辩证法研究的是自然界、科学技术以及科学技术研究方法发辩证法研究的是自然界、科学技术以及科学技术研究方法发展的一般规律，其研究范围大于各门科学技术

9、而小于辩证唯展的一般规律，其研究范围大于各门科学技术而小于辩证唯物主义哲学。物主义哲学。相应地，其（相应地，其（自然辩证法自然辩证法）理论的抽象性和普）理论的抽象性和普适度也大于各门科学技术而小于辩证唯物主义哲学。如果把适度也大于各门科学技术而小于辩证唯物主义哲学。如果把各门科学技术看作是认识和改造自然的最低层次，把辩证唯各门科学技术看作是认识和改造自然的最低层次，把辩证唯物主义哲学看作是认识和改造客观世界的最高层次，那么，物主义哲学看作是认识和改造客观世界的最高层次，那么，自然辩证法则处于中间层次。所以，从这个意义上说，辩证自然辩证法则处于中间层次。所以，从这个意义上说，辩证唯物主义哲学、自

10、然辩证法和各门科学技术之间的关系是普唯物主义哲学、自然辩证法和各门科学技术之间的关系是普遍、一般和特殊的关系。遍、一般和特殊的关系。 四、自然辩证法的研究对象、定义和学科内容四、自然辩证法的研究对象、定义和学科内容 1自然辩证法的研究对象自然辩证法的研究对象整体自然界、整体自然科学和整体技术工整体自然界、整体自然科学和整体技术工程活动。或者说：自然辩证法以人与自然的程活动。或者说：自然辩证法以人与自然的总体性关系总体性关系包括对自然模式的建构关系包括对自然模式的建构关系（即自然界的产生、存在、演化关系）、对（即自然界的产生、存在、演化关系）、对自然的认识关系和对自然的改造关系自然的认识关系和对

11、自然的改造关系作为作为研究对象。研究对象。 2自然辩证法的定义：自然辩证法的定义：自然辩证法是关于自然和对自然的自然辩证法是关于自然和对自然的认识与改造的哲学。或展开为：自然辩认识与改造的哲学。或展开为：自然辩证法是关于自然、自然科学和技术工程证法是关于自然、自然科学和技术工程活动的一般性质、存在方式和发展规律活动的一般性质、存在方式和发展规律的哲学学说。的哲学学说。 3自然辩证法的学科内容或学科体系：自然辩证法的学科内容或学科体系： 自然哲学（自然图景）、科学哲学、自然哲学（自然图景）、科学哲学、技术哲学和工程哲学。技术哲学和工程哲学。 第二节第二节 自然辩证法的学科体系和逻辑主线自然辩证法

12、的学科体系和逻辑主线 一、关于自然哲学一、关于自然哲学 1自然哲学有广义与狭义之分：自然哲学有广义与狭义之分： 广义的自然哲学不仅包括对自然图景进行建构和描广义的自然哲学不仅包括对自然图景进行建构和描述的哲学，而且还包括科学哲学、技术哲学和工程哲述的哲学，而且还包括科学哲学、技术哲学和工程哲学。自然辩证法就是马克思主义哲学的广义的自然哲学。自然辩证法就是马克思主义哲学的广义的自然哲学。学。 狭义的自然哲学仅指对自然图景进行建构和描述的狭义的自然哲学仅指对自然图景进行建构和描述的哲学，它以自然界的整体模式为具体研究对象，是关哲学，它以自然界的整体模式为具体研究对象，是关于自然图景、模式及其发展一

13、般规律的哲学学说。在于自然图景、模式及其发展一般规律的哲学学说。在狭义规定的意义上，马克思主义的自然哲学就是关于狭义规定的意义上，马克思主义的自然哲学就是关于自然界的辩证法。即自然观、自然图景。我们所介绍自然界的辩证法。即自然观、自然图景。我们所介绍的自然哲学主要是从狭义角度进行的。的自然哲学主要是从狭义角度进行的。 2自然界中是否存在辩证法？自然界中是否存在辩证法？ 辩证法辩证法是关于世界普遍联系和发展规律的学说。辩是关于世界普遍联系和发展规律的学说。辩证法认为，世界上的一切事物都是普遍联系和永恒发展证法认为，世界上的一切事物都是普遍联系和永恒发展变化的，事物变化的原因在于事物内部的矛盾性。

14、变化的，事物变化的原因在于事物内部的矛盾性。形而形而上学上学则相反，它认为一切事物都是彼此孤立和永久不变则相反，它认为一切事物都是彼此孤立和永久不变的，如有变化，也只限于数量的增减和位置的变更，不的，如有变化，也只限于数量的增减和位置的变更，不承认事物的质变，并把变动的原因看作是事物外部的推承认事物的质变，并把变动的原因看作是事物外部的推动。动。 许多现代西方哲学家包括一些科学哲学家直截了当许多现代西方哲学家包括一些科学哲学家直截了当地做出了否定的回答。他们断言：地做出了否定的回答。他们断言：自然界中根本不存在自然界中根本不存在辩证法辩证法，只有在历史和社会的世界中才有辩证理性问题。，只有在历

15、史和社会的世界中才有辩证理性问题。他们认为，恩格斯虚构了自然辩证法，并将它强加到自他们认为，恩格斯虚构了自然辩证法，并将它强加到自然界中。据此，在现代西方哲学和科学哲学中掀起了一然界中。据此，在现代西方哲学和科学哲学中掀起了一股拒斥本体论和自然哲学的思潮。股拒斥本体论和自然哲学的思潮。 恩格斯在其恩格斯在其自然辩证法自然辩证法手稿中明确地反对手稿中明确地反对了两种倾向：了两种倾向：一种是脱离自然科学的现实基础而只凭一种是脱离自然科学的现实基础而只凭主观臆断来炮制自然哲学体系的做法，主观臆断来炮制自然哲学体系的做法，如黑格尔那样。如黑格尔那样。黑格尔在他的黑格尔在他的自然哲学自然哲学中认为中认为

16、“精神在自然内发精神在自然内发现它自身的本质，即自然中的概念，发现它（概念）现它自身的本质，即自然中的概念，发现它（概念）在自然中的复本（客体），这是自然哲学的任务和目在自然中的复本（客体），这是自然哲学的任务和目的。因此研究自然就是精神在自然内的解放的。因此研究自然就是精神在自然内的解放”。另一另一种是蔑视一切自然哲学的经验主义、实证主义态度，种是蔑视一切自然哲学的经验主义、实证主义态度，这种态度是一种藐视一切理论、不相信一切思维的最这种态度是一种藐视一切理论、不相信一切思维的最肤浅的经验论。肤浅的经验论。 （前者为忽视实证的（前者为忽视实证的客观唯心论客观唯心论，后者为忽视理性，后者为忽视

17、理性的的经验论经验论） 由此，恩格斯讲我们由此，恩格斯讲我们“只想表明辩证法只想表明辩证法的规律是自然界的实在的发展规律，因而对的规律是自然界的实在的发展规律，因而对于理论自然科学也是有效的于理论自然科学也是有效的”；“辩证法的辩证法的规律就是从自然界以及人类社会的历史中被规律就是从自然界以及人类社会的历史中被概括出来的概括出来的”“思维规律就是对自然规律的思维规律就是对自然规律的把握和反映把握和反映”；黑格尔理论的；黑格尔理论的“错误在于：错误在于：这些规律是作为思维规律强加在自然界和历这些规律是作为思维规律强加在自然界和历史上面的，而不是从它们推导出来的。史上面的，而不是从它们推导出来的。

18、” 3自然哲学的不同历史形态自然哲学的不同历史形态 古代的自然哲学古代的自然哲学 古代的自然哲学与古代的自然科学融为一体，其古代的自然哲学与古代的自然科学融为一体，其核心是探索自然界的本原问题，以及与之相关的世界图核心是探索自然界的本原问题，以及与之相关的世界图景的描述问题。景的描述问题。如泰勒斯的如泰勒斯的“水水”，德谟克利特的，德谟克利特的“原原子子论论”，赫拉克利特的，赫拉克利特的“火火”，毕达哥拉斯的，毕达哥拉斯的“数即万物数即万物”的的数本主义哲学；托勒密的地心说（公元数本主义哲学；托勒密的地心说（公元130年）；中国年）；中国的的“阴阳五行说阴阳五行说”。 所以这一阶段的自然哲学不

19、可能建立在实证科学的基所以这一阶段的自然哲学不可能建立在实证科学的基础之上，具有础之上，具有直观性、思辨性、朴素性、笼统性和猜测直观性、思辨性、朴素性、笼统性和猜测性性的特点的特点。 吴国盛：吴国盛：“说数即万物当然是荒谬的，但说数即万物当然是荒谬的，但若说事物所遵循的规律是数学的，则是相当正若说事物所遵循的规律是数学的，则是相当正确。近代科学正是在追寻自然界的数学规律中确。近代科学正是在追寻自然界的数学规律中取得长足进步的，而且可以说，许多次重大的取得长足进步的，而且可以说，许多次重大的突破都是由于发现了新的数学规律。毕达哥拉突破都是由于发现了新的数学规律。毕达哥拉斯主义传统确实是自然科学中

20、最富有生命力的斯主义传统确实是自然科学中最富有生命力的思想传统思想传统”科学的历程科学的历程 黑格尔的哲学思辨的自然哲学黑格尔的哲学思辨的自然哲学随着近代自然科学从哲学中不断分化出来，随着近代自然科学从哲学中不断分化出来，一些哲学家们又试图根据当时科学发展所提供的某一些哲学家们又试图根据当时科学发展所提供的某些材料，凭借抽象的思辨来建立一种凌驾于自然科些材料，凭借抽象的思辨来建立一种凌驾于自然科学之上的关于自然界的理论体系。学之上的关于自然界的理论体系。18世纪到世纪到19世世纪初，德国古典哲学中的自然哲学，尤其是黑格尔纪初，德国古典哲学中的自然哲学，尤其是黑格尔的自然哲学便是这一自然哲学形态

21、的杰出代表。的自然哲学便是这一自然哲学形态的杰出代表。这这一形态的自然哲学试图一形态的自然哲学试图“用理想的、幻想的联系来用理想的、幻想的联系来代替尚未知道的现实联系，用臆想来补充缺少的事代替尚未知道的现实联系，用臆想来补充缺少的事实，用纯粹的想象来填补现实的空白实，用纯粹的想象来填补现实的空白”，用个人思，用个人思想的构造去超越人类认识的历史和实证科学对自然想的构造去超越人类认识的历史和实证科学对自然本性的揭示，这一形态的自然哲学显然与科学本身本性的揭示，这一形态的自然哲学显然与科学本身的发展相违背。的发展相违背。 马克思主义的自然哲学马克思主义的自然哲学恩格斯在对黑格尔式的自然哲学进行清恩

22、格斯在对黑格尔式的自然哲学进行清算的同时，又根据当时自然科学的发展，创算的同时，又根据当时自然科学的发展，创立了立了马克思主义的自然哲学马克思主义的自然哲学。当时马克思主。当时马克思主义的自然哲学所面临的基本任务是：以自然义的自然哲学所面临的基本任务是：以自然科学所取得的相关研究成果为基础，通过对科学所取得的相关研究成果为基础，通过对自然界自身的辩证联系的考察，建立起一个自然界自身的辩证联系的考察，建立起一个相对于当时时代的令人满意的相对于当时时代的令人满意的“自然体系自然体系”，从而从整体上对自然界做出唯物和辩证的，从而从整体上对自然界做出唯物和辩证的理论解释。理论解释。 现代科学的自然哲学

23、现代科学的自然哲学20世纪以来，随着以相对论、量子力学、现代世纪以来，随着以相对论、量子力学、现代物理学（天体物理学、原子核物理学、基本粒子物物理学（天体物理学、原子核物理学、基本粒子物理学、凝态物理学）、现代宇宙学、分子生物学、理学、凝态物理学）、现代宇宙学、分子生物学、信息科学、系统科学、复杂性理论等为代表的现代信息科学、系统科学、复杂性理论等为代表的现代科学的迅速崛起和深入发展，一幅建立在现代科学科学的迅速崛起和深入发展，一幅建立在现代科学所提供的相关事实、理论和科学范式基础之上的所提供的相关事实、理论和科学范式基础之上的信信息系统复杂综合的世界图景息系统复杂综合的世界图景日益清晰地展示

24、在我们日益清晰地展示在我们面前。正是这一信息系统复杂综合的世界图景成了面前。正是这一信息系统复杂综合的世界图景成了与我们这个时代相匹配的自然哲学的崭新历史形态。与我们这个时代相匹配的自然哲学的崭新历史形态。 二、关于科学哲学二、关于科学哲学 科学哲学科学哲学是以对自然界进行认识的方式和方是以对自然界进行认识的方式和方法的自然科学的整体为其研究对象，是关于自然法的自然科学的整体为其研究对象，是关于自然科学的一般性质及发展的一般规律的哲学学说。科学的一般性质及发展的一般规律的哲学学说。自然辩证法意义上的科学哲学就是关于自然科学自然辩证法意义上的科学哲学就是关于自然科学的辩证法。的辩证法。 1科学哲

25、学的研究领域科学哲学的研究领域 科学认识论、科学方法论、科学价值论、科科学认识论、科学方法论、科学价值论、科学发展观以及自然科学中的哲学问题等等，乃是学发展观以及自然科学中的哲学问题等等，乃是科学哲学研究的一般研究领域。科学哲学研究的一般研究领域。 2古代科学哲学问题古代科学哲学问题 早在古希腊时代早在古希腊时代，毕达哥拉斯和亚里士多德等，毕达哥拉斯和亚里士多德等人就对科学本身进行过认真的思考，如，亚里士多人就对科学本身进行过认真的思考，如，亚里士多德就曾试图通过区分经验科学与数学来阐明科学的德就曾试图通过区分经验科学与数学来阐明科学的性质，并提出了归纳性质，并提出了归纳-演绎法。演绎法。中世

26、纪后期中世纪后期的某些的某些异端经院哲学家也曾对科学方法问题进行过讨论，异端经院哲学家也曾对科学方法问题进行过讨论，当时提出的当时提出的试验检验的要求和简单性原则（试验检验的要求和简单性原则（“奥卡奥卡姆剃刀姆剃刀”）等对之后的相关问题的思考都具有较为等对之后的相关问题的思考都具有较为深远的影响。深远的影响。 奥卡姆剃刀原理奥卡姆剃刀原理（Ockhams Razor）是由）是由14世世纪的英国哲学家、圣方济各会修士纪的英国哲学家、圣方济各会修士奥卡姆的威廉奥卡姆的威廉（William of Occam，约，约1285年至年至1349年）提出的年）提出的一个原理。这个原理称为一个原理。这个原理称

27、为“如无必要，勿增实体如无必要，勿增实体”。对于科学家，奥卡姆剃刀原理还有一种更为常见的表对于科学家，奥卡姆剃刀原理还有一种更为常见的表述形式：当你有两个处于竞争地位的理论能得出同样述形式：当你有两个处于竞争地位的理论能得出同样的结论，那么简单的那个更好。的结论，那么简单的那个更好。 这一表述也有一种更这一表述也有一种更为常见的强形式：为常见的强形式：如果你有两个原理，它们都能解释如果你有两个原理，它们都能解释观测到的事实，那么你应该使用简单的那个，直到发观测到的事实，那么你应该使用简单的那个，直到发现更多的证据现更多的证据。对于现象最简单的解释往往比较复杂。对于现象最简单的解释往往比较复杂的

28、解释更正确。如果你有两个类似的解决方案，选择的解释更正确。如果你有两个类似的解决方案，选择最简单的。需要最少假设的解释最有可能是正确的。最简单的。需要最少假设的解释最有可能是正确的。或者以这种自我肯定的形式出现：让事情保持简单！或者以这种自我肯定的形式出现：让事情保持简单！ 3近代科学哲学的诞生近代科学哲学的诞生严格意义上的科学哲学是在近代自然科学兴起之后才开始诞严格意义上的科学哲学是在近代自然科学兴起之后才开始诞生的。生的。 从从16世纪中叶（世纪中叶（1543）到）到19世纪末是近代自然科学发展的世纪末是近代自然科学发展的时期，科学方法和科学性质的问题被深入而详尽的进行了探讨。时期，科学方

29、法和科学性质的问题被深入而详尽的进行了探讨。 培根培根（15611626）是近代实验科学的真正始祖）是近代实验科学的真正始祖, 主张实验主张实验方法是科学的工具，科学认识就是要进行实验，他讲方法是科学的工具，科学认识就是要进行实验，他讲“科学是实科学是实验的科学，科学就在于用理性方法（归纳）去整理感性材料（由验的科学，科学就在于用理性方法（归纳）去整理感性材料（由实验获得）实验获得）”。 伽利略伽利略（15641642）也非常重视实验方法，被人们称之为）也非常重视实验方法，被人们称之为用实验方法打开近代自然科学大门的大师以及近代物理学之父，用实验方法打开近代自然科学大门的大师以及近代物理学之父

30、，将实验方法与数学方法相结合（将实验方法与数学方法相结合（ 1590自由落体定律），成为近自由落体定律），成为近现代以来物理学研究的主要方法。现代以来物理学研究的主要方法。达达 芬奇芬奇非常重视实验方法，他认为，一切科学都必须遵非常重视实验方法，他认为，一切科学都必须遵循实验的方法循实验的方法, 根据实验结果根据实验结果, 才能决定人们对自然界的认识。才能决定人们对自然界的认识。 与此同时比较、分类、类比、分析、综合等理性方法相继产生。与此同时比较、分类、类比、分析、综合等理性方法相继产生。 休谟休谟提出提出“归纳问题归纳问题”；康德康德提出的科学性提出的科学性质的质的“分界问题分界问题”；赫

31、歇耳赫歇耳对发现与证明所作对发现与证明所作的区分；的区分；休厄尔休厄尔提出假说提出假说-演绎法，并对科学发演绎法，并对科学发展模式进行了初步探讨；展模式进行了初步探讨；密尔密尔提出的归纳逻辑；提出的归纳逻辑；孔德和马赫孔德和马赫对科学性质和分界问题的实证主义对科学性质和分界问题的实证主义的解释；约定主义者的解释；约定主义者迪昂迪昂强调了科学理论的框强调了科学理论的框架系统构成；架系统构成；马克思和恩格斯马克思和恩格斯对科学的性质、对科学的性质、功能、方法和发展规律等方面的问题也作了较功能、方法和发展规律等方面的问题也作了较为深入的探讨。为深入的探讨。 爱因斯坦指出：爱因斯坦指出：西方科学的发展

32、是以西方科学的发展是以两个伟大成就为基础的，那就是：亚里士两个伟大成就为基础的，那就是：亚里士多德发明的形式逻辑体系（在欧几里得几多德发明的形式逻辑体系（在欧几里得几何学体系中）；培根发明的系统的实验方何学体系中）；培根发明的系统的实验方法（在伽利略的自由落体实验中）。法（在伽利略的自由落体实验中）。 4现代科学哲学现代科学哲学20世纪以来，随着现代科学的崛起和发展，科世纪以来，随着现代科学的崛起和发展，科学哲学的发展也进入了一个崭新的阶段。学哲学的发展也进入了一个崭新的阶段。当代西方当代西方科学哲学关于科学发展的模式：科学哲学关于科学发展的模式： 1、逻辑实证主义的科学发展模式、逻辑实证主义

33、的科学发展模式 产生于产生于20世纪世纪20年代，主要代表人物有奥地利年代，主要代表人物有奥地利维也纳学派的维也纳大学教授：施利克、卡尔纳普、维也纳学派的维也纳大学教授：施利克、卡尔纳普、赖兴巴赫、亨佩尔等人。赖兴巴赫、亨佩尔等人。他们从培根的归纳主义原他们从培根的归纳主义原则出发，认为科学知识来源于对经验事实的归纳，则出发，认为科学知识来源于对经验事实的归纳，科学命题的真正意义取决于它得到越来越多的科学科学命题的真正意义取决于它得到越来越多的科学事实的证实。事实的证实。 2、波普尔的科学发展模式（四段实模式）、波普尔的科学发展模式（四段实模式）证伪证伪主义主义（奥地利人，曾在新西兰、英国任教

34、）。（奥地利人，曾在新西兰、英国任教）。20世纪世纪50年代波普尔第一个向实证主义挑战，他认为，科学年代波普尔第一个向实证主义挑战，他认为，科学理论是一个全称命题，不可能通过归纳得到证实，但理论是一个全称命题，不可能通过归纳得到证实，但可用一个单称命题来证伪；科学的发展就是理论不断可用一个单称命题来证伪；科学的发展就是理论不断被经验反驳和证伪的反复过程。被经验反驳和证伪的反复过程。 P1TTEEP2 问题问题（Problem）针对问题提出许多针对问题提出许多探索性探索性理论理论（Tentative Theory）进行科学实践检验，进行科学实践检验，消除错误消除错误（Elimination of

35、Error）形成理论）形成理论问问题题（Problem） 3、库恩的科学革命模式库恩的科学革命模式： （美国科学史家，哈佛大学（美国科学史家，哈佛大学物理学博士）物理学博士） 20世纪世纪60年代，库恩在他的年代，库恩在他的科学革命的结科学革命的结构构中提出此模式：前科学中提出此模式：前科学常规科学常规科学反常反常危机危机科学科学革命革命新常规科学新常规科学 范式：范式：科学家共同体所具有的理论信念、方法信念、研究传科学家共同体所具有的理论信念、方法信念、研究传统、理论框架、理论模式等科学观。统、理论框架、理论模式等科学观。 前科学：前科学：范式未形成，此阶段科学家根据自己所掌握的事范式未形成

36、，此阶段科学家根据自己所掌握的事实，各有各的信念和理论观点，处于争论时期。实，各有各的信念和理论观点，处于争论时期。 常规科学：常规科学：科学家们经过长期争论形成新的范式科学家们经过长期争论形成新的范式 反常：反常：科学探索中不断发现反常现象，原有范式难以解释科学探索中不断发现反常现象，原有范式难以解释 危机：危机：大量反常现象出现，原有范式发生危机大量反常现象出现，原有范式发生危机 科学革命：科学革命：打破原有的范式，提出新的范式打破原有的范式，提出新的范式 新常规科学：新常规科学：新的范式产生。新的范式产生。 4、拉卡托斯的科学研究纲领模式拉卡托斯的科学研究纲领模式： （英国科（英国科学哲

37、学家和数学家，剑桥大学哲学博士）学哲学家和数学家，剑桥大学哲学博士） 20世纪世纪70 年代拉卡托斯在研究了波普尔、库年代拉卡托斯在研究了波普尔、库恩等人的科学发展模式后，提出了此模式。他认为恩等人的科学发展模式后，提出了此模式。他认为任何时代的科学理论体系实际上都是一套科学研究任何时代的科学理论体系实际上都是一套科学研究纲领，它是一个具有严格内部结构的科学理论体系：纲领，它是一个具有严格内部结构的科学理论体系： 硬硬 核：核：（基本观点、基本命题）（基本观点、基本命题） 保护带：保护带：（辅助性假设）（辅助性假设） 启示法：启示法： 正面启示法正面启示法为保护硬核的鼓励为保护硬核的鼓励性的规

38、定；反面启示法性的规定；反面启示法为保护硬核的禁止性的为保护硬核的禁止性的规定规定 三、关于技术哲学三、关于技术哲学技术哲学技术哲学以对自然进行改造的方式和方法为其以对自然进行改造的方式和方法为其研究对象，同时，它还是关于技术的一般性质及发研究对象，同时，它还是关于技术的一般性质及发展的一般规律的哲学学说展的一般规律的哲学学说。自然辩证法意义上的技。自然辩证法意义上的技术哲学就是关于技术活动的辩证法。术哲学就是关于技术活动的辩证法。 1技术哲学的研究领域技术哲学的研究领域 技术认识论（技术的性质、发展形式、发展模技术认识论（技术的性质、发展形式、发展模式、技术发明和技术创新特点、类型、程序）、

39、技式、技术发明和技术创新特点、类型、程序）、技术方法论（技术发明和技术创新的方法）、技术价术方法论（技术发明和技术创新的方法）、技术价值论（技术的价值倾向与价值标准）、技术伦理学、值论（技术的价值倾向与价值标准）、技术伦理学、技术实践学（成功与效率的标准），以及技术对经技术实践学（成功与效率的标准），以及技术对经济、社会、科学和文化的影响等，则是技术哲学研济、社会、科学和文化的影响等，则是技术哲学研究的一般领域。究的一般领域。 2技术哲学的创立技术哲学的创立（德）（德）E卡普卡普技术哲学纲要技术哲学纲要（1877）一书）一书是系统论述技术哲学的第一部著作。该书是系统论述技术哲学的第一部著作。该

40、书把技术看把技术看作是人类同自然的一种联系，把技术发明看作是创作是人类同自然的一种联系，把技术发明看作是创造力的物质具体化。造力的物质具体化。 （法）（法）A埃思比纳斯埃思比纳斯技术的起源技术的起源（1897）。）。论及了技术的历史发展和它与文化的关系。论及了技术的历史发展和它与文化的关系。 （德）（德）F戴沙沃戴沙沃技术哲学技术哲学（1927），提出每），提出每个特定的技术问题，在一定时间和背景下，有而且个特定的技术问题，在一定时间和背景下，有而且仅有一个最优解的假设，认为仅有一个最优解的假设，认为这个解不是创造出来这个解不是创造出来的，而是被发现的的，而是被发现的（如（如1970-1971

41、 美国生物学家内美国生物学家内森斯、伯格对森斯、伯格对DNA的切割与重组）。的切割与重组）。 产生于产生于20世纪世纪20年代，流行于年代，流行于40 年代至年代至60年年代的西方存在主义哲学流派就存在着对于科学技术代的西方存在主义哲学流派就存在着对于科学技术发展的质疑，其代表人物是存在主义的创始人德国发展的质疑，其代表人物是存在主义的创始人德国哲学家哲学家海德格尔，海德格尔，他提出了他提出了“对技术的质疑对技术的质疑”，他，他在对现代技术的本质进行追问时提出了在对现代技术的本质进行追问时提出了“座架座架”这这一独特的术语。他认为正是由于现代技术所导致的一独特的术语。他认为正是由于现代技术所导

42、致的现代化工业社会，才使工人好比机器一样被捆绑在现代化工业社会，才使工人好比机器一样被捆绑在“座驾座驾”上，无休无止的劳作，使人失去本我的自上，无休无止的劳作，使人失去本我的自由，失去人性，导致的人性的扭曲和异化，从而使由，失去人性，导致的人性的扭曲和异化，从而使人陷入忧郁、烦恼、恐惧和绝望之中，这不能不说人陷入忧郁、烦恼、恐惧和绝望之中，这不能不说是一种技术伦理学的萌芽和端倪。是一种技术伦理学的萌芽和端倪。 同一时期，即同一时期，即20世纪世纪30年代后，在西方还流年代后，在西方还流行着另一学派行着另一学派法兰克福学派。法兰克福学派。 其主要代表其主要代表 马尔库塞，马尔库塞，他认为，由于科

43、学技术的发展，社会物他认为，由于科学技术的发展，社会物质财富的增加，劳资矛盾得到了缓解，在这种高度质财富的增加，劳资矛盾得到了缓解，在这种高度的物质和技术发展的发达工业社会中，人们在物质的物质和技术发展的发达工业社会中，人们在物质和技术的压制下已变成只求物质，不求精神；只顾和技术的压制下已变成只求物质，不求精神；只顾现实，不讲未来；只按技术合理性行动，而没有批现实，不讲未来；只按技术合理性行动，而没有批判性和创造性的判性和创造性的“单面人单面人”，社会也变成了，社会也变成了“没有没有反对派反对派”的的“单面社会单面社会”了，他认为这就是了，他认为这就是“当代当代人的全面的异化人的全面的异化”。

44、使人失去了本我的自由本性。使人失去了本我的自由本性。 3技术哲学的热潮技术哲学的热潮世纪年代以后，随着现代新技术革命的产世纪年代以后，随着现代新技术革命的产生和发展，技术对经济增长和社会进步的巨大推动作用，生和发展，技术对经济增长和社会进步的巨大推动作用，以及与此相关的诸多负面效应的产生，使得科学家、工以及与此相关的诸多负面效应的产生，使得科学家、工程技术人员以及相关的哲学家们不能不对技术问题进行程技术人员以及相关的哲学家们不能不对技术问题进行较为深入的哲学层面的反思，这便引发了一场技术哲学较为深入的哲学层面的反思，这便引发了一场技术哲学研究的热潮。研究的热潮。 （法）（法）J埃吕尔埃吕尔技术

45、社会技术社会（1954）一书在欧美）一书在欧美影响较大。他认为，现代技术已经囊括了一切，使人们影响较大。他认为，现代技术已经囊括了一切，使人们生活在技术环境中、心理状态完全为技术价值所统治。生活在技术环境中、心理状态完全为技术价值所统治。技术使人类摆脱了时空的某些限制（认识和改造），但技术使人类摆脱了时空的某些限制（认识和改造），但并没有使人获得自由。并没有使人获得自由。 在美国，学者们研究较多的技术哲学在美国，学者们研究较多的技术哲学问题是：技术与价值、技术评价、技术发问题是：技术与价值、技术评价、技术发展的政治问题等等。展的政治问题等等。 在日本，以在日本，以“技术论技术论”的名义，探讨的

46、名义，探讨了技术的本质和规律等问题。如了技术的本质和规律等问题。如户坂润户坂润提提出的出的“手段体系说手段体系说”即技术是生产手段的即技术是生产手段的组织或者说是生产手段的体系；组织或者说是生产手段的体系；武谷三男武谷三男和星野芳郎和星野芳郎所提出的所提出的“应用说应用说”即技术是即技术是人们在实践中对客观规律性有意识的应用。人们在实践中对客观规律性有意识的应用。 当代技术哲学家当代技术哲学家M邦格邦格认为，技术哲学的使命认为，技术哲学的使命是要弄清以下几个问题：（是要弄清以下几个问题：（1）技术知识与科学知）技术知识与科学知识有哪些共同特性？前者独有哪些特性？（识有哪些共同特性？前者独有哪些

47、特性？（2）在）在本体论上，如何区分人工产品与自然客体？（本体论上，如何区分人工产品与自然客体？（3）如何区分技术预见与科学预见？（如何区分技术预见与科学预见？（4）经验规则、）经验规则、技术规程与科学定律有什么关系？（技术规程与科学定律有什么关系？（5）什么是技）什么是技术的价值体系和伦理规范？（术的价值体系和伦理规范？（6）什么是技术与现）什么是技术与现代文化的其他分支的概念关系？代文化的其他分支的概念关系？ 邦格具体探讨的领域有：技术认识论、技术本邦格具体探讨的领域有：技术认识论、技术本体论、技术的价值准则、技术伦理学、技术实践学体论、技术的价值准则、技术伦理学、技术实践学等。等。 4、

48、“技术创新技术创新” 及其模式的历史演化过程及其模式的历史演化过程 1912年，美国著名经济学家年，美国著名经济学家熊彼特熊彼特（18831950年，美籍奥地利人）在他的年，美籍奥地利人）在他的经济发展理论经济发展理论一书中第一书中第一个从经济学角度系统提出了创新理论。他认为，一个一个从经济学角度系统提出了创新理论。他认为，一个经济若没有创新，则是一个静态的没有发展、增长的经经济若没有创新，则是一个静态的没有发展、增长的经济。经济之所以不断发展，是因为在经济体系中不断地济。经济之所以不断发展，是因为在经济体系中不断地引入创新引入创新。那么，什么叫创新呢？他说，创新是建立一。那么，什么叫创新呢？

49、他说，创新是建立一种新的生产函数，即实现生产要素的一种新的组合。具种新的生产函数，即实现生产要素的一种新的组合。具体来讲，熊彼特的创新概念包括下列五种情况：创造一体来讲，熊彼特的创新概念包括下列五种情况：创造一种新的产品；采用一种新的生产方法；开辟一个新的市种新的产品；采用一种新的生产方法；开辟一个新的市场；取得或控制原材料或半制成品的一种新的供给来源；场；取得或控制原材料或半制成品的一种新的供给来源；实现一种新的产业组织方式或企业重组。实现一种新的产业组织方式或企业重组。不难看出，他所指的这五种创新是企业得以不难看出，他所指的这五种创新是企业得以发展的主要形式，即产品、工艺的创新；市场的发展

50、的主要形式，即产品、工艺的创新；市场的创新；组织的创新和供应链的创新。不仅如此，创新；组织的创新和供应链的创新。不仅如此，他还认为，创新是一个新淘汰旧的他还认为，创新是一个新淘汰旧的“创造性毁灭创造性毁灭”过程。他的创新理论有一句至理名言：过程。他的创新理论有一句至理名言：“创新创新是经济增长的发动机是经济增长的发动机”。在他看来，经济增长的。在他看来，经济增长的动力就是动力就是“创新创新”和和“创新者创新者”。 但是，熊彼特的这一创新理论在很长一段时但是，熊彼特的这一创新理论在很长一段时间内，并没有引起政府官员、经济学家、企业家间内，并没有引起政府官员、经济学家、企业家们以及学术界的重视，只

51、是到了二战以后，他的们以及学术界的重视，只是到了二战以后，他的创新学说才逐渐引起了人们的普遍关注。创新学说才逐渐引起了人们的普遍关注。 20世纪世纪60年代美国管理学家年代美国管理学家德鲁克德鲁克是是最早把创新理论引入到技术领域的，他认为最早把创新理论引入到技术领域的，他认为创新有两种：一种是技术创新，它在自然界创新有两种：一种是技术创新，它在自然界中为某种自然物找到新的应用，并赋于新的中为某种自然物找到新的应用，并赋于新的经济价值；另一种是社会创新，它在经济与经济价值；另一种是社会创新，它在经济与社会中创造一种新的管理机构、管理方式或社会中创造一种新的管理机构、管理方式或管理手段，从而在资源

52、配置中取得最大的经管理手段，从而在资源配置中取得最大的经济价值和社会价值。济价值和社会价值。 另一位提出技术创新概念的是著名经济学另一位提出技术创新概念的是著名经济学家家诺思诺思，他认为世界经济的发展是一个制度创新与，他认为世界经济的发展是一个制度创新与技术创新不断相互促进的过程：有时，制度创新成技术创新不断相互促进的过程：有时，制度创新成为技术创新的保障；有时，技术创新又推动着制度为技术创新的保障；有时，技术创新又推动着制度创新。创新。 在德鲁克和诺思提出在德鲁克和诺思提出“技术创新技术创新”概念后，人概念后，人们为了寻求技术创新及其发展的规律，广泛开展了们为了寻求技术创新及其发展的规律，广

53、泛开展了关于关于技术创新模式的探讨技术创新模式的探讨。20世纪世纪60年代，人们年代，人们把技术创新理解为一个由科技推动的线性过程：即把技术创新理解为一个由科技推动的线性过程：即技术创新始于科学研究，经新产品开发和生产阶段，技术创新始于科学研究，经新产品开发和生产阶段，直至营销的直至营销的“单向线性模式单向线性模式”。 20世纪世纪60年代后，由于控制论的广年代后，由于控制论的广泛应用，人们对于技术创新的过程有了更泛应用，人们对于技术创新的过程有了更深刻的认识。认为技术创新是一个源于市深刻的认识。认为技术创新是一个源于市场又回归于市场的场又回归于市场的“环形反馈回路模式环形反馈回路模式”：即从

54、市场调研、项目确定到技术原理的即从市场调研、项目确定到技术原理的构思、设计，再到研制、生产，直到市场构思、设计，再到研制、生产，直到市场销售的一个完整过程。销售的一个完整过程。 到了到了20世纪世纪80年代，人们进一步认年代，人们进一步认识到技术创新的系统性，提出了技术创新的识到技术创新的系统性，提出了技术创新的“系统网络模式系统网络模式”，其创始人是英国的技术，其创始人是英国的技术创新理论专家创新理论专家弗里曼弗里曼。他在对英国、德国、。他在对英国、德国、美国，尤其是日本的经济和技术发展的历史美国，尤其是日本的经济和技术发展的历史进行分析后，提出了进行分析后，提出了“国家创新系统国家创新系统

55、”的概的概念。他认为，一个国家的技术要领先，经济念。他认为，一个国家的技术要领先，经济要发展、仅靠企业内部的技术创新和市场拉要发展、仅靠企业内部的技术创新和市场拉力是远远不够的，还必须要有国家的参与，力是远远不够的，还必须要有国家的参与，要有一个国家的创新系统和战略。要有一个国家的创新系统和战略。 进入进入90年代后，欧美、日本、中国、经年代后，欧美、日本、中国、经济合作与发展组织（济合作与发展组织（OECD）等国家或组织）等国家或组织的学者和学术群体广泛开展了对国家创新系的学者和学术群体广泛开展了对国家创新系统的研究，他们普遍认为，一个国家的技术统的研究，他们普遍认为，一个国家的技术创新系统

56、，不仅包括企业、科研机构和高校，创新系统，不仅包括企业、科研机构和高校，还应包括政府部门、金融机构、信息中介机还应包括政府部门、金融机构、信息中介机构、供应商、客户及基础设施等。技术创新构、供应商、客户及基础设施等。技术创新的这种系统网络模式，主要强调国家政府部的这种系统网络模式，主要强调国家政府部门在其中的重要组织作用，强调技术创新相门在其中的重要组织作用，强调技术创新相关要素的系统性、整体性和协调性。关要素的系统性、整体性和协调性。 20世纪末本世纪初，许多学者和技术创世纪末本世纪初，许多学者和技术创新理论专家又提出了新理论专家又提出了 “以企业为主体、市场为以企业为主体、市场为导向、产学

57、研相结合导向、产学研相结合”的技术创新模式的技术创新模式。这种。这种技术创新模式实际上是对技术创新模式实际上是对“系统网络模式系统网络模式”的的浓缩或简化，主要强调企业、高校、科研机构浓缩或简化，主要强调企业、高校、科研机构在技术创新过程中的核心元素作用，强调企业在技术创新过程中的核心元素作用，强调企业在技术创新过程中的主体性，其目的是促使科在技术创新过程中的主体性，其目的是促使科技成果向现实生产力的转化。技成果向现实生产力的转化。 以上所述的几种技术创新模式，是以上所述的几种技术创新模式，是学术界目前较为熟悉和公认的。但在一个学术界目前较为熟悉和公认的。但在一个真实的技术创新过程中，无论采用

58、哪种技真实的技术创新过程中，无论采用哪种技术创新模式，不论技术创新以什么样的形术创新模式，不论技术创新以什么样的形式展开，其中都存在着一个共同的本质和式展开，其中都存在着一个共同的本质和规律：规律：“设想设想构思构思设计设计试验试验”。而。而且，这种本质和规律将成为现代企业技术且，这种本质和规律将成为现代企业技术创新的永恒模式。创新的永恒模式。 四、关于工程哲学四、关于工程哲学 工程哲学是以作为改造世界的具体建构工程哲学是以作为改造世界的具体建构过程的工程活动的方式和方法的整体为研究过程的工程活动的方式和方法的整体为研究对象，对象，是关于工程活动的一般性质及发展的是关于工程活动的一般性质及发展

59、的一般规律的哲学学说。一般规律的哲学学说。自然辩证法意义上的自然辩证法意义上的工程哲学就是关于工程活动的辩证法。工程哲学就是关于工程活动的辩证法。 1工程哲学的研究领域工程哲学的研究领域我国学者我国学者殷瑞钰等在殷瑞钰等在工程哲学工程哲学一书中将工程哲一书中将工程哲学的研究领域归纳为如下几个方面：工程的性质、特点学的研究领域归纳为如下几个方面：工程的性质、特点和类型；工程活动的一般阶段及各阶段间的关系；工程和类型；工程活动的一般阶段及各阶段间的关系；工程活动的不同参与者在工程活动中各自发挥的作用以及工活动的不同参与者在工程活动中各自发挥的作用以及工程共同体的社会作用和基本特征；工程知识与科学知

60、识、程共同体的社会作用和基本特征；工程知识与科学知识、技术知识的关系，工程方法与科学方法、技术方法的关技术知识的关系，工程方法与科学方法、技术方法的关系；工程规范的形成、作用、可靠性和变化；工程创新系；工程规范的形成、作用、可靠性和变化；工程创新的实质，工程创新与科学创新、技术创新的区别与联系，的实质，工程创新与科学创新、技术创新的区别与联系，工程创新在国家创新体系中的地位；工程教育及其与科工程创新在国家创新体系中的地位；工程教育及其与科学教育的异同；工程理念、工程观、工程价值、评价工学教育的异同；工程理念、工程观、工程价值、评价工程的主体和指标体系；工程师的基本技能、知识结构、程的主体和指标

61、体系；工程师的基本技能、知识结构、行为规范、精神气质和成长规律；工程和工程师的社会行为规范、精神气质和成长规律；工程和工程师的社会影响、职业和伦理责任、社会地位和社会价值；人类工影响、职业和伦理责任、社会地位和社会价值；人类工程思想和工程社会形象的历史演进。程思想和工程社会形象的历史演进。 2工程哲学的创立工程哲学的创立最初，人们往往把工程活动或者作为技术最初，人们往往把工程活动或者作为技术活动的一个部分，或者作为技术活动的延伸和活动的一个部分，或者作为技术活动的延伸和应用的方面来对待。应用的方面来对待。 进入进入20世纪世纪90年代之后，国内外一些哲学年代之后，国内外一些哲学家开始有意识的发

62、展工程哲学。家开始有意识的发展工程哲学。 1991年美国理海大学出版社出版了由年美国理海大学出版社出版了由杜尔杜尔宾宾编辑的题为编辑的题为非学术科学和工程的批判观察非学术科学和工程的批判观察的论文集。该书在的论文集。该书在“前言前言”和和“序言序言”中提中提出了建立出了建立“工程哲学工程哲学”、“研究和开发的哲学研究和开发的哲学”的构想。的构想。 我国学者我国学者李伯聪李伯聪先生较早地进入了自觉开拓工程哲先生较早地进入了自觉开拓工程哲学的研究领域。学的研究领域。1988年他出版了年他出版了人工论提纲人工论提纲创造创造的哲学的哲学，1993年，他发表了题为年，他发表了题为我造物故我在我造物故我在

63、简论工程实在论简论工程实在论的论文，的论文，1995年，他发表了题为年，他发表了题为努努力向工程哲学和经济哲学领域开拓力向工程哲学和经济哲学领域开拓兼论兼论21世纪的哲世纪的哲学转向学转向的论文，的论文，2002年，他出版了年，他出版了工程哲学引论工程哲学引论我造物故我在我造物故我在一书。一书。2007年他与年他与殷瑞钰、汪应洛殷瑞钰、汪应洛等学者出版了等学者出版了工程哲学工程哲学一书。一书。 21世纪初，大致与中国同时，工程哲学的研究在美世纪初，大致与中国同时，工程哲学的研究在美国也开始进入了它的正式开创期。一些题为国也开始进入了它的正式开创期。一些题为工程哲学工程哲学之类的书目开始出版，美

64、国工程院工程教育委员会还之类的书目开始出版，美国工程院工程教育委员会还把把“工程哲学工程哲学”列为其列为其2004年的六个研究项目之一。年的六个研究项目之一。 五、自然辩证法体系的逻辑主线五、自然辩证法体系的逻辑主线从发生学的意义上，自然辩证法的表述方式应从发生学的意义上，自然辩证法的表述方式应当坚持这样一条当坚持这样一条人与自然关系的路线：人与自然关系的路线：从自然到对从自然到对自然进行认识和改造。这就是先讲自然哲学，再讲自然进行认识和改造。这就是先讲自然哲学，再讲科学哲学、技术哲学和工程哲学。因为，人类是从科学哲学、技术哲学和工程哲学。因为，人类是从自然中产生的，人类产生之后又作为自然界的

65、对立自然中产生的，人类产生之后又作为自然界的对立物而对自然进行认识和改造。物而对自然进行认识和改造。 考虑到自然辩证法学科体系的完整性，自然辩考虑到自然辩证法学科体系的完整性，自然辩证法的教学内容应当具体包括四个部分：证法的教学内容应当具体包括四个部分：自然辩自然辩证法的学科性质、创立和发展概述证法的学科性质、创立和发展概述 自然哲学自然哲学科学、技术与工程哲学科学、技术与工程哲学科学、技术与工程方法论科学、技术与工程方法论 第三节第三节 自然辩证法和自然科学自然辩证法和自然科学 一、一、 科学与哲学的内在溶合科学与哲学的内在溶合 1两种错觉两种错觉哲学，无论在怎样的意义上，它都应该是在追寻哲

66、学，无论在怎样的意义上，它都应该是在追寻一种普遍理性哲学，以力图超越感性的性质，使人们一种普遍理性哲学，以力图超越感性的性质，使人们往往产生一种错觉，往往产生一种错觉，以为它可以和具体的科学相脱离以为它可以和具体的科学相脱离。同样，科学观察和实验的具体感性活动的特征，使人同样，科学观察和实验的具体感性活动的特征，使人们往往也产生一种错觉，们往往也产生一种错觉，以为它可以和抽象的哲学相以为它可以和抽象的哲学相脱离脱离。 2普遍理性和具体感性的具体统一普遍理性和具体感性的具体统一人是以产生了理性思维为标志的。而人是以产生了理性思维为标志的。而这种理性思维的结构、方式等等便是一种这种理性思维的结构、

67、方式等等便是一种形式的哲学。由于产生了理性，人的感性形式的哲学。由于产生了理性，人的感性得到了改造。在人这里，得到了改造。在人这里，任何感性的材料任何感性的材料都必然会纳入理性的框架结构来予以衡量都必然会纳入理性的框架结构来予以衡量。这便是人和动物的感性的区别，也是哲学这便是人和动物的感性的区别，也是哲学与科学内在统一的最终根据所在。与科学内在统一的最终根据所在。 3科学是由普遍理性的原理组成，是普科学是由普遍理性的原理组成，是普遍理性的逻辑体系遍理性的逻辑体系这些原理不等于一些观察、实验的事实这些原理不等于一些观察、实验的事实的直接陈述。的直接陈述。由种种事实陈述上升到普遍理由种种事实陈述上

68、升到普遍理性的原理依赖着某种哲学思维的观念、规则性的原理依赖着某种哲学思维的观念、规则和方式。和方式。从同一组陈述中，之所以可能得出从同一组陈述中，之所以可能得出不同的普遍理性的结论，其根源就在于科学不同的普遍理性的结论，其根源就在于科学家们所拥有的哲学思维方式方面的差异。家们所拥有的哲学思维方式方面的差异。 4哲学和科学的统一不仅是一种外在衔结，而哲学和科学的统一不仅是一种外在衔结，而更是一种内在溶合更是一种内在溶合任何一种科学的普遍理性都相应渗透着一种哲学观任何一种科学的普遍理性都相应渗透着一种哲学观念，而这个科学的普遍理性便有理由被看成是某种哲念，而这个科学的普遍理性便有理由被看成是某种

69、哲学观念和具体陈述相结合的产儿。学观念和具体陈述相结合的产儿。即具体的感性和抽即具体的感性和抽象的理性的统一象的理性的统一。如通过归纳所得出的普遍性原理。如通过归纳所得出的普遍性原理。 科学决不是一种纯感性的活动。用什么样的世界观、科学决不是一种纯感性的活动。用什么样的世界观、认识论、方法论从事科学研究活动，用什么样的世界认识论、方法论从事科学研究活动，用什么样的世界观、认识论、方法论对具体感性材料进行加工处理，观、认识论、方法论对具体感性材料进行加工处理，都是科学活动本身所固有的重要内容都是科学活动本身所固有的重要内容理性思维。理性思维。如如第谷与开普勒（行星运动三定律）；培根的科学实验第谷

70、与开普勒（行星运动三定律）；培根的科学实验与归纳方法；伽利略的科学实验与数学方法。与归纳方法；伽利略的科学实验与数学方法。 5科学与哲学内在溶合示意图科学与哲学内在溶合示意图人类科学知识中的任何一门学科都将处人类科学知识中的任何一门学科都将处在此棒的某一位置上，它们都只能是在此棒的某一位置上，它们都只能是某种程某种程度度的具体感性和普遍理性相结合的产物的具体感性和普遍理性相结合的产物，并，并且它们都只能与其他学科共处于同一条科学且它们都只能与其他学科共处于同一条科学哲学之链上。哲学之链上。 二、科学与哲学的相对性和统一性二、科学与哲学的相对性和统一性 1普遍理性普遍程度的差异与世界观分层普遍理

71、性普遍程度的差异与世界观分层人类的普遍理性的普遍程度是有差异的，有的适域人类的普遍理性的普遍程度是有差异的，有的适域较窄，有的则较宽，由此构成了不同层次的哲学或某些较窄，有的则较宽，由此构成了不同层次的哲学或某些零散的哲学观念。零散的哲学观念。 一般而论，普遍理性所适合的域限越窄，它的世界一般而论，普遍理性所适合的域限越窄，它的世界观程度、哲学意味就越小，反之就越大；科学的层次越观程度、哲学意味就越小，反之就越大；科学的层次越深，它的世界观程度、哲学意味就越小，反之则越大。深，它的世界观程度、哲学意味就越小，反之则越大。如生物学：动物、植物、微生物（学科分类与综合）。如生物学：动物、植物、微生

72、物（学科分类与综合）。 2哲学与科学划界的相对性哲学与科学划界的相对性 由于任何一种科学都是由普遍理性的原理构成其科由于任何一种科学都是由普遍理性的原理构成其科学体系的，所以，学体系的，所以，在所有科学学科之间只存在普遍理性在所有科学学科之间只存在普遍理性的普遍程度上的差异的普遍程度上的差异，而不存在普遍理性有无的区别而不存在普遍理性有无的区别。 3普遍理性普遍程度的层次差异构成哲学的层次性普遍理性普遍程度的层次差异构成哲学的层次性普遍理性的普遍程度（适域范围）的大小，规定着普普遍理性的普遍程度（适域范围）的大小，规定着普遍理性自身的内在层次差异。高层普遍理性体系构成高层遍理性自身的内在层次差

73、异。高层普遍理性体系构成高层哲学体系，低层普遍理性体系则相应构成低层哲学体系。哲学体系，低层普遍理性体系则相应构成低层哲学体系。由此又规定了哲学自身的层次性。由此又规定了哲学自身的层次性。那些适域范围过窄，或那些适域范围过窄，或还未成体系的偶然、个别的普遍理性，虽然还不能算是成还未成体系的偶然、个别的普遍理性，虽然还不能算是成体系的哲学，但渗透着某种或某些哲学观念了。体系的哲学，但渗透着某种或某些哲学观念了。如：有些如：有些癌症是可以治疗的；有些癌症患者不治自愈等命题。癌症是可以治疗的；有些癌症患者不治自愈等命题。 4科学是哲学的基础、哲学是科学的指导科学是哲学的基础、哲学是科学的指导 不同层

74、次的普遍理性（哲学）之间具有一种双重意味不同层次的普遍理性（哲学）之间具有一种双重意味的关系：低层普遍理性（哲学）是高层普遍理性（哲学）的关系：低层普遍理性（哲学）是高层普遍理性（哲学）赖以成立的基础，高层普遍理性（哲学）是对低层普遍理赖以成立的基础，高层普遍理性（哲学）是对低层普遍理性（哲学）进行抽象、概括和总结而产生的（性（哲学）进行抽象、概括和总结而产生的（归纳归纳）；低）；低层普遍理性（哲学）又是高层普遍理性（哲学）合乎逻辑层普遍理性（哲学）又是高层普遍理性（哲学）合乎逻辑的推论，是在后者规范和指导下的产物。的推论，是在后者规范和指导下的产物。（如演绎推理）（如演绎推理） 5科学与哲学

75、的统一科学与哲学的统一通常，科学界习惯于把高层普遍理性体系叫做哲学，通常，科学界习惯于把高层普遍理性体系叫做哲学，把低层普遍理性体系叫做科学。但是，科学与哲学在学科把低层普遍理性体系叫做科学。但是，科学与哲学在学科分类上的这样一种区别并不是完全无可挑剔的。因为并不分类上的这样一种区别并不是完全无可挑剔的。因为并不是科学中没有哲学，也并不是哲学中没有科学。是科学中没有哲学，也并不是哲学中没有科学。 科学与哲学的分离只是在科学与哲学都有了一些发展，科学与哲学的分离只是在科学与哲学都有了一些发展，但还并不很发展的这样一种条件下才具有的。但还并不很发展的这样一种条件下才具有的。 哲学本身是不能脱离和凌

76、驾于科学之上的，它本身也哲学本身是不能脱离和凌驾于科学之上的，它本身也应该成为一种科学，而科学又是和人类正确的理性思维成应该成为一种科学，而科学又是和人类正确的理性思维成果相一致的，它本身也应该是某种意义上的一种哲学。果相一致的，它本身也应该是某种意义上的一种哲学。 在古老的人类知识体系中，科学和哲学是融为一体的，在古老的人类知识体系中，科学和哲学是融为一体的，在未来人类知识的体系中，科学和哲学将会在一个更高的在未来人类知识的体系中，科学和哲学将会在一个更高的层级上达到某种新的统一。层级上达到某种新的统一。 三、科学对哲学的改造，哲学对科学的批判三、科学对哲学的改造，哲学对科学的批判 1科学对

77、哲学的改造科学对哲学的改造具有普遍性品格的低层普遍理性（范畴或原理）向具有普遍性品格的低层普遍理性（范畴或原理）向高层普遍理性的跃迁的过程构成科学范畴或原理进一步高层普遍理性的跃迁的过程构成科学范畴或原理进一步哲学化。哲学化。 如果新跃迁上来的范畴或原理与原来这一层次上的如果新跃迁上来的范畴或原理与原来这一层次上的普遍理性并不矛盾，或虽有矛盾但只是局部性的话，那普遍理性并不矛盾，或虽有矛盾但只是局部性的话，那么，原有的这一层次上的么，原有的这一层次上的普遍理性体系普遍理性体系就不会发生什么就不会发生什么大的变化，或只是做一些枝节性的修正。大的变化，或只是做一些枝节性的修正。如开普勒所观如开普勒

78、所观测的科学事实是对哥白尼天文学理论（具有哲学意义的测的科学事实是对哥白尼天文学理论（具有哲学意义的普遍原理）的改造。普遍原理）的改造。 当新跃迁上来的普遍理性与这一层次上的带当新跃迁上来的普遍理性与这一层次上的带有根本性意义的普遍理性是相互冲突的，这时就有根本性意义的普遍理性是相互冲突的，这时就可能迫使原有高层普遍理性体系采取两种态度：可能迫使原有高层普遍理性体系采取两种态度：一种是拒斥新跃迁上来的普遍理性，维护自身的一种是拒斥新跃迁上来的普遍理性，维护自身的旧有体系；另一种则是用新跃迁上来的普遍理性旧有体系；另一种则是用新跃迁上来的普遍理性改变或取代改变或取代旧有的与之相悖的普遍理性，从而

79、刷旧有的与之相悖的普遍理性，从而刷新整个普遍理性的体系。前一种态度往往是保守新整个普遍理性的体系。前一种态度往往是保守的理论体系所遵循的原则，而后一种态度则有可的理论体系所遵循的原则，而后一种态度则有可能会爆发一场该层次上的理性革命。能会爆发一场该层次上的理性革命。如：如：1897年年汤姆逊发现的电子对道尔顿的原子论的否定；生汤姆逊发现的电子对道尔顿的原子论的否定；生物学遗传学上的蛋白质与物学遗传学上的蛋白质与DNA。 2哲学对科学的批判哲学对科学的批判由于普遍理性具有一定的层次性，所以，由于普遍理性具有一定的层次性，所以，层级跃迁层级跃迁是普遍理性自我升华的过程，是普遍理性自我本质的再是普遍

80、理性自我升华的过程，是普遍理性自我本质的再挖掘、再创造。这种再生、再挖掘、再创造的自我升华挖掘、再创造。这种再生、再挖掘、再创造的自我升华必须接受它要进入的那个高层上的原有普遍理性的必须接受它要进入的那个高层上的原有普遍理性的审查审查。通过审查，高层普遍理性对试图加入自身行列的原有低通过审查，高层普遍理性对试图加入自身行列的原有低层普遍理性进行某种规范、修正和加工。这就是高层普层普遍理性进行某种规范、修正和加工。这就是高层普遍理性在对低层普遍理性实施其方法论作用的同时，又遍理性在对低层普遍理性实施其方法论作用的同时，又把这些低层普遍理性的合理因素概括、总结、吸收到自把这些低层普遍理性的合理因素

81、概括、总结、吸收到自身中来。这一过程所实现的便是一种哲学的批判。身中来。这一过程所实现的便是一种哲学的批判。如各如各门自然科学与科学哲学的关系：自然界的万物统一于基门自然科学与科学哲学的关系：自然界的万物统一于基本粒子、化学元素及其实物和场。所有的天鹅都是白色本粒子、化学元素及其实物和场。所有的天鹅都是白色的。的。 较为具体的普遍理性能否进入更具较为具体的普遍理性能否进入更具普遍性的高层普遍理性的行列取决于两普遍性的高层普遍理性的行列取决于两方面的条件：一是这些普遍理性本身是方面的条件：一是这些普遍理性本身是否具有更为普遍性的品格；二是哲学对否具有更为普遍性的品格；二是哲学对这些原来还处于较低

82、层次的普遍理性是这些原来还处于较低层次的普遍理性是否作了适合于自身层次的批判。否作了适合于自身层次的批判。 3哲学的双重批判哲学的双重批判哲学对科学的批判：哲学对科学的批判：剔除具体的范畴和原理中剔除具体的范畴和原理中某些狭隘局限，从而把这些范畴和原理可能具有的某些狭隘局限，从而把这些范畴和原理可能具有的更为普遍性的本质揭示出来。更为普遍性的本质揭示出来。 哲学对自身的批判：哲学对自身的批判：破除自身可能具有的某些破除自身可能具有的某些僵化、教条、落后、保守的一面。僵化、教条、落后、保守的一面。 通过双重批判，哲学从外部引入信息，改变自通过双重批判，哲学从外部引入信息，改变自身旧有的结构。如果

83、这种结构的改变是全面的、整身旧有的结构。如果这种结构的改变是全面的、整体性的，如果这种自我批判是针对最基本的范畴和体性的，如果这种自我批判是针对最基本的范畴和原理的，那么，由此引出的便是原理的，那么，由此引出的便是哲学的革命哲学的革命。 第四节第四节 自然辩证法的创立和发展自然辩证法的创立和发展 一、自然辩证法的创立一、自然辩证法的创立 1创立标志创立标志 从从18世纪中下叶至世纪中下叶至19世纪，自然科学各个领域取得了重世纪，自然科学各个领域取得了重大的成就，从不同的侧面揭示了自然界的辩证性质。大的成就，从不同的侧面揭示了自然界的辩证性质。18世纪后世纪后半期半期1789年拉瓦锡年拉瓦锡化学

84、纲要化学纲要出版，提出了出版，提出了氧化说氧化说，并对，并对斯塔尔的燃素说提出批判；康德（德国斯塔尔的燃素说提出批判；康德（德国1755年）、拉普拉斯年）、拉普拉斯（法国（法国1796年）提出关于太阳系起源的年）提出关于太阳系起源的星云假说星云假说；法拉第、法拉第、麦克斯韦的电磁理论麦克斯韦的电磁理论；赖尔的；赖尔的地质渐变论地质渐变论；施旺、施莱登的；施旺、施莱登的细细胞学说胞学说；迈尔、焦耳、赫尔姆霍茨等人的；迈尔、焦耳、赫尔姆霍茨等人的能量守恒与转化定律能量守恒与转化定律；汤姆逊、克劳修斯；汤姆逊、克劳修斯热力学第二定律热力学第二定律；达尔文的；达尔文的生物进化论生物进化论等等重大的科学

85、发现，为自然辩证法的创立奠定了科学基础。重大的科学发现，为自然辩证法的创立奠定了科学基础。（史（史称第二次科学革命）称第二次科学革命） 为为了了适适应应自自然然科科学学这这一一发发展展进进程程的的需需要要，恩恩格格斯斯(1820 - 1895)总总结结和和概概括括了了18世世纪纪后后半半期期尤尤其其是是19世世纪纪的的自自然然科科学学成成就就，并并批批判判了了自自然然科科学学中中的的形形而而上上学学和和唯唯心心主主义义观观念念，于于18731886年年写写作作了了自自然然辩辩证证法法一一书书的的书书稿稿。该该书书的的出出现现则则是是自自然然辩辩证证法法创创立立的的标标志志。恩恩格格斯斯在在该该

86、书书中中写写道道“新新的的自自然然观观的的基基本本点点是是完完备备了了，一一切切僵僵硬硬的的东东西西溶溶化化了了，一一切切固固定定的的东东西西消消散散了了，一一切切被被当当作作永永久久存存在在的的特特殊殊东东西西变变成成了了转转瞬瞬即即逝逝的的东东西西，整整个个自自然然界界被被证证明明是是在在永永恒恒的的流流动动和和循循环环中中运运动动着着” 。自自然然辩辩证证法法是是一一部部没没有有写写完完成成的的著著作作，主主要要包包括括十十篇篇论论文文、一一百百六六十十九九段段札札记记和和片断、两个计划草案，共一百八十一个部分。片断、两个计划草案，共一百八十一个部分。 这一论著虽然由于马克思的突然逝世（

87、这一论著虽然由于马克思的突然逝世（1883年年3月）而打乱了他的计划，使他把几乎全部精力月）而打乱了他的计划，使他把几乎全部精力投入到整理和出版投入到整理和出版资本论资本论第二、第三卷的手第二、第三卷的手稿及马克思的其它著作中，直到稿及马克思的其它著作中，直到1895年恩格斯逝年恩格斯逝世，也未能使世，也未能使自然辩证法自然辩证法一书完稿。但其中一书完稿。但其中所包含的关于辩证唯物主义的所包含的关于辩证唯物主义的自然观、科技观和自然观、科技观和科学认识方法论的基本思想科学认识方法论的基本思想是深刻而完整的，它是深刻而完整的，它标志着自然辩证法作为马克思主义哲学这一完整标志着自然辩证法作为马克思

88、主义哲学这一完整理论体系的一个重要组成部分，已经建立起来。理论体系的一个重要组成部分，已经建立起来。 当时，恩格斯所关注的自然辩证法研当时，恩格斯所关注的自然辩证法研究的任务主要有两个：一个是确立辩证自究的任务主要有两个：一个是确立辩证自然观，另一个是指明辩证科学观。然观，另一个是指明辩证科学观。 另外，恩格斯在另外，恩格斯在反杜林论反杜林论、路路德维希德维希费尔巴哈和德国古典哲学的终结费尔巴哈和德国古典哲学的终结等一系列著作中，都对自然辩证法理论等一系列著作中，都对自然辩证法理论中的一些基本问题进行了开拓性的研究。中的一些基本问题进行了开拓性的研究。 2恩格斯的基本贡献恩格斯的基本贡献首先用

89、唯物辩证法的观点和方法来考首先用唯物辩证法的观点和方法来考察自然界和自然科学；察自然界和自然科学； 首先从理论上阐明了反映自然界和自首先从理论上阐明了反映自然界和自然科学一般规律的相关概念、范畴和某些基然科学一般规律的相关概念、范畴和某些基本原理；本原理； 区分出自然辩证法学科的几大基本领区分出自然辩证法学科的几大基本领域：域：辩证自然观、辩证科学观、科学方法论、辩证自然观、辩证科学观、科学方法论、各门自然科学中的哲学问题。各门自然科学中的哲学问题。 二、自然辩证法的发展二、自然辩证法的发展 1925年，恩格斯的年，恩格斯的自然辩证法自然辩证法以德、俄两种文字以德、俄两种文字对照的形式出版。接

90、着，该书的日文版、中文版、英文版对照的形式出版。接着，该书的日文版、中文版、英文版等多种文字的版本相继面世，从而使自然辩证法在世界广等多种文字的版本相继面世，从而使自然辩证法在世界广泛传播。泛传播。1931年，原苏联物理学家在伦敦第二届科学史世年，原苏联物理学家在伦敦第二届科学史世界大会上作了题为界大会上作了题为牛顿（原理）的社会经济根源牛顿（原理）的社会经济根源的报的报告，以辩证唯物主义的科学观为指导，从社会经济背景上告，以辩证唯物主义的科学观为指导，从社会经济背景上研究自然科学的发展，在西方科学史界引起了强烈反响。研究自然科学的发展，在西方科学史界引起了强烈反响。1932年，日本学术界成立

91、了自然辩证法研究会。年，日本学术界成立了自然辩证法研究会。30年代中年代中期，美国、英国、法国的一些科学家和哲学家也致力于自期，美国、英国、法国的一些科学家和哲学家也致力于自然辩证法的研究并发表了一些重要论著。然辩证法的研究并发表了一些重要论著。30年代末，中国年代末，中国也出现了学习和研究目前辩证法的组织，促进了自然辩证也出现了学习和研究目前辩证法的组织，促进了自然辩证法在中国的传播。法在中国的传播。20世纪世纪70年代末，我国在全国高等院校年代末，我国在全国高等院校向研究生开设了自然辩证法课程向研究生开设了自然辩证法课程，并成立了研究会。，并成立了研究会。 20世纪初列宁对自然辩证法的发展

92、作出了新的贡献。世纪初列宁对自然辩证法的发展作出了新的贡献。19世纪末，由于物理学中世纪末，由于物理学中X射线射线（1895德伦琴）、德伦琴）、放射性放射性（1898法居里夫人，法居里夫人， 4钍、钍、7钋、钋、12镭，镭，1903物、物、1911化、化、1934去世去世67岁岁；其实最早发现放射性的是法国物理学家；其实最早发现放射性的是法国物理学家贝贝克勒尔克勒尔1896）和）和电子电子（1897英汤姆逊）的发现，使得经典英汤姆逊）的发现，使得经典物理学的原子不可分割，质量不变的观念（物理学的原子不可分割，质量不变的观念（1803英道尔顿英道尔顿的的原子论原子论）发生了根本动摇，引起了科学家

93、的思想混乱，）发生了根本动摇，引起了科学家的思想混乱，所谓的所谓的“物质消失了，原子不见了物质消失了，原子不见了”的错误说法一时在物的错误说法一时在物理学界四处流行。列宁为了科学地回答这个问题写下了理学界四处流行。列宁为了科学地回答这个问题写下了唯物主义和经验批判主义唯物主义和经验批判主义等著作，总结和概括了当时等著作，总结和概括了当时自然科学的最新成果，在物质观、运动观、时空观、真理自然科学的最新成果，在物质观、运动观、时空观、真理观等方面，给予了正确的回答，提出了自然界物质层次无观等方面，给予了正确的回答，提出了自然界物质层次无限分割的思想，丰富和发展了自然辩证法思想。限分割的思想，丰富和

94、发展了自然辩证法思想。（史称第（史称第三次科学革命）三次科学革命） 20世纪初以来自然科学得到了飞速发展，极大地扩展和世纪初以来自然科学得到了飞速发展，极大地扩展和深化了人类对自然界的认识，从而为丰富和发展自然辩证法深化了人类对自然界的认识，从而为丰富和发展自然辩证法开辟了广阔的前景。开辟了广阔的前景。爱因斯坦建立的爱因斯坦建立的相对论相对论（1905狭义狭义相对论、相对论、1916广义相对论；广义相对论；1842奥地利奥地利多普勒效应多普勒效应），深），深刻揭示了物质与运动，时间与空间以及物质运动与时空的内刻揭示了物质与运动，时间与空间以及物质运动与时空的内在关系；在关系；海森堡、布朗克、玻

95、尔等人对海森堡、布朗克、玻尔等人对量子力学量子力学的建立，的建立，突破了机械决定论的局限，揭示了微观物质世界的运动规律；突破了机械决定论的局限，揭示了微观物质世界的运动规律；原子核物理学和基本粒子物理学（原子核物理学和基本粒子物理学（400多种：轻子、介子、多种：轻子、介子、重子，）重子，）对对强子（介子强子（介子+重子）重子）的内部结构（的内部结构（1964美美盖尔曼盖尔曼夸克模型夸克模型：上、下、旁夸克或奇异夸克；：上、下、旁夸克或奇异夸克； 1970美美格拉肖格拉肖：顶、底、粲夸克）和顶、底、粲夸克）和四种基本相互作用四种基本相互作用（即，万有引力相互（即，万有引力相互作用，电磁力相互作

96、用，强相互作用，弱相互作用。强力、作用，电磁力相互作用，强相互作用，弱相互作用。强力、电磁力、弱力和引力的强度之比为电磁力、弱力和引力的强度之比为1:10-2:10-14:10-39）的统）的统一研究，展现了物质层次深远的无限性和深刻的统一性以及一研究，展现了物质层次深远的无限性和深刻的统一性以及物质世界的普遍联系和相互作用。物质世界的普遍联系和相互作用。 现代宇宙学现代宇宙学对天体演化的研究，不仅从康对天体演化的研究，不仅从康德、拉普拉斯时的太阳系的星云假设推广到德、拉普拉斯时的太阳系的星云假设推广到200亿光年的总星系亿光年的总星系（1光年光年=94605亿公里亿公里10万亿公万亿公里）里

97、） ，而且从原始星云推进到宇宙起源的基本粒，而且从原始星云推进到宇宙起源的基本粒子的更深层次；子的更深层次；现代分子生物学现代分子生物学的发展，把生的发展，把生命现象的物质基础从细胞水平深入到分子水平（命现象的物质基础从细胞水平深入到分子水平（ 1953沃森、克里克发现了沃森、克里克发现了DNA双螺旋结构模型；双螺旋结构模型；其后又发现了限制性其后又发现了限制性内切酶内切酶工具酶工具酶1970-1971内森斯、伯格实现了基因的切割与重组内森斯、伯格实现了基因的切割与重组）并揭开）并揭开了遗传现象的秘密，从而改变了遗传物质是蛋白了遗传现象的秘密，从而改变了遗传物质是蛋白质的传统看法。质的传统看法

98、。 我们知道我们知道生物大分子生物大分子主要指蛋白质和核酸等，它们是生主要指蛋白质和核酸等，它们是生命的物质基础。现代分子生物学研究表明命的物质基础。现代分子生物学研究表明蛋白质蛋白质基本上是基本上是由由20种氨基酸组成，这些氨基酸由于排列组合不同，形成种氨基酸组成，这些氨基酸由于排列组合不同，形成各种不同的蛋白质。各种不同的蛋白质。核酸核酸是由是由4种核苷酸组成的，是生命的种核苷酸组成的，是生命的物质基础之一，它参与生物体内蛋白质的合成，也是遗传物质基础之一，它参与生物体内蛋白质的合成，也是遗传信息的主要携带者，对生物的生长、繁殖、遗传、变异等信息的主要携带者，对生物的生长、繁殖、遗传、变异

99、等起着决定性的作用。（生物大分子由氨基酸、核苷酸、嘌起着决定性的作用。（生物大分子由氨基酸、核苷酸、嘌呤、卟啉、嘧啶等生物小分子组成，美国科学家米勒呤、卟啉、嘧啶等生物小分子组成，美国科学家米勒1953年所做的模拟实验从而证实了这一过程，仅用年所做的模拟实验从而证实了这一过程，仅用8天就产生了天就产生了5种构成蛋白质的氨基酸。）种构成蛋白质的氨基酸。） 20世纪世纪40年代末产生和发展起来的：年代末产生和发展起来的：系统系统论论（美：贝塔朗菲）、（美：贝塔朗菲）、控制论控制论（美：维纳）、（美：维纳）、信息信息论论（美：申农），以及（美：申农），以及20世纪世纪70年代兴起的年代兴起的耗散耗散

100、结构理论结构理论（比利时：普利高津）、（比利时：普利高津）、突变理论突变理论（法：（法：托姆）、托姆）、协同学说协同学说（德：哈肯）和（德：哈肯）和超循环理论超循环理论（德：（德：艾根）等自组织理论形成的艾根）等自组织理论形成的系统科学系统科学，它们撇开了，它们撇开了自然界各种物质的具体形态和内容，都把其作为自然界各种物质的具体形态和内容，都把其作为系系统统去看待，从不同的角度揭示了客观世界的共同运去看待，从不同的角度揭示了客观世界的共同运动规律，沟通了各种事物之间以及不同学科之间的动规律，沟通了各种事物之间以及不同学科之间的联系。联系。 二战以后在技术领域，以电子计算机技术、微二战以后在技术

101、领域，以电子计算机技术、微电子技术、信息技术、生物工程技术、航空航天技电子技术、信息技术、生物工程技术、航空航天技术（空间技术）、自动控制技术、海洋技术、新材术（空间技术）、自动控制技术、海洋技术、新材料技术（包括纳米技术）、新能源技术、激光技术料技术（包括纳米技术）、新能源技术、激光技术等为主的等为主的现代高技术群现代高技术群得到了空前的发展，并引起得到了空前的发展，并引起了人类社会产业结构、经济结构、上层建筑、意识了人类社会产业结构、经济结构、上层建筑、意识形态、思维方式、生活方式、行为方式等的巨大变形态、思维方式、生活方式、行为方式等的巨大变化。所有这些都深刻揭示了自然界的辩证法和科学化

102、。所有这些都深刻揭示了自然界的辩证法和科学技术的辩证法。技术的辩证法。史称第三次技术革命。史称第三次技术革命。思考题思考题 1、自然辩证法的学科地位、自然辩证法的学科地位 2、自然辩证法的研究对象、自然辩证法的研究对象 3、自然哲学的广义与狭义之分、自然哲学的广义与狭义之分 4、简述自然哲学的不同历史形态、简述自然哲学的不同历史形态 5、简述科学哲学及其研究领域、简述科学哲学及其研究领域 6、简述奥卡姆剃刀原理、简述奥卡姆剃刀原理 7、为什么把伽利略称之为近代物理学之父？、为什么把伽利略称之为近代物理学之父？ 8、现代科学发展模式（、现代科学发展模式（4种）种） 9、简述科学哲学及其研究领域、

103、简述科学哲学及其研究领域 10、简述技术创新及其模式的演化过程、简述技术创新及其模式的演化过程 11、简述工程哲学及其研究领域、简述工程哲学及其研究领域 12、简述自然辩证法体系的逻辑主线、简述自然辩证法体系的逻辑主线 13、简述科学与哲学的相对性和统一性、简述科学与哲学的相对性和统一性 14、简述自然辩证法的创立过程、简述自然辩证法的创立过程 第二讲第二讲 自然哲学自然哲学 教学目的和要求：教学目的和要求：本讲内容在坚持辩证唯物主义基本理论的基础上，要求学生掌握和认识：物质和信息的关系；自然界的物质性的基本含义；自然界的系统存在方式；自然界的一般演化过程和机制；自然生态伦理观和可持续发展理论

104、。通过相应内容的学习，帮助学生建立科学的自然观。 本讲参考学时：本讲参考学时：6学时。 自然辩证法的基本理论要求我们在考察自然辩证法的基本理论要求我们在考察自然的过程中，必须遵循自然自身存在、运自然的过程中，必须遵循自然自身存在、运动、变化、发展的原则。在这里，我们首先动、变化、发展的原则。在这里，我们首先遇到的问题便是自然界是以怎样的遇到的问题便是自然界是以怎样的方式存在方式存在着？依据当代科学技术提供的信息系统复杂着？依据当代科学技术提供的信息系统复杂综合的世界图景，我们有理由认为：综合的世界图景，我们有理由认为：自然界自然界是统一在物质基础上的物质和信息双重存在是统一在物质基础上的物质和

105、信息双重存在的世界。的世界。 第一节第一节 物质、信息与自然界的系统存在性物质、信息与自然界的系统存在性 一、存在领域的构成一、存在领域的构成 1关于广义存在概念关于广义存在概念（简单介绍）（简单介绍）广义的广义的“存在存在”即即“有有”，它是世界上所有事物和现象的，它是世界上所有事物和现象的统称。统称。 恩格斯说：恩格斯说：“全部哲学，特别是近代哲学的重大的基本问全部哲学，特别是近代哲学的重大的基本问题，是思维和存在的关系问题。题，是思维和存在的关系问题。” 基于唯物论的基本立场，基于唯物论的基本立场，恩格斯并不把恩格斯并不把“存在存在”范畴当作范畴当作哲学的最高范畴，哲学的最高范畴，它不只

106、一次地对它不只一次地对“存在存在”范畴含义的模糊性范畴含义的模糊性和不确定性予以强调，并认为需要从和不确定性予以强调，并认为需要从存在构成的差别关系中存在构成的差别关系中去去揭示世界的本质。揭示世界的本质。 恩格斯说：恩格斯说：“只要我们离开存在是所有这些事物的共同点只要我们离开存在是所有这些事物的共同点这一简单的基本事实，哪怕离开一毫米，这些事物的差别就开这一简单的基本事实，哪怕离开一毫米，这些事物的差别就开始出现在我们眼前。始出现在我们眼前。”“世界的统一性并不在于它的存在世界的统一性并不在于它的存在在我们的视野的范围之外，存在甚至完全是一个悬而未决的问在我们的视野的范围之外，存在甚至完全

107、是一个悬而未决的问题。题。世界的真正的统一性在于它的物质性世界的真正的统一性在于它的物质性”。 2客观实在、客观不实在、主观不实在客观实在、客观不实在、主观不实在对于物质，列宁定义说：对于物质，列宁定义说：“物质是标志客观实在的哲物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在使人通过感觉感知的，它不依赖于学范畴，这种客观实在使人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写、摄影、反映为我们的感觉所复写、摄影、反映”；“物质的唯一物质的唯一特性特性就是它的就是它的客观实在性客观实在性，它存在，它存在于我们的意识之外。于我们的意识之外。” 这样，在客观世界的领域，列

108、宁就区分了两种不同的存这样，在客观世界的领域，列宁就区分了两种不同的存在领域：一是客观实在的物质世界的领域，二是事物间相在领域：一是客观实在的物质世界的领域，二是事物间相互反应的相关内容的世界领域（形态、结构、状态、特性、互反应的相关内容的世界领域（形态、结构、状态、特性、关系、规律等）。关系、规律等）。这后一个世界领域正是客观信息世界的这后一个世界领域正是客观信息世界的领域。因为，在恩格斯看来：一切事物间都具有类似于反领域。因为，在恩格斯看来：一切事物间都具有类似于反映的特性。映的特性。 在客观世界中普遍映射、建构的种种自然关系的在客观世界中普遍映射、建构的种种自然关系的“痕迹痕迹”正是储存

109、物物间的种种反应内容的正是储存物物间的种种反应内容的特定编码结构特定编码结构。客观客观信息正是对客观事物间的反映内容的指谓信息正是对客观事物间的反映内容的指谓。这些内容虽然。这些内容虽然是客观的，存在的，但它却是不实在的。这是一类是客观的，存在的，但它却是不实在的。这是一类“客客观不实在观不实在”的存在。的存在。下面是客观信息的一些例子：下面是客观信息的一些例子：“水中月、镜中花水中月、镜中花”；树；树木的年轮中凝结着的树木所经历的多年寒暑状况及其它相木的年轮中凝结着的树木所经历的多年寒暑状况及其它相关关系的内容；关关系的内容；DNA中编码的生命种系发生的历史关系以中编码的生命种系发生的历史关

110、系以及个体发育的一般程序的关系的内容；地层结构中凝结的及个体发育的一般程序的关系的内容；地层结构中凝结的地质演化的历史关系的内容；现存宇宙结构状态中凝结的地质演化的历史关系的内容；现存宇宙结构状态中凝结的宇宙起源与演化至今的相关关系的内容等等，都具有客观宇宙起源与演化至今的相关关系的内容等等，都具有客观不实在的性质。都是通过不实在的性质。都是通过特定的编码结构而存在着。特定的编码结构而存在着。 唯物反映论认为，主观的东西归根到底是主体对客体的唯物反映论认为，主观的东西归根到底是主体对客体的一种反映。既然是一种反映，那么反映着的内容就不是被一种反映。既然是一种反映，那么反映着的内容就不是被反映的

111、客体本身，它也就不可能是实在的。这样，通常所反映的客体本身，它也就不可能是实在的。这样，通常所说的意识、精神之类的现象只能是一种说的意识、精神之类的现象只能是一种“主观不实在主观不实在”的存在，是主观信息世界。即储存到我们大脑内的信息。的存在，是主观信息世界。即储存到我们大脑内的信息。 依据上述分析，我们可以结论：整个宇宙（世界、自然）依据上述分析，我们可以结论：整个宇宙（世界、自然）中的中的一切一切“存在存在”都可以划归都可以划归客观实在、客观不实在、主客观实在、客观不实在、主观不实在这样三大领域。观不实在这样三大领域。 3直接存在与间接存在直接存在与间接存在 从实在和不实在从实在和不实在的

112、对应性关系可将的对应性关系可将存在存在区分出区分出直接存在与间接存在直接存在与间接存在这对范畴。这对范畴。 由此可以得出如下四个结论性的等式：由此可以得出如下四个结论性的等式： 物质客观实在实在物质客观实在实在直接存在直接存在； 不实在客观不实在主观不实在不实在客观不实在主观不实在间接存在间接存在 客观不实在客观间接客观不实在客观间接存在存在客观信息客观信息 主观不实在主观间接主观不实在主观间接存在存在主观信息主观信息 4存在领域构成图示存在领域构成图示 二、直接存在的物质世界二、直接存在的物质世界 1唯物主义哲学的根本出发点唯物主义哲学的根本出发点 直接存在的物质世界（客观实在）是自然存在、

113、运动和直接存在的物质世界（客观实在）是自然存在、运动和发展的本原和根据。发展的本原和根据。也可称谓为载体也可称谓为载体。 2直接存在范畴具有两种性质直接存在范畴具有两种性质 它不能简单等同或归结为各种具体的直接存在形式；它不能简单等同或归结为各种具体的直接存在形式； 它又不能不包括着这些各种具体的直接存在形式的共同本它又不能不包括着这些各种具体的直接存在形式的共同本质。质。因为它是从诸多具体的直接存在的形式中抽象出来的因为它是从诸多具体的直接存在的形式中抽象出来的。 3直接存在的外延主要包括三个方面的内容：直接存在的外延主要包括三个方面的内容： 直接存在物直接存在物：实体实体（各类有质量的物体

114、）和（各类有质量的物体）和场场（各类有能（各类有能量效应的场、波或弦）；量效应的场、波或弦）； 直接存在方式直接存在方式（包括状态）：运动、时空、差异、层次、（包括状态）：运动、时空、差异、层次、形态、结构形态、结构； 直接存在关系直接存在关系（过程是事物纵向运动的关系）：相互作用、（过程是事物纵向运动的关系）：相互作用、功能实效、物物转化、流变生成功能实效、物物转化、流变生成。三而合一、三而为一三而合一、三而为一。 三、关于三、关于“自然界自然界” 1“自然自然”概念的广、狭义解概念的广、狭义解广义的自然指宇宙中的一切事物、现象和过程，广义的自然指宇宙中的一切事物、现象和过程，它包括自然界、

115、人类社会、精神现象，与宇宙、世它包括自然界、人类社会、精神现象，与宇宙、世界、广义的存在是同等尺度的概念。界、广义的存在是同等尺度的概念。 狭义的自然，则指与社会相对立的社会之外的世狭义的自然，则指与社会相对立的社会之外的世界，或指自然科学研究的总体对象世界，或指人类界，或指自然科学研究的总体对象世界，或指人类赖以生存的自然界。赖以生存的自然界。 按照唯物主义哲学的基本原理，人、社会按照唯物主义哲学的基本原理，人、社会(包括包括思维思维)是自然进化的产物，是自然发展的一个特殊状是自然进化的产物，是自然发展的一个特殊状态，它理应包括在自然之中，受自然总规律的支配。态，它理应包括在自然之中，受自然

116、总规律的支配。所以，所以，“自然自然”范畴在自然哲学中应当做广义的理范畴在自然哲学中应当做广义的理解解。 2天然自然和人工自然天然自然和人工自然学术界根据是否有人的影响的改变，将自然在学术界根据是否有人的影响的改变，将自然在总类上分为两种：一种是天然自然，一种是人工自总类上分为两种：一种是天然自然，一种是人工自然。然。 天然自然天然自然有三层意思：第一，在人类没有产生有三层意思：第一，在人类没有产生以前的整个世界是天然自然；第二，在人类产生之以前的整个世界是天然自然；第二，在人类产生之后，人类的影响所不及的地方，包括广阔的天域和后，人类的影响所不及的地方，包括广阔的天域和地球的深部，都是天然自

117、然；第三，人工自然的地球的深部，都是天然自然；第三，人工自然的基础仍是天然自然。基础仍是天然自然。 人工自然人工自然就是天然自然在人的影响之下有所改就是天然自然在人的影响之下有所改变的自然。人工自然也可称为社会自然，就是带社变的自然。人工自然也可称为社会自然，就是带社会性的自然。会性的自然。 3自然界的物质性自然界的物质性说自然界统一于物质，并不意味着自然界中除说自然界统一于物质，并不意味着自然界中除了物质没有其它。正确的说法是，其它都是由物质了物质没有其它。正确的说法是，其它都是由物质派生出来的，以物质为根据、为条件的。这一含义派生出来的，以物质为根据、为条件的。这一含义规定了辩证唯物主义和

118、庸俗唯物主义的区别和界限。规定了辩证唯物主义和庸俗唯物主义的区别和界限。 在一般表现着的层面上，世界是由直接存在和在一般表现着的层面上，世界是由直接存在和间接存在两大领域组成的。但是，如果间接存在两大领域组成的。但是，如果从世界的本从世界的本源和本性的意义上来说，世界归根到底又可以归结源和本性的意义上来说，世界归根到底又可以归结为直接存在。为直接存在。由于自然范畴和存在、宇宙、世界等由于自然范畴和存在、宇宙、世界等范畴是同等尺度的范畴，范畴是同等尺度的范畴，所以，整个自然的根据、所以，整个自然的根据、本源也只能是这个直接存在的物质世界，整个自然本源也只能是这个直接存在的物质世界，整个自然也只能

119、是统一于这个直接存在的物质世界。也只能是统一于这个直接存在的物质世界。 四、间接存在的信息世界四、间接存在的信息世界 1信息的存在方式信息的存在方式 信息并不是一个直接、具体的物质存在形式，信息是在表信息并不是一个直接、具体的物质存在形式，信息是在表征、表现、外化、显示事物及其特征的意义上构成自身的存征、表现、外化、显示事物及其特征的意义上构成自身的存在价值。信息是它所表现的事物特征的在价值。信息是它所表现的事物特征的间接存在形式。间接存在形式。 2信息的存在范围信息的存在范围 信息在物质的相互作用中产生。由于物质相互作用的普信息在物质的相互作用中产生。由于物质相互作用的普遍性、物质和时间的无

120、开端性，宇宙间任何物质系统都已将遍性、物质和时间的无开端性，宇宙间任何物质系统都已将自身演化成了具有特定结构和状态的凝结着种种信息的信息自身演化成了具有特定结构和状态的凝结着种种信息的信息体了。体了。（自然界本身就是一个巨大的信息数据库）（自然界本身就是一个巨大的信息数据库） 自然界的自然界的 任何物体都是一个直接存在和间接存在的统一任何物体都是一个直接存在和间接存在的统一体体。这个统一体自身就同时具有信源、载体、信宿的三重属。这个统一体自身就同时具有信源、载体、信宿的三重属性。由此，我们可以看到信息的存在范围：性。由此，我们可以看到信息的存在范围：信息与物质同在。信息与物质同在。 3信息的内

121、容信息的内容唯物论者必须承认，唯物论者必须承认，信息的内容信息的内容从总括的意义上从总括的意义上完全可以归结为完全可以归结为物质本身的存在方式和状态。信息物质本身的存在方式和状态。信息是自然界任何物质系统的本质属性和存在方式。是自然界任何物质系统的本质属性和存在方式。 4信息产生的动力信息产生的动力 物体由于物体由于内部和外部的客观的相互作用，不断地内部和外部的客观的相互作用，不断地向外辐射或反射粒子向外辐射或反射粒子，这样就将自身的存在方式和，这样就将自身的存在方式和状态的信息由这个具有特定性能和分布的状态的信息由这个具有特定性能和分布的粒子场粒子场传传送了出来。送了出来。 这就揭示了产生反

122、映着物质存在方式和状态的信这就揭示了产生反映着物质存在方式和状态的信息的根源就存在于物质世界本身之中，就存在于物息的根源就存在于物质世界本身之中，就存在于物质的自身运动之中。质的自身运动之中。 5信息本质规定的信息本质规定的4个基本层次个基本层次 信息是物质的存在方式，是物质的属性信息是物质的存在方式，是物质的属性 这是就哲学唯物本体论的总括的意义上对信息概念的规这是就哲学唯物本体论的总括的意义上对信息概念的规定。但这还不能揭示信息与其它物质存在方式和物质属性的定。但这还不能揭示信息与其它物质存在方式和物质属性的区别。区别。 信息是显示物质的存在方式、状态的物质的属性信息是显示物质的存在方式、

123、状态的物质的属性 这是就信息内容及其存在方式对信息概念的规定。这已这是就信息内容及其存在方式对信息概念的规定。这已经揭示了信息独具的质，但还停留在信息表现的现象描述上。经揭示了信息独具的质，但还停留在信息表现的现象描述上。 信息是物质自身显示自身的属性信息是物质自身显示自身的属性 这一规定虽然仍停留在对信息现象的描述上，但它已这一规定虽然仍停留在对信息现象的描述上，但它已考虑了信息产生的动力。考虑了信息产生的动力。 信息是间接存在的标志信息是间接存在的标志 这一规定已经从对信息的现象描述上升到了对信息的抽这一规定已经从对信息的现象描述上升到了对信息的抽象概括。象概括。 6信息本质的哲学定义信息

124、本质的哲学定义 信息是标志间接存在的哲学范畴，它是物质信息是标志间接存在的哲学范畴，它是物质(直接存在直接存在)存在方式和状态的自身显示。存在方式和状态的自身显示。 间接存在具有三个方面的内容：关于自身历史的反映间接存在具有三个方面的内容：关于自身历史的反映（包括自身演化的和曾经与它物之间的关系）；关于自身（包括自身演化的和曾经与它物之间的关系）；关于自身性质的种种规定；关于自身变化发展的种种可能性。性质的种种规定；关于自身变化发展的种种可能性。 这便是关于事物历史、现状、未来的三种间接存在。这便是关于事物历史、现状、未来的三种间接存在。 7信息的十大特性信息的十大特性（简单介绍）（简单介绍）

125、 对直接存在的依附性；存在范围的普遍性；载体的可对直接存在的依附性；存在范围的普遍性；载体的可替换性；内容的可储存性；内容的可传输性；内容的可复替换性；内容的可储存性；内容的可传输性；内容的可复合性和可重组性；内容复合和重组中的畸变性和创新性；合性和可重组性；内容复合和重组中的畸变性和创新性；内容的可共享性；对内容理解的歧义性；内容的可耗散性。内容的可共享性；对内容理解的歧义性；内容的可耗散性。 8信息的十四大功能信息的十四大功能（简单介绍）（简单介绍） 显示功能；启示功能；代示功能；联系功能；消除不确定显示功能；启示功能；代示功能；联系功能；消除不确定性性(或解惑或解惑)功能；组织功能（信息

126、结构规定静态模式，信息结功能；组织功能（信息结构规定静态模式，信息结构改变构成系统动态发展）；传播功能（联系、消除不确定构改变构成系统动态发展）；传播功能（联系、消除不确定性、组织等功能都通过传播来实现。从主体主观信息加工操性、组织等功能都通过传播来实现。从主体主观信息加工操作，到人际间有意识的交往，再到各类团体、组织、大众传作，到人际间有意识的交往，再到各类团体、组织、大众传播）；宣传与教化功能；探测与监控功能；评价功能（真伪问播）；宣传与教化功能；探测与监控功能；评价功能（真伪问题、精粗问题、效用问题）；保持功能；模拟功能（根据尚存题、精粗问题、效用问题）；保持功能；模拟功能（根据尚存信息

127、复原、修复、再塑原型物体，对复杂对象建立模型）；建信息复原、修复、再塑原型物体，对复杂对象建立模型）；建构功能（最能体现信息之创造力。通过组织功能实现。物的结构功能（最能体现信息之创造力。通过组织功能实现。物的结构建构、主体信息建构、目的向实物结构转化的建构）；预见构建构、主体信息建构、目的向实物结构转化的建构）；预见功能（对未来发展趋势方向的推动：假定、预测、决策。具有功能（对未来发展趋势方向的推动：假定、预测、决策。具有不确定性：未来选择）。不确定性：未来选择）。 五、自然界的整体系统性五、自然界的整体系统性 1、系统的定义系统的定义 什么是系统？贝塔朗菲（美籍奥地利生物学家）认什么是系统

128、？贝塔朗菲（美籍奥地利生物学家）认为，系统是为，系统是“处在一定相互联系中的并与环境发生关处在一定相互联系中的并与环境发生关系的各组成部分的总体系的各组成部分的总体”。钱学森则认为，。钱学森则认为，“系统是系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个系统又是它们从属的特定功能的有机整体，而且这个系统又是它们从属的更大系统的组成部分更大系统的组成部分”。系统是一种联系方式。系统是一种联系方式。现代现代科学研究表明：科学研究表明：客观世界中的许多事物都是以系统方客观世界中的许多事物都是以系统方式存在的。式存在的。在整

129、个自然界中，从微观粒子到宇观天体，在整个自然界中，从微观粒子到宇观天体，从无机界到有机界，从非生命界到生命界，从原始生从无机界到有机界，从非生命界到生命界，从原始生物（细胞）到生物个体、群体、群落乃至生态系统都物（细胞）到生物个体、群体、群落乃至生态系统都是由特定的要素组成，具有一定的层次结构和功能，是由特定的要素组成，具有一定的层次结构和功能，并与环境发生关系的整体，即系统。并与环境发生关系的整体，即系统。 从从系系统统概概念念可可以以看看出出，系系统统规规定定中中有有四四个个关关键键环环节节：要要素素、结结构构、功功能能和和环环境境等等都都是是规规定定一一个个完完备备系系统统所所必必需需的

130、的条条件件。例例如如，原原子子核核作作为为一一个个系系统统，其其要要素素是是性性质质有有别别的的质质子子和和中中子子；其其结结构构是是由由质质子子、中中子子组组成成的的结结构构模模型型；其其功功能能是是核核反反应应释释放放出出巨巨大大的的能能量量；其其环环境境是是原原子子核核周周围围的的电电磁磁场场、中中微微子子场场、电电子子场场等等。此此外外，原原子子核核系系统统的的目目的的性性表表现现为为原原子子核核趋趋向向最最稳稳定定的的状状态态。由由以以上上分分析析，我我们们可可知知，系系统统具具有有以以下四个基本特点：下四个基本特点： 2、系统要素的累积性和构成性、系统要素的累积性和构成性 要素是系

131、统存在的基础，是构成系统最基本的成分。要素是系统存在的基础，是构成系统最基本的成分。贝塔朗菲认为，贝塔朗菲认为，它在系统中的构成情况通常有如下三种：它在系统中的构成情况通常有如下三种： 按元素数目考察：按元素数目考察：即即由数量不同、性质相同的要由数量不同、性质相同的要素而构成不同的系统素而构成不同的系统 。 或或 如：氧气如：氧气O2和臭氧和臭氧O的基本要素为的基本要素为O元素，但由于二者的元素，但由于二者的O原子的数量不同，相对分子质量也就不同，从而使两个原子的数量不同，相对分子质量也就不同，从而使两个系统的性质和功能也不同。系统的性质和功能也不同。 按元素种类考察：按元素种类考察：即即由

132、不同数量和不同性质的要素由不同数量和不同性质的要素构成不同的系统。构成不同的系统。 或或 如：太阳系、如：太阳系、宏观物体、分子、原子、原子核等系统。宏观物体、分子、原子、原子核等系统。 按元素关系考察：按元素关系考察：即即由相同数量和相同性质的要由相同数量和相同性质的要素，仅由于结构方式不同，而构成不同的系统。素，仅由于结构方式不同，而构成不同的系统。 或或 或或 如甲醚（如甲醚（CH3-O-CH3）和乙醇（和乙醇（C2H5OH）都由都由C、H、O三种基本要素构成，且其三种基本要素构成，且其C、H、O元素（原子）个元素（原子）个数相同，但由于其化学结构不同，而使两个系统的性质和数相同，但由于

133、其化学结构不同，而使两个系统的性质和功能不同。功能不同。 和和是是“累积的累积的”(具有加合性的关系具有加合性的关系) 是是“构成的构成的”(非加合性的非加合性的)。只有。只有才是对系统的才是对系统的考考察。因为，察。因为，在这种考察中，复合体的特征是依赖于特定关在这种考察中，复合体的特征是依赖于特定关系的特征，复合体被理解为系的特征，复合体被理解为“元素关系元素关系”，在关系的构，在关系的构成成中实现整体新质的突现。中实现整体新质的突现。 3、系统都有一定的结构、系统都有一定的结构 系统的结构是系统中各个要素相互联系和各种关系统的结构是系统中各个要素相互联系和各种关系的总和。系的总和。是系统

134、保持其整体性，并具有一定功能的基是系统保持其整体性，并具有一定功能的基础。础。结构是系统的普遍属性结构是系统的普遍属性。物质系统的结构可分为。物质系统的结构可分为空空间结构、时间结构和信息结构间结构、时间结构和信息结构。空间结构是指物质系空间结构是指物质系统内部各要素之间，由于相互作用而在空间上形成的一统内部各要素之间，由于相互作用而在空间上形成的一种种同时态同时态的稳定结构，如分子结构、原子结构、社会结的稳定结构，如分子结构、原子结构、社会结构、知识结构、技术结构、人体结构等。构、知识结构、技术结构、人体结构等。时间结构是时间结构是指一种指一种历时态历时态的变动结构，耗散结构就是时间结构的例

135、的变动结构，耗散结构就是时间结构的例子。子。物质系统中所存在的信息编码结构。任何物质系物质系统中所存在的信息编码结构。任何物质系统都是空间结构、时间结构、信息编码结构的统一，都统都是空间结构、时间结构、信息编码结构的统一，都是稳定性结构和可变性结构的统一。是稳定性结构和可变性结构的统一。 4、系统都具有一定的功能、系统都具有一定的功能 功能是系统由于其内部各要素之间的相互作用功能是系统由于其内部各要素之间的相互作用从而在整体层次上所表现出来的特性、作用和能力。从而在整体层次上所表现出来的特性、作用和能力。 系统的系统的功能功能与结构是不可分割的统一体，只要系统与结构是不可分割的统一体，只要系统

136、的结构存在，它所具有的功能也就存在。如蛋白质的结构存在，它所具有的功能也就存在。如蛋白质的生命体的存在，主要取决于蛋白质各级结构的完的生命体的存在，主要取决于蛋白质各级结构的完整性。有什么样的结构就有什么样的功能，结构决整性。有什么样的结构就有什么样的功能，结构决定功能。系统整体的功能与系统要素的功能是相关定功能。系统整体的功能与系统要素的功能是相关的，但整体功能又不同于要素功能之总和，因为系的，但整体功能又不同于要素功能之总和，因为系统的整体功能是通过系统各要素之间的相互作用才统的整体功能是通过系统各要素之间的相互作用才能体现出来，这就是所谓的整体大于部分之和，或能体现出来，这就是所谓的整体

137、大于部分之和，或系统的整体功能遵循非加和性原理。系统的整体功能遵循非加和性原理。 系统的功能可分为两种：系统的功能可分为两种：外部功能：系统整体与外部环境相互作用时所外部功能：系统整体与外部环境相互作用时所表现出来的特性和能力；表现出来的特性和能力； 内部功能：系统整体对内部要素作用时所表现内部功能：系统整体对内部要素作用时所表现着的特性和能力。着的特性和能力。 结构和功能的关系结构和功能的关系 结构是功能的基础，功能是结构的表现；结构是功能的基础，功能是结构的表现； 结构决定功能，功能反作用于结构；结构决定功能，功能反作用于结构； 结构深藏于内，功能表现在外；结构深藏于内，功能表现在外； 结

138、构相对稳定，功能生动易变。结构相对稳定，功能生动易变。 5、系统是处在一定的环境之中、系统是处在一定的环境之中系统的环境是指系统存在的外部条件，是系系统的环境是指系统存在的外部条件，是系统以外对该系统有影响作用的诸因素的集合。统以外对该系统有影响作用的诸因素的集合。例如，一台机器、一个企业、一个行政部门、例如，一台机器、一个企业、一个行政部门、一个生物体或一个天体、一个基本粒子都是处一个生物体或一个天体、一个基本粒子都是处在一定的环境之中，环境对其的生存和发展都在一定的环境之中，环境对其的生存和发展都有一定的作用和影响。环境也是一种相互联系有一定的作用和影响。环境也是一种相互联系或关系，系统与

139、其相关环境在一个更高的层级，或关系，系统与其相关环境在一个更高的层级，或更大的尺度上构成一种新的大系统。由于环或更大的尺度上构成一种新的大系统。由于环境关系的介入，系统的规定成了一种相对的规境关系的介入，系统的规定成了一种相对的规定，由此引出的便是系统的定，由此引出的便是系统的相对性和层次性相对性和层次性。 系系统统的的要要素素、结结构构、功功能能和和环环境境之之间间存存在在着着十十分分密密切切的的关关系系：一一方方面面系系统统的的功功能能依依赖赖于于要要素素、结结构构和和环环境境。要要素素的的性性质质和和数数量量的的变变化化、结结构构形形态态的的变变化化、环环境境条条件件的的变变化化，都都会

140、会影影响响系系统统的的功功能能。另另一一方方面面，系系统统也也会会影影响响环环境境的的变变化化，如如：由由人人构构成成的的社社会会系系统统作作用用自自然然，使使自自然然界界发发生生变变化化，如如环环境境污污染染、生生态态失失衡衡、能能源源、资资源源枯枯竭竭都都是是人人类类社社会会这这个个系系统统作作用用于于环环境境的的结结果果（汶汶川川地地震震是是否否与与三三峡峡工工程程有有关关？）；而而环环境境又又反反作作用用于于人人类类社社会会系系统统。因因而而，系系统统与与环环境境是是双双向向作作用用的的关关系系，这这也也是是系系统统科科学理论界目前讨论的新热点问题。学理论界目前讨论的新热点问题。 6、

141、处于关系中的要素的、处于关系中的要素的整体特性整体特性 协存性：系统中之要素相互依赖、规定、制约协存性：系统中之要素相互依赖、规定、制约而存在；而存在； 共变性：个别要素之变化必将引起所有其它要共变性：个别要素之变化必将引起所有其它要素之变化，每一要素之变化又依赖于所有其它要素之素之变化，每一要素之变化又依赖于所有其它要素之变化；变化； 双重新质突现性：双重新质突现性：要素孤立时的性质在联系的要素孤立时的性质在联系的制约中发生改变，系统整体在要素的联系中产生新质。制约中发生改变，系统整体在要素的联系中产生新质。例如，当氧原子与氢原子结合形成水后，便产生了其例如，当氧原子与氢原子结合形成水后，便

142、产生了其组成部分氧原子和氢原子所没有的常温下是液体的性组成部分氧原子和氢原子所没有的常温下是液体的性质；同时又丧失了其组成元素氧的助燃性质和氢的可质；同时又丧失了其组成元素氧的助燃性质和氢的可燃性质。燃性质。 7、元素、要素、系统的辩证关系、元素、要素、系统的辩证关系当不考虑联系（包括内部的和外部的），对当不考虑联系（包括内部的和外部的），对事物进行孤立考察时，该物便是元素；事物进行孤立考察时，该物便是元素； 当元素通过外部联系与其环境物（其它元素）当元素通过外部联系与其环境物（其它元素）结为体系时，元素相对于这一体系便成了要素；结为体系时，元素相对于这一体系便成了要素； 当元素的内部联系被揭

143、示出来时，元素相对当元素的内部联系被揭示出来时，元素相对于内在成分便成了系统。于内在成分便成了系统。 元素在外在联系中成为要素；元素在其内在联元素在外在联系中成为要素；元素在其内在联系中成为系统。系中成为系统。 无无内外联系之物。无无内外联系之物。在不同的联系和状态中，在不同的联系和状态中，任何事物自身都要兼具元素、要素和系统的三种任何事物自身都要兼具元素、要素和系统的三种存在方式存在方式。这三种存在方式之间是通过特定联系。这三种存在方式之间是通过特定联系的沟通或消除相互过渡和转化的的沟通或消除相互过渡和转化的。 六、系统的多样性六、系统的多样性 根据不同的分类标准，则会形成不同的系统类型：根

144、据不同的分类标准，则会形成不同的系统类型： 1以系统的尺度、规模和范围为标准以系统的尺度、规模和范围为标准 胀观系统：大于总星系尺度的宇宙大系统；胀观系统：大于总星系尺度的宇宙大系统；宇观系统：从恒星、星系、星系团到总星系尺度的宇观系统：从恒星、星系、星系团到总星系尺度的大系统，这也是目前人类所能观测到的系统，其空间大系统，这也是目前人类所能观测到的系统，其空间尺度大约尺度大约150200亿光年；亿光年；宏观系统：人体感知可宏观系统：人体感知可直接观察到的尺度范围的系统；直接观察到的尺度范围的系统；微观系统：从基本微观系统：从基本粒子到分子尺度的系统；粒子到分子尺度的系统；渺观系统：夸克及其以

145、下渺观系统：夸克及其以下层次的系统。层次的系统。 2以系统中要素间的相互作用的特点为标准以系统中要素间的相互作用的特点为标准 线性系统：当系统的输入或初始状态能够线性线性系统：当系统的输入或初始状态能够线性叠加时，系统的输出也能够线性叠加时（即在叠加时，系统的输出也能够线性叠加时（即在y=ax式式中，系统能满足：中，系统能满足：y=y1+y2, x=x1+x2），或者说如果系），或者说如果系统中要素的关系具有单向因果链条的系统就称该系统为统中要素的关系具有单向因果链条的系统就称该系统为线性系统。线性系统。 非线性系统：如果系统中存在着自催化、正反馈非线性系统：如果系统中存在着自催化、正反馈之类

146、的非线性相互作用，不服从叠加原理（即在之类的非线性相互作用，不服从叠加原理（即在y=ax中中xx1+x2、y y1+y2时），或者说系统要素间具有复时），或者说系统要素间具有复杂性关系，则称该系统为非线性系统。杂性关系，则称该系统为非线性系统。 3以系统与环境交换的内容的差异为标准以系统与环境交换的内容的差异为标准 孤立系统：如果系统与环境之间既没有物质交换，孤立系统：如果系统与环境之间既没有物质交换，又没有能量交换的系统则是一种孤立系统。根据热力学第二又没有能量交换的系统则是一种孤立系统。根据热力学第二定律，任何孤立系统其熵值总是趋于最大，而熵是标志一个定律，任何孤立系统其熵值总是趋于最大，

147、而熵是标志一个系统无序程度的量度。系统无序程度的量度。 封闭系统：如果系统与环境之间只有能量的交换而不封闭系统：如果系统与环境之间只有能量的交换而不进行物质交换的系统，可称之为封闭系统，如地球就是一个进行物质交换的系统，可称之为封闭系统，如地球就是一个封闭系统，除了与太阳有能量交换外而没有物质交换（除过封闭系统，除了与太阳有能量交换外而没有物质交换（除过忽略落到地球上的流星陨石和宇宙尖埃）。忽略落到地球上的流星陨石和宇宙尖埃）。 开放系统：是指系统与外界环境既有能量的交换又开放系统：是指系统与外界环境既有能量的交换又有物质的交换的系统。如生物系统、社会系统、生产系统、有物质的交换的系统。如生物

148、系统、社会系统、生产系统、交通系统、电力系统等，都是开放系统。人体是开放系统中交通系统、电力系统等，都是开放系统。人体是开放系统中最复杂、最优化的系统。最复杂、最优化的系统。 4以是否具有静止质量为标准以是否具有静止质量为标准 实物系统；实物系统；场态系统。场态系统。 5以相对静或动的关系为标准以相对静或动的关系为标准 运动系统；运动系统；静止系统。静止系统。 6以运动模式的稳定性程度为标准以运动模式的稳定性程度为标准 平衡系统：处于稳定变化过程中的系统；平衡系统：处于稳定变化过程中的系统；非非 平衡系统：处于不稳定平衡系统：处于不稳定(失稳失稳)变化过程中的系统。变化过程中的系统。 7以运动

149、方式的复杂程度为标准以运动方式的复杂程度为标准 机械系统；机械系统；物理系统；物理系统；化学系统；化学系统；生物生物 系统；系统；社会系统。社会系统。 8以人的加工改造程度为标准以人的加工改造程度为标准 自然系统；自然系统；人工系统；人工系统；自然与人工自然与人工的复合系统。的复合系统。 9以存在的大的领域为标准以存在的大的领域为标准 自然系统；自然系统；社会系统；社会系统；思维系统。思维系统。 10以人对系统的认识程度为标准以人对系统的认识程度为标准 白系统；白系统；灰系统；灰系统；黑系统。黑、灰、黑系统。黑、灰、白之间具有一定的相对性。白之间具有一定的相对性。 11以主客观的关系为标准以主

150、客观的关系为标准 客观系统；客观系统；主观系统。主观系统。 12以系统熵值的大小为标准以系统熵值的大小为标准 平衡态系统（熵值一般最大）；平衡态系统（熵值一般最大）；近平衡态近平衡态系统；系统；远离平衡态系统。远离平衡态系统。 13几点结论几点结论 事物联系方式的多样性，规定了系统分类方式事物联系方式的多样性，规定了系统分类方式的多样性，任一事物都必然同时处于种种不同的联的多样性，任一事物都必然同时处于种种不同的联系系统中；只能说某物不在某一系统中，或说某物系系统中；只能说某物不在某一系统中，或说某物不是某种意义上的系统，但是，决不能说某物不是不是某种意义上的系统，但是，决不能说某物不是系统。

151、这就是万物皆系统，系统是事物的存在方式系统。这就是万物皆系统，系统是事物的存在方式的道理。的道理。 七、系统的整体性及其特性七、系统的整体性及其特性整体性是系统的最基本特征。说事物的系统性整体性是系统的最基本特征。说事物的系统性与说事物的整体性是等价的。整体性本身又包括一与说事物的整体性是等价的。整体性本身又包括一系列重要的性质。系列重要的性质。 1、复杂综合性、复杂综合性 系统是多方面复杂因素的综合。直接存在和间系统是多方面复杂因素的综合。直接存在和间接存在（物质和信息）的综合；多部件（多要素）接存在（物质和信息）的综合；多部件（多要素）的综合；空间联系、时间联系的综合；内外质量流、的综合；

152、空间联系、时间联系的综合；内外质量流、能量流、信息流的综合；内在层次、差异的综合能量流、信息流的综合；内在层次、差异的综合（多层次性及各层次之间质的差异性）；多种功能（多层次性及各层次之间质的差异性）；多种功能的综合（功能集）。的综合（功能集）。 2、系统与要素的、系统与要素的双向建构性与双重的质的超越性双向建构性与双重的质的超越性 要素在一系列关系的综合中建构出系统，使系统突要素在一系列关系的综合中建构出系统，使系统突现出整体新质，现出整体新质，实现系统对要素的实现系统对要素的“质的超越质的超越” 。 要素在系统中获得自身的全新改造意义的重建，要要素在系统中获得自身的全新改造意义的重建，要素

153、具有了系统赋予的新质，素具有了系统赋予的新质，实现了对自身的实现了对自身的“质的超越质的超越”。 “整体大于部分之和整体大于部分之和”的实质正是系统和要素在双向的实质正是系统和要素在双向建构中所实现的双重的建构中所实现的双重的“质的超越质的超越”和和“新质的突现生新质的突现生成成”。 例如，例如， 当氧原子与氢原子结合形成水后，便产生了当氧原子与氢原子结合形成水后，便产生了其组成部分氧原子和氢原子所没有的常温下是液体的性其组成部分氧原子和氢原子所没有的常温下是液体的性质；质； 同时又丧失了其组成元素氧的助燃性质和氢的可同时又丧失了其组成元素氧的助燃性质和氢的可燃性质。总之，部分组成整体后，整体

154、会有新质的突然燃性质。总之，部分组成整体后，整体会有新质的突然出现，而部分的原有性质可能会突然消失或受到某中限出现，而部分的原有性质可能会突然消失或受到某中限制制。 3、整体规律性、整体规律性 整体规律决定系统本身的性质和运动过程；整体规律决定系统本身的性质和运动过程； 整体规律支配作为系统要素的性质和行为；整体规律支配作为系统要素的性质和行为； 要素似乎是按照整体规律的要求统一组织起要素似乎是按照整体规律的要求统一组织起 来，从而实现整体的行为（特性和功能）；来，从而实现整体的行为（特性和功能）； 整体规律体现着系统整体性的涌现性、突现整体规律体现着系统整体性的涌现性、突现 性、创造性的特征

155、。性、创造性的特征。 4结构层次性结构层次性系统的结构由不同层次的子系统系统的结构由不同层次的子系统(要素要素)组成，并且各层次组成，并且各层次间又互相制约和影响。间又互相制约和影响。 层次概念的基本含义层次概念的基本含义 层次是指等级性：要素间的关系并不是简单并列的，不同层次是指等级性：要素间的关系并不是简单并列的，不同要素在系统中所处的地位和所起的作用并不完全等同；高层要素在系统中所处的地位和所起的作用并不完全等同；高层系统总是以低层系统系统总是以低层系统(子系统子系统)作为组构要素的，而作为组构要素的，而它自身它自身又是又是更高层系统的组构要素。更高层系统的组构要素。 系统层次性的具体内

156、容系统层次性的具体内容 自然界与社会的系统是分等级排列的；自然界与社会的每自然界与社会的系统是分等级排列的；自然界与社会的每个系统都在这个等级结构中占据一个位置，它一方面是较高个系统都在这个等级结构中占据一个位置，它一方面是较高层系统的一个要素，另一方又是较低层的一个系统；任何系层系统的一个要素，另一方又是较低层的一个系统；任何系统又由若干子系统组成，由此形成了系统的无穷等级的系列。统又由若干子系统组成，由此形成了系统的无穷等级的系列。 A、非生命界的物质层次结构、非生命界的物质层次结构 可分为微观、宏观、宇观三可分为微观、宏观、宇观三个基本层次个基本层次 a 、微观层次、微观层次。其空间尺度

157、（。其空间尺度（space size）小于小于10-6厘厘米，质量应小于米，质量应小于10-15g，包括夸克（层子）、基本粒子、原包括夸克（层子）、基本粒子、原子核、原子、分子。子核、原子、分子。 b、宏观层次、宏观层次。其尺度为。其尺度为10-61014厘米，质量为厘米，质量为10-151035g，包括从布朗微粒（英国植物学家于，包括从布朗微粒（英国植物学家于1827年提出，悬浮年提出，悬浮在液体或气体中的微粒，直径是在液体或气体中的微粒，直径是10-3厘米作无休止的不规则运厘米作无休止的不规则运动）到地球上的物体再到小行星、卫星（包括地球）等物质动）到地球上的物体再到小行星、卫星（包括地球

158、）等物质系统。系统。 c、宇观层次、宇观层次。它包括恒星、星系、星系团和总星系等物质。它包括恒星、星系、星系团和总星系等物质层次。层次。 B、生命界的物质层次、生命界的物质层次 生命界按其结构和功能特征，可划生命界按其结构和功能特征，可划分为生物大分子、细胞、组织、器官、子系统、生物个体、分为生物大分子、细胞、组织、器官、子系统、生物个体、群体、群落和生态系统等层次。群体、群落和生态系统等层次。 系统层次的一些性质系统层次的一些性质A、层次较多的系统具有较大抗环境干扰的稳定性。结构越复层次较多的系统具有较大抗环境干扰的稳定性。结构越复杂的生物机体越具有自我稳定性；等级层次越多的社会体制越不杂的

159、生物机体越具有自我稳定性；等级层次越多的社会体制越不容易变革。容易变革。 B、在自然系统中，低层次系统间的结合能大于高层次系统间、在自然系统中，低层次系统间的结合能大于高层次系统间的结合能。的结合能。例如，要破坏一个原子核所需的能量需提供例如，要破坏一个原子核所需的能量需提供106电子电子伏特；而要把处于基态的氢原子中的电子电离出来，仅需要伏特；而要把处于基态的氢原子中的电子电离出来，仅需要13.55电子伏特的能量；而要使一个高分子解体为小分子，则需电子伏特的能量；而要使一个高分子解体为小分子，则需要要1电子伏特的能量。电子伏特的能量。 C、低层次系统是高层次系统的基础，高层次系统由低层次系、

160、低层次系统是高层次系统的基础，高层次系统由低层次系统在相互作用中合乎规律的突变而建构出来从而形成新的特质。统在相互作用中合乎规律的突变而建构出来从而形成新的特质。层次突变是自然系统发生的各种质变中最根本的质变。层次突变是自然系统发生的各种质变中最根本的质变。D、高层次系统不能违背低层次系统的规律，但高高层次系统不能违背低层次系统的规律，但高层次系统又有高层次系统的特殊规律。层次系统又有高层次系统的特殊规律。 F、 高层次系统和纳入其系统的低层次系统间具有高层次系统和纳入其系统的低层次系统间具有相互规定的性质相互规定的性质（双重建构与双重新质超越）（双重建构与双重新质超越）。 G、自然系统的层次

161、具有不可穷尽性，这一不可穷、自然系统的层次具有不可穷尽性，这一不可穷尽性并不总是表现为无穷层级的部分间的机械分割，尽性并不总是表现为无穷层级的部分间的机械分割，在自然微观、渺观或更深层面上在自然微观、渺观或更深层面上的结构模式的不可穷的结构模式的不可穷尽性尽性则可能表现为粒子、场、波或弦的组构方式、相则可能表现为粒子、场、波或弦的组构方式、相互湮灭、转化和生成方式的多样性和不可穷尽性。如互湮灭、转化和生成方式的多样性和不可穷尽性。如电子和正电子相遇湮灭而生成电子和正电子相遇湮灭而生成光子，光子转化为场波。光子，光子转化为场波。 第二节第二节 自然界的演化自然界的演化 一、信息形态与物质形态的同

162、步演化一、信息形态与物质形态的同步演化 1两种不同的演化方式和方向两种不同的演化方式和方向向上的有序化演化向上的有序化演化物质形态的进化、信息模物质形态的进化、信息模式的创生和积累；向下的无序化演化式的创生和积累；向下的无序化演化物质形态的物质形态的退化、信息模式的消解和耗散。退化、信息模式的消解和耗散。 2信息形态与物质形态同步进化的几个大的阶段信息形态与物质形态同步进化的几个大的阶段 自在信息自在信息 自为、再生信息自为、再生信息社会信息社会信息 （前三者（前三者 的统一）的统一） 无机、有机界无机、有机界生物界生物界 人类社会人类社会 信息分类图示信息分类图示 二、宇宙的起源和演化二、宇

163、宙的起源和演化 这里所说的宇宙，是指距离我们地球约这里所说的宇宙，是指距离我们地球约200亿光年亿光年的总星系，因而这是一个有限的宇宙的总星系，因而这是一个有限的宇宙。有关宇宙起源和。有关宇宙起源和演化的假说很多，但能够解释较多事实，获得一定观测演化的假说很多，但能够解释较多事实，获得一定观测事实支持的，是事实支持的，是1948年美国物理学家年美国物理学家伽莫夫伽莫夫提出的提出的大爆大爆炸宇宙论炸宇宙论，以及由此而发展起来的，以及由此而发展起来的暴胀宇宙论暴胀宇宙论。按照这。按照这两个学说，宇宙起源于一个极高温、极高密状态下的两个学说，宇宙起源于一个极高温、极高密状态下的“原始火球原始火球”，

164、是通过大爆炸或暴胀的方式产生的，其温，是通过大爆炸或暴胀的方式产生的，其温度是由热到冷逐渐降低。他们认为，在宇宙演化的极早度是由热到冷逐渐降低。他们认为，在宇宙演化的极早期，宇宙经历了按指数规律急剧膨胀的阶段，这个阶段期，宇宙经历了按指数规律急剧膨胀的阶段，这个阶段大约持续了大约持续了10-32秒，使宇宙增大了大约秒，使宇宙增大了大约1050倍。在暴胀倍。在暴胀阶段结束时，产生了夸克、轻子之类的最基础的基本粒阶段结束时，产生了夸克、轻子之类的最基础的基本粒子。子。宇宙增大约宇宙增大约1050倍和大量基本粒子的产生是宇宙形倍和大量基本粒子的产生是宇宙形成的标志。成的标志。按照大爆炸宇宙论和暴胀宇

165、宙论的描述，宇按照大爆炸宇宙论和暴胀宇宙论的描述，宇宙的演化经历了以下几个阶段：宙的演化经历了以下几个阶段： 1. 基本粒子形成阶段：基本粒子形成阶段：当宇宙时为当宇宙时为10-6秒时，秒时，最活跃的是强相互作用的强子，包括介子、质子、最活跃的是强相互作用的强子，包括介子、质子、中子、超子等生成，这被称为中子、超子等生成，这被称为强子时代强子时代。当宇宙当宇宙时为时为10-2秒时，宇宙进入秒时，宇宙进入轻子时代轻子时代，从而产生了电，从而产生了电子、子、子、中微子等三种轻子。子、中微子等三种轻子。基本粒子形成阶段基本粒子形成阶段的主要特点是：的主要特点是：粒子的分解和正反粒子的湮灭粒子的分解和

166、正反粒子的湮灭（如：（如：中子衰变成质子并释放出电子和中子衰变成质子并释放出电子和中微子中微子；电子和正；电子和正电子相遇湮灭而生成电子相遇湮灭而生成光子光子）。由于这两个反应是不）。由于这两个反应是不断进行的，因而产生了大量断进行的，因而产生了大量光子和中微子光子和中微子，以至当，以至当温度降到温度降到1016K时，导致光子（辐射）占优势，于时，导致光子（辐射）占优势，于是宇宙演化进入下一阶段。是宇宙演化进入下一阶段。 2. 辐射阶段或核合成阶段。辐射阶段或核合成阶段。这个阶段从宇宙时这个阶段从宇宙时为为1秒开始，持续到秒开始，持续到104年。在这个阶段宇宙演化有年。在这个阶段宇宙演化有两个

167、特征：一是两个特征：一是辐射占优势辐射占优势（大量光子产生）、实（大量光子产生）、实物只占次要地位；二是当温度下降到物只占次要地位；二是当温度下降到109K，宇宙时宇宙时为为1-3分钟时，开始分钟时，开始核反应核反应，即核合成（聚合反应）即核合成（聚合反应）阶段阶段，形成，形成化学元素化学元素。这时由于核反应使。这时由于核反应使中子和质中子和质子失去了自由存在的条件子失去了自由存在的条件，二者进行核反应形成了，二者进行核反应形成了氘核（氘核（D），），进而形成氦核（进而形成氦核（He4）。）。核合成结束时，核合成结束时，氦核的含量按质量计算约占氦核的含量按质量计算约占25%30%，氘核占，氘核

168、占1%，其余大部分是氢核。在这个阶段，随着空间的不，其余大部分是氢核。在这个阶段，随着空间的不断膨胀，到了某一时刻，实物密度占了优势，宇宙断膨胀，到了某一时刻，实物密度占了优势，宇宙进入实物阶段。进入实物阶段。 3. 实物阶段。实物阶段。在宇宙时为在宇宙时为104年后，温度下降年后，温度下降到约为到约为105K，自由电子开始被原子核俘获，形成稳自由电子开始被原子核俘获，形成稳定的原子。定的原子。随着原子的形成，宇宙中自由电子逐渐随着原子的形成，宇宙中自由电子逐渐消失，消失，辐辐射退居次要地位，实物占主导地位，宇宙射退居次要地位，实物占主导地位，宇宙中中辐射压（膨胀压）辐射压（膨胀压）的作用的作

169、用大大减少大大减少，实物间的万实物间的万有引力开始起主要作用有引力开始起主要作用。在宇宙时为。在宇宙时为70万年左右时，万年左右时，宇宙中稀疏的气状物质微粒开始形成宇宙中稀疏的气状物质微粒开始形成原始星系原始星系。在。在宇宙时为宇宙时为50亿年时，开始形成第一代亿年时，开始形成第一代恒星恒星。然后第。然后第一代恒星爆炸所抛出的物质形成第二代恒星。宇宙一代恒星爆炸所抛出的物质形成第二代恒星。宇宙形成至今形成至今200多亿年的时间，主要属于这个阶段多亿年的时间，主要属于这个阶段（50亿亿200多亿年），即恒星的不但产生和消亡多亿年），即恒星的不但产生和消亡阶段。阶段。 支持大爆炸宇宙论和暴胀宇宙论

170、的有以下三个支持大爆炸宇宙论和暴胀宇宙论的有以下三个重要的观测事实：重要的观测事实：河外星系的谱线红移是宇宙膨河外星系的谱线红移是宇宙膨胀的重要证据胀的重要证据宇宙中普遍存在的氦的丰度为宇宙中普遍存在的氦的丰度为25%；K微波背景辐射被证明是大爆炸的遗迹。微波背景辐射被证明是大爆炸的遗迹。 谱线红移谱线红移1842年奥地利物理学家多普勒发现：当波源远离观年奥地利物理学家多普勒发现：当波源远离观察者时观察者所观测到的波长越来越长；当波源向察者时观察者所观测到的波长越来越长；当波源向观察者迎来时观察者所观测到的波长越来越短。这观察者迎来时观察者所观测到的波长越来越短。这就是有名的多普勒效应。就是有

171、名的多普勒效应。1916年年爱因斯坦爱因斯坦的广义相对论预言：光线在穿过强的广义相对论预言：光线在穿过强引力场后由于受物质密度的影响而弯曲；强引力场引力场后由于受物质密度的影响而弯曲；强引力场中发射出的光谱线向红端移动。中发射出的光谱线向红端移动。1912年美国天文学家斯莱弗年美国天文学家斯莱弗（18751969）开始把研究的目光瞄准）开始把研究的目光瞄准河外河外星云星云，在观测研究中发现，河外星云物质的，在观测研究中发现，河外星云物质的光谱线普遍存在着向谱线的红端（长波端）光谱线普遍存在着向谱线的红端（长波端）移动的现象。移动的现象。1924年美国天文学家哈勃（年美国天文学家哈勃（18891

172、953）利）利用威尔逊山的大望远镜观察到用威尔逊山的大望远镜观察到河外星云实际河外星云实际上是由许多恒星组成。上是由许多恒星组成。改变了以往天文学家改变了以往天文学家们由于受观测条件的限制而把河外星系当作们由于受观测条件的限制而把河外星系当作星云来看待的传统观念。星云来看待的传统观念。 1929年美国天文学家年美国天文学家哈勃哈勃通过观测验证了通过观测验证了斯莱弗斯莱弗的发现。的发现。他观测到遥远星系的光谱确实具有普遍的红移现象，并他观测到遥远星系的光谱确实具有普遍的红移现象，并结合自己的研究成果提出了著名的哈勃定律：遥远星系结合自己的研究成果提出了著名的哈勃定律：遥远星系的退行速度的退行速度

173、V与星系到我们的距离与星系到我们的距离L成正比成正比 V=HL ,式中式中 H（哈勃常数）。如果红移是（哈勃常数）。如果红移是多普勒效应多普勒效应引起的，则遥远引起的，则遥远星系在远离我们。星系在远离我们。 1948年年伽莫夫伽莫夫在广义相对论和哈勃定律基础上提出了宇在广义相对论和哈勃定律基础上提出了宇宙大爆炸理论，认为随着宇宙的不断膨胀，温度不断下宙大爆炸理论，认为随着宇宙的不断膨胀，温度不断下降，各类元素开始形成，但原初辐射与物质元素脱离耦降，各类元素开始形成，但原初辐射与物质元素脱离耦合后仍保持黑体谱。黑体辐射的温度大约是合后仍保持黑体谱。黑体辐射的温度大约是5K。故该学。故该学说预言：

174、宇宙中的氦的丰度为说预言：宇宙中的氦的丰度为25；K微波背景辐射的存微波背景辐射的存在。这些都是在。这些都是宇宙大爆炸遗留下来的痕迹。宇宙大爆炸遗留下来的痕迹。 3K微波辐射（宇宙温度）微波辐射（宇宙温度）宇宙大爆炸之初产生的光辐射、中微子辐射、宇宙大爆炸之初产生的光辐射、中微子辐射、引力子辐射如果未被后续演化过程产生的粒子吸收，引力子辐射如果未被后续演化过程产生的粒子吸收，这些辐射着的微波的温度将分别可能冷却到这些辐射着的微波的温度将分别可能冷却到3K、2K、1K左右。左右。 1964年，贝尔电话研究所的射电天文学家年，贝尔电话研究所的射电天文学家彭齐彭齐亚斯和威尔逊亚斯和威尔逊在装置卫星通

175、讯天线时发现均匀的各在装置卫星通讯天线时发现均匀的各向同性的向同性的3.5K微波背景辐射的存在，在普林斯顿大微波背景辐射的存在，在普林斯顿大学学迪克迪克的提示下，的提示下，这才被认为是早期宇宙大爆炸时这才被认为是早期宇宙大爆炸时产生的光辐射的产生的光辐射的“遗迹遗迹”。从而证实了伽莫夫的预从而证实了伽莫夫的预言，有力支持了宇宙大爆炸理论。言，有力支持了宇宙大爆炸理论。 氦丰度（宇宙密度）氦丰度（宇宙密度） 大爆炸宇宙论推算在早期宇宙形成的氦素大爆炸宇宙论推算在早期宇宙形成的氦素里，氦丰度约为里，氦丰度约为2228，因为氦元素十分，因为氦元素十分稳定。现代天文学家已观测到整个银河系和稳定。现代天

176、文学家已观测到整个银河系和河外星系的宇宙背景中都含有大量的氦，氦河外星系的宇宙背景中都含有大量的氦，氦的丰度为宇宙总质量的的丰度为宇宙总质量的25左右。这进一步左右。这进一步支持了支持了宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论 三、恒星的起源与演化三、恒星的起源与演化 关于恒星的起源和演化，目前被广为接受的是关于恒星的起源和演化，目前被广为接受的是弥弥漫说漫说。该学说认为，恒星是由低密度的星际弥漫物。该学说认为，恒星是由低密度的星际弥漫物质通过吸引聚集而成的。其演化过程分为四个阶段：质通过吸引聚集而成的。其演化过程分为四个阶段： 1. 引力收缩阶段。引力收缩阶段。这是恒星的幼年期。在这一阶这是恒星的幼年期

177、。在这一阶段，由于引力大于斥力，因而恒星在不断收缩，由段，由于引力大于斥力，因而恒星在不断收缩，由引力势能转化而来的热能使温度不断升高。当中心引力势能转化而来的热能使温度不断升高。当中心温度达到温度达到80万万K时，便开始了氢核聚变为氦核的热时，便开始了氢核聚变为氦核的热核反应。但此时的氢核聚变释放的能量还不是恒星核反应。但此时的氢核聚变释放的能量还不是恒星的主要能源，的主要能源，恒星向外辐射的光和热能主要由引力恒星向外辐射的光和热能主要由引力收缩提供，收缩提供，故称这一阶段为引力收缩阶段。（故称这一阶段为引力收缩阶段。（收缩收缩） 2. 主序星阶段。主序星阶段。这是恒星的成年期。恒星在引力这

178、是恒星的成年期。恒星在引力收缩过程中，当中心温度上升到收缩过程中，当中心温度上升到700万万K以上时，氢以上时，氢核聚变为氦核的热核聚变为氦核的热核反应核反应大规模地进行，并产生出大规模地进行，并产生出大量能量取代引力势能大量能量取代引力势能而成为主要能源。在这个阶而成为主要能源。在这个阶段，由于辐射压力（段，由于辐射压力（膨胀压）膨胀压）和引力（和引力（收缩压收缩压）平）平衡，恒星的体积和亮度稳定，成为比较稳定的主序衡，恒星的体积和亮度稳定，成为比较稳定的主序星，并发出灿烂的星光。恒星一生中在这一阶段停星，并发出灿烂的星光。恒星一生中在这一阶段停留时间最长，一般为几百万年到上百亿年。太阳正留

179、时间最长，一般为几百万年到上百亿年。太阳正处于主序星阶段，已度过处于主序星阶段，已度过50亿年，还要经历亿年，还要经历50亿年亿年才能进入下一个演化阶段。（才能进入下一个演化阶段。（膨胀膨胀） 3. 红巨星阶段。红巨星阶段。这是恒星的老年期。当这是恒星的老年期。当主序星中心的主序星中心的氢消耗完后氢消耗完后，恒星中心重新，恒星中心重新开开始收缩始收缩，通过收缩释放的能量一部分使中心，通过收缩释放的能量一部分使中心温度升高，另一部分则使其外壳膨胀，于是温度升高，另一部分则使其外壳膨胀，于是恒星变成又红又大的星体，故称之红巨星。恒星变成又红又大的星体，故称之红巨星。当温度升到当温度升到1亿亿K时，

180、便引发了氦核聚变为碳时，便引发了氦核聚变为碳核的反应，逐步生成更重的元素。在这一阶核的反应，逐步生成更重的元素。在这一阶段，恒星停留的时间较短，一般为几千万年段，恒星停留的时间较短，一般为几千万年到到10亿年。像太阳可在红巨星阶段停留亿年。像太阳可在红巨星阶段停留10亿亿年左右。（年左右。（收缩收缩/膨胀膨胀） 4. 高密恒星阶段。高密恒星阶段。这是恒星的衰亡期。这一时期这是恒星的衰亡期。这一时期恒星内部恒星内部核反应停止，能源枯竭，核反应停止，能源枯竭，于是恒星在引力作于是恒星在引力作用下收缩成质量不同的用下收缩成质量不同的各种高密的天体各种高密的天体，并依其质量，并依其质量的不同走向不同归

181、宿：的不同走向不同归宿：质量小质量小的收缩为白矮星，然后的收缩为白矮星，然后演化为黑矮星；演化为黑矮星；质量大质量大的经的经超新星（超新星（2006年美国发现年美国发现了一颗体积是太阳了一颗体积是太阳150倍的超新星爆炸）倍的超新星爆炸）爆炸后，或经爆炸后，或经中子星变为黑矮星，或直接坍缩为黑洞。高密星虽然中子星变为黑矮星，或直接坍缩为黑洞。高密星虽然是恒星一生的尽头，但物质演化并不因此而停止，各是恒星一生的尽头，但物质演化并不因此而停止，各种高密天体还会经过一定的方式重新转化为星云物质，种高密天体还会经过一定的方式重新转化为星云物质，成为新的演化的起点。恒星就是这样在生死转化的循成为新的演化

182、的起点。恒星就是这样在生死转化的循环中发展变化的。环中发展变化的。（收缩收缩） 四、地球的演化四、地球的演化 地球的历史与太阳系的演化相关，它是在太阳系形成过地球的历史与太阳系的演化相关，它是在太阳系形成过程中诞生的，迄今已有程中诞生的，迄今已有46亿年的历史。其演化过程主要经历亿年的历史。其演化过程主要经历了以下几个阶段：了以下几个阶段： 1. 地球内部圈层的形成和演化。地球内部圈层的形成和演化。按照按照“冷起源说冷起源说”，现现代大多数天文学家认为，地球是由温度很低的弥漫星云物质代大多数天文学家认为，地球是由温度很低的弥漫星云物质演化而来的。由于引力势能转化而来的热能，特别是放射性演化而来

183、的。由于引力势能转化而来的热能，特别是放射性物质的蜕变产生的热能的不断积累，地球内部温度不断升高，物质的蜕变产生的热能的不断积累，地球内部温度不断升高，当其温度升高到超过铁的熔点而呈熔融状态。在当其温度升高到超过铁的熔点而呈熔融状态。在吸引和排斥吸引和排斥（放射性物质产生的热能）的相互作用下，地球内部的物质（放射性物质产生的热能）的相互作用下，地球内部的物质发生分化，以发生分化，以铁、镍铁、镍等重元素为主组成的物质下沉形成等重元素为主组成的物质下沉形成地核地核，以以硅酸盐硅酸盐等较轻的物质上浮形成等较轻的物质上浮形成地幔地幔，地幔进一步分化，更，地幔进一步分化，更轻的物质从地幔中分离出来，上浮

184、至地表，形成原始轻的物质从地幔中分离出来，上浮至地表，形成原始地壳地壳。 2. 地球外部圈层的形成和演化。地球外部圈层的形成和演化。当地球内部进行当地球内部进行重力分异重力分异时，从而导致了大量气体逸出地表，气体在时，从而导致了大量气体逸出地表，气体在重力作用下依附于地球的周围，形成重力作用下依附于地球的周围，形成原始大气圈原始大气圈。原。原始大气层的主要成分是始大气层的主要成分是CO、CO2、CH4、NH3和和H2O等。由于来自太阳的紫外线对水的等。由于来自太阳的紫外线对水的光解光解作用和植物的作用和植物的光合光合作用，原始大气中产生大量氧气。在氧气作用下，作用，原始大气中产生大量氧气。在氧

185、气作用下，原始大气层的成份逐渐变为以氧气和氮气为主要成份原始大气层的成份逐渐变为以氧气和氮气为主要成份的现代大气。随着地表温度的下降，原始大气层中含的现代大气。随着地表温度的下降，原始大气层中含有的大量水蒸汽凝结成水降到地面，形成有的大量水蒸汽凝结成水降到地面，形成原始水圈原始水圈。后经过长期的地壳形态的变化，原始水圈形成了今天后经过长期的地壳形态的变化，原始水圈形成了今天的的江河湖海江河湖海。 3. 地壳运动和海陆变迁。地壳运动和海陆变迁。地壳运动包括地壳运动包括垂直运动和水平运动两种形式：垂直运动和水平运动两种形式：从地壳形从地壳形成到成到30亿年前（亿年前（16亿年），地壳主要是以垂亿年

186、），地壳主要是以垂直运动为主，大陆下降变为海洋，海洋上升直运动为主，大陆下降变为海洋，海洋上升变为大陆和高山，都是垂直运动造成的；变为大陆和高山，都是垂直运动造成的；大约从大约从30亿年前开始（亿年前开始（30亿年），地壳则以亿年），地壳则以水平运动为主，同时还存在着水平运动支配水平运动为主，同时还存在着水平运动支配下的垂直运动。下的垂直运动。 现代板块构造学说现代板块构造学说（1968年由法国地质学家年由法国地质学家勒皮勒皮顺顺提出的，它是大陆漂移学说和海底扩张说的进一步提出的，它是大陆漂移学说和海底扩张说的进一步发展）认为，整个地壳可分为若干板块，如：欧亚板发展）认为，整个地壳可分为若干板

187、块，如：欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块等。这些板块被驮伏在地慢软流层上，和太平洋板块等。这些板块被驮伏在地慢软流层上，随着软流层的热对流而缓慢移动。板块之间相对位置随着软流层的热对流而缓慢移动。板块之间相对位置的变动，使大陆产生漂移运动，从而形成了今天的各的变动，使大陆产生漂移运动，从而形成了今天的各大洲和各大洋的海陆分布格局。两个板块相互挤压，大洲和各大洋的海陆分布格局。两个板块相互挤压，不仅发生频繁的地震和火山爆发活动，也会导致强烈不仅发生频繁的地震和火山爆发活动，也会导致强烈的造山运动，如印度洋板块与欧亚板块

188、的挤压，造成的造山运动，如印度洋板块与欧亚板块的挤压，造成了喜马拉雅山和其他山脉的隆起和突现。由板块的水了喜马拉雅山和其他山脉的隆起和突现。由板块的水平运动支配的这种垂直运动，造成了地球丰富的地貌。平运动支配的这种垂直运动，造成了地球丰富的地貌。 五、生命的起源和生物的进化五、生命的起源和生物的进化 1. 生命的起源。生命的起源。原始大气圈、水圈和岩石圈的形成，原始大气圈、水圈和岩石圈的形成，为生命的产生创造了物质条件。现代生物学认为，生命为生命的产生创造了物质条件。现代生物学认为，生命是以蛋白质和核酸为主体的多分子体系所构成的。是以蛋白质和核酸为主体的多分子体系所构成的。生命生命起源的本质也

189、就是多分子体系如何形成的问题。起源的本质也就是多分子体系如何形成的问题。目前的目前的科学研究认为，原始生命大约出现在科学研究认为，原始生命大约出现在30亿年前，它的起亿年前，它的起源大致经历了以下三个阶段：源大致经历了以下三个阶段： （1）从无机分子到有机小分子。由于原始大气层中）从无机分子到有机小分子。由于原始大气层中含有大量的二氧化碳、甲烷、水蒸汽、硫化氢、氨等无含有大量的二氧化碳、甲烷、水蒸汽、硫化氢、氨等无机物分子，在宇宙射线、太阳能、火山能、闪电、陨石机物分子，在宇宙射线、太阳能、火山能、闪电、陨石碰撞等作用下，生成了氨基酸、核苷酸、糖、嘌呤、嘧碰撞等作用下，生成了氨基酸、核苷酸、糖

190、、嘌呤、嘧啶、卟啉等有机化合物（有机小分子）。美国科学家米啶、卟啉等有机化合物（有机小分子）。美国科学家米勒于勒于1953年所做的模拟实验从而证实了这一过程，仅年所做的模拟实验从而证实了这一过程，仅用用8天就产生了天就产生了5种构成蛋白质的氨基酸。种构成蛋白质的氨基酸。 （2）从有机小分子到生物大分子。有机小分子合成）从有机小分子到生物大分子。有机小分子合成出来后，随雨水汇集到原始海洋中去，经过亿万年的出来后，随雨水汇集到原始海洋中去，经过亿万年的积累，原始海洋就有了含有有机小分子的积累，原始海洋就有了含有有机小分子的“营养汤营养汤”，当，当“营养汤营养汤”的浓度达到一定程度时，氨基酸和核的浓

191、度达到一定程度时，氨基酸和核苷酸等这类小分子，便合成为蛋白质和核酸这样的生苷酸等这类小分子，便合成为蛋白质和核酸这样的生物大分子。物大分子。 （3）从生物大分子到原始生命。在原始海洋中，蛋）从生物大分子到原始生命。在原始海洋中，蛋白质和核酸分子互相结合，形成了由两者构成的多分白质和核酸分子互相结合，形成了由两者构成的多分子体系。子体系。在多分子体系内建立了信息传递、控制和调在多分子体系内建立了信息传递、控制和调节的新关系，并表现出生命的自我更新、自我繁殖和节的新关系，并表现出生命的自我更新、自我繁殖和自我调节等基本特征，这就是原始生命。自我调节等基本特征，这就是原始生命。原始生命是原始生命是最

192、简单的生命形式，它的产生是生命形成的标志。因最简单的生命形式，它的产生是生命形成的标志。因为生命是以蛋白质和核酸为主体的多分子体系所构成为生命是以蛋白质和核酸为主体的多分子体系所构成的。的。 2. 2. 生物进化。生物进化。原始生命出现后的生物进化，以动物原始生命出现后的生物进化，以动物为例，大体经过了以下三个阶段：为例，大体经过了以下三个阶段： （1 1）从非细胞到细胞。最初形成的原始生命体，都）从非细胞到细胞。最初形成的原始生命体，都没有细胞结构。在一定条件下，原始生命在外部分化出没有细胞结构。在一定条件下，原始生命在外部分化出了细胞膜，分布在体内的蛋白质演化成原始的细胞器。了细胞膜，分布

193、在体内的蛋白质演化成原始的细胞器。有了细胞膜和细胞器，原始生命便能有效地控制物质、有了细胞膜和细胞器，原始生命便能有效地控制物质、能量、信息的交换，组织结构上也逐步复杂化，于是就能量、信息的交换，组织结构上也逐步复杂化，于是就产生了细胞形态的生物体。单细胞形态的出现是生命演产生了细胞形态的生物体。单细胞形态的出现是生命演化历史上的一次巨大飞跃。化历史上的一次巨大飞跃。 （2 2）从单细胞到多细胞。早期的生命体，都是以单）从单细胞到多细胞。早期的生命体，都是以单细胞方式存在着，由于细胞在繁殖时分裂的细胞团没有细胞方式存在着，由于细胞在繁殖时分裂的细胞团没有散开，它们互相结合、共同生活，形成一个细

194、胞群体。散开，它们互相结合、共同生活，形成一个细胞群体。当细胞群体内的细胞出现了形态分化和生理分工时，就当细胞群体内的细胞出现了形态分化和生理分工时，就产生了由多细胞组成的生物体。产生了由多细胞组成的生物体。 （3）从低等生物到高等生物。多细胞生物体的）从低等生物到高等生物。多细胞生物体的出现，是生命演化历程上的又一次巨大的飞跃。此出现，是生命演化历程上的又一次巨大的飞跃。此后，生物体的细胞在形态和功能上的分化愈来愈细，后，生物体的细胞在形态和功能上的分化愈来愈细，形成了组织、器官和系统，从而构成了完整的统一形成了组织、器官和系统，从而构成了完整的统一的生物个体。随着生物体结构和功能的不断进化

195、，的生物个体。随着生物体结构和功能的不断进化，多细胞机体对周围环境的适应也愈来愈完善，并使多细胞机体对周围环境的适应也愈来愈完善，并使自身得到不断发展。动物的演化发展是沿着从无脊自身得到不断发展。动物的演化发展是沿着从无脊动物到脊椎动物、从脊椎动物到鱼类、两栖类、爬动物到脊椎动物、从脊椎动物到鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的方向进化的。最后，到距今行类、鸟类和哺乳类的方向进化的。最后，到距今400万万1000万年前，哺乳动物的灵长类的一个分万年前，哺乳动物的灵长类的一个分支支古猿，又分化出了人类（古猿，又分化出了人类（230万年前产生了万年前产生了人类），从而产生了自然界最美的东西人类），

196、从而产生了自然界最美的东西思维着思维着的精神。的精神。 第三节第三节 自然演化机制与可持续发展自然演化机制与可持续发展 一、热寂说与麦克斯韦妖一、热寂说与麦克斯韦妖 1.关于宇宙演化方向和终态的关于宇宙演化方向和终态的“热寂论热寂论”模型模型 1850年，德国物理学家克劳修斯提出热力学第二年，德国物理学家克劳修斯提出热力学第二定律（热传导的不可逆性）的同时，又把这一定律定律（热传导的不可逆性）的同时，又把这一定律所得出的结论推广到宇宙领域，以此来解释整个宇所得出的结论推广到宇宙领域，以此来解释整个宇宙的演化，由此提出了一个关于宇宙演化的方向和宙的演化，由此提出了一个关于宇宙演化的方向和终态的理

197、论模型终态的理论模型“宇宙热寂论宇宙热寂论”。 2.生物进化论与宇宙热寂论的对立生物进化论与宇宙热寂论的对立 1859年，达尔文在其年，达尔文在其物种起源物种起源一书中根据大一书中根据大量考察资料详细阐述了一种生物进化的理论。量考察资料详细阐述了一种生物进化的理论。 宇宙热寂论和生物进化论在自然演化方向问题上宇宙热寂论和生物进化论在自然演化方向问题上的这种对立，长期以来并未引起更大的争论。的这种对立，长期以来并未引起更大的争论。 3.麦克斯韦妖麦克斯韦妖1871年，麦克斯韦在他的年，麦克斯韦在他的热的理论热的理论一书的最后一一书的最后一章章热力学第二定律的限制热力学第二定律的限制中，提出了一个

198、中，提出了一个与热力学第与热力学第二定律相悖的假说二定律相悖的假说。他假想存在这样一个神通广大的。他假想存在这样一个神通广大的“妖妖精精”，它能跟踪充满容器的每个气体分子的运动。把这个，它能跟踪充满容器的每个气体分子的运动。把这个容器用一道隔板分为容器用一道隔板分为A、B两个部分，并在隔板上安装一两个部分，并在隔板上安装一个阀门，通过在适当时刻打开隔板上的阀门，妖精就能让个阀门，通过在适当时刻打开隔板上的阀门，妖精就能让快的分子从快的分子从A进入进入B，慢的分子从，慢的分子从B进入进入A，结果不须耗费，结果不须耗费能量，能量，B部分的温度就会上升，部分的温度就会上升，A部分的温度就会下降，部分

199、的温度就会下降，按照麦克斯韦的这一假说，只要系统中存在这样一个能够按照麦克斯韦的这一假说，只要系统中存在这样一个能够适时打开阀门开关的适时打开阀门开关的“妖精妖精”就能增大系统内部的温度差，就能增大系统内部的温度差，从而导致系统总熵的减少。后人将这个假想的从而导致系统总熵的减少。后人将这个假想的“妖精妖精”称称为为“麦克斯韦妖麦克斯韦妖”。 “麦克斯韦妖麦克斯韦妖”为普利高津的耗散为普利高津的耗散结构理论（结构理论（广义热力学第二定律）广义热力学第二定律）提供了新的思路。提供了新的思路。 二、进化与广义热力学第二定律二、进化与广义热力学第二定律 1. 开放的体系开放的体系在科学进入在科学进入2

200、0世纪世纪40年代之后，在麦克斯韦妖所引年代之后，在麦克斯韦妖所引起的科学界的困惑长达起的科学界的困惑长达70多年之后，随着薛定锷多年之后，随着薛定锷（18871961，奥地利物理学家，量子力学奠基人之，奥地利物理学家，量子力学奠基人之一）的生命的负熵论、维纳的信息的负熵论，以及申一）的生命的负熵论、维纳的信息的负熵论，以及申农的通讯信息论的相继问世，科学的视野逐渐从对孤农的通讯信息论的相继问世，科学的视野逐渐从对孤立体系的研究转向了对开放体系的研究。科学界清晰立体系的研究转向了对开放体系的研究。科学界清晰地看到了克劳修斯热力学第二定律的局限性：它只适地看到了克劳修斯热力学第二定律的局限性：它

201、只适用于孤立的系统；科学界也已经清晰地看到了麦克斯用于孤立的系统；科学界也已经清晰地看到了麦克斯韦妖可以进行长期工作的条件：开放的系统。韦妖可以进行长期工作的条件：开放的系统。 2. 广义热力学第二定律广义热力学第二定律普利高津普利高津指出，一个系统的熵变是由两方面的因素指出，一个系统的熵变是由两方面的因素引起的，一个因素是系统与环境在相互作用中交换的熵引起的，一个因素是系统与环境在相互作用中交换的熵（deS），称外熵流；另一个因素是系统内部自发产生），称外熵流；另一个因素是系统内部自发产生的熵（的熵（dis），称内熵变。据此，他给出了一个系统的），称内熵变。据此，他给出了一个系统的总熵变（总

202、熵变（dS）公式：）公式： dS= deSdis 在孤立系统中：在孤立系统中：deS =0，所以，所以dSdis0，这就是克这就是克劳修斯提出的（狭义）热力学第二定律。劳修斯提出的（狭义）热力学第二定律。 普利高津普利高津1917年生于莫斯科，年生于莫斯科，1945年在比利时布鲁年在比利时布鲁塞尔自由大学获得博士学位后留校工作，两年后被聘为塞尔自由大学获得博士学位后留校工作，两年后被聘为教授。他主要研究非平衡态的不可逆过程热力学，教授。他主要研究非平衡态的不可逆过程热力学，1969年年提出了提出了“耗散结构耗散结构”理论理论，并因此于，并因此于1977年获得诺贝年获得诺贝尔化学奖。尔化学奖。

203、在开放系统中：在开放系统中：deS0，系统的总熵，系统的总熵ds便会出现如下便会出现如下4种情况：种情况： 当当des0（即外熵流为正值），（即外熵流为正值），ds0，系统加速走，系统加速走向无序化；向无序化； 当当des0（即外熵流为负值），且（即外熵流为负值），且|des|0，系统仍沿熵增方向走向无序化；，系统仍沿熵增方向走向无序化； 当当des0，且，且|des|=dis，则，则ds=0，系统宏观结构不，系统宏观结构不变变 当当desdis时，则时，则ds0，系统将会沿熵，系统将会沿熵减方向走向有序化。减方向走向有序化。 显然，克劳修斯的热力学第二定律只是广义热力学第显然，克劳修斯的热力

204、学第二定律只是广义热力学第二定律在孤立系统中的一个特例。二定律在孤立系统中的一个特例。 正是普里高津提出的广义热力学第二定律，揭示了在正是普里高津提出的广义热力学第二定律，揭示了在适宜开放的背景下，系统沿着熵减方向走向有序化进化适宜开放的背景下，系统沿着熵减方向走向有序化进化的必然性。的必然性。三、自然界演化的自组织机制三、自然界演化的自组织机制 1. 1. 自组织的概念自组织的概念 自组织是相对于它组织而言的。自组织是相对于它组织而言的。 它组织：它组织：从系统外部直接引入模式信息，并按此模从系统外部直接引入模式信息，并按此模式建构系统模式的过程。模式是由外部输入的，而不是式建构系统模式的过

205、程。模式是由外部输入的，而不是由系统内部自发产生的。如工人们按照外部指令对某一由系统内部自发产生的。如工人们按照外部指令对某一引入的产品模式进行复制性生产。引入的产品模式进行复制性生产。 自组织：自组织：在开放背景下，系统自发形成内部有序结在开放背景下，系统自发形成内部有序结构的过程。理解自组织概念的关键在于：模式是内部自构的过程。理解自组织概念的关键在于：模式是内部自发产生的，而不是由系统外部输入的。事实上，任何新发产生的，而不是由系统外部输入的。事实上，任何新的有序结构模式的生成都是通过自组织实现的。自组织的有序结构模式的生成都是通过自组织实现的。自组织就是新模式创生的一般机制。如生物体通

206、过与外部物质、就是新模式创生的一般机制。如生物体通过与外部物质、能量、信息的交换而形成新陈代谢、自我繁殖、自我演能量、信息的交换而形成新陈代谢、自我繁殖、自我演化的系统。化的系统。 2自组织现象的基本特征自组织现象的基本特征 动态性或动态性或微观微观可变性。自然界存在着两类有序结构：可变性。自然界存在着两类有序结构：静态的有序结构静态的有序结构，如晶格；，如晶格；动态的有序结构动态的有序结构：如生命：如生命体。对于后者来讲其内部的体。对于后者来讲其内部的要素要素是在不断运动变化的，是在不断运动变化的，并保持着系统整体在宏观上的有序结构。并保持着系统整体在宏观上的有序结构。 适宜的开放性或非平衡

207、约束。系统必须是开放的，适宜的开放性或非平衡约束。系统必须是开放的，不断与外界进行物质、能量、信息的交换。不断与外界进行物质、能量、信息的交换。外界对系外界对系统的这种作用就是约束统的这种作用就是约束，当系统能够适应这种约束时，当系统能够适应这种约束时就保持宏观有序；当系统不能够适应这种约束时，则就保持宏观有序；当系统不能够适应这种约束时，则会产生状态改变或突变，形成新的有序结构。会产生状态改变或突变，形成新的有序结构。 长程相干或非线性。系统内部的各个要素之间是不长程相干或非线性。系统内部的各个要素之间是不断相互作用的，其关系是非线性的。断相互作用的，其关系是非线性的。 内随机性或自主不确定

208、性。由于系统内部要素之间，内随机性或自主不确定性。由于系统内部要素之间，系统与环境之间的相互作用，系统自身内部的演化具有系统与环境之间的相互作用，系统自身内部的演化具有一定的内随机性或自主不确定性，至于在演化的分叉点一定的内随机性或自主不确定性，至于在演化的分叉点向哪个方向进行具有不确定性。向哪个方向进行具有不确定性。 内反馈、信息网络与全息建构性。一个特定的系统内反馈、信息网络与全息建构性。一个特定的系统具有两种反馈形式：外反馈具有两种反馈形式：外反馈系统作用于环境，环境又系统作用于环境，环境又将系统作用后的信息反馈于系统；将系统作用后的信息反馈于系统；内反馈内反馈系统内部要系统内部要素与要

209、素、要素与系统之间所形成的反馈回路素与要素、要素与系统之间所形成的反馈回路，由于其，由于其具有一定的层次性，必然具有信息网络与全息建构性。具有一定的层次性，必然具有信息网络与全息建构性。 复杂性。系统内部的各个要素之间、要素与系统之复杂性。系统内部的各个要素之间、要素与系统之间、系统与环境之间相互作用的关系具有一定的复杂性。间、系统与环境之间相互作用的关系具有一定的复杂性。 3自组织行为的一般过程和机制自组织行为的一般过程和机制特定系统的创生和演化，大体需要经历特定系统的创生和演化，大体需要经历分化分化（这是一个构成新系统的要素从原有系统的约束关（这是一个构成新系统的要素从原有系统的约束关系中

210、游离出来，并获得自由的演化过程）、系中游离出来，并获得自由的演化过程）、汇聚汇聚（游离出来的要素聚集为形成新的结构创造条件）、（游离出来的要素聚集为形成新的结构创造条件）、成核、发育、复制、扩散、变异、选择、进化与毁成核、发育、复制、扩散、变异、选择、进化与毁灭灭（新旧结构交替）等几个环节，通过对这些环节（新旧结构交替）等几个环节，通过对这些环节发生的内在机理的讨论可以揭示出自组织行为的一发生的内在机理的讨论可以揭示出自组织行为的一般过程和机制。（参看般过程和机制。（参看P104106页）页）四、闭宇宙的自组织循环演化模式四、闭宇宙的自组织循环演化模式 1对对“宇宙热寂论宇宙热寂论”的质疑的质

211、疑 今天这个非今天这个非“热寂热寂”的宇宙由何而来的宇宙由何而来? 我们知道，我们知道，“宇宙热寂论宇宙热寂论”是由克劳修斯根据热力学第是由克劳修斯根据热力学第二定律提出来的。第一，按照克劳修斯的观点我们这个宇宙二定律提出来的。第一，按照克劳修斯的观点我们这个宇宙就应该是处于热寂状态，但事实并非如此，因为如果是那样就应该是处于热寂状态，但事实并非如此，因为如果是那样人类就不可能存在；第二，如果说今天这个非人类就不可能存在；第二，如果说今天这个非“热寂热寂”的宇的宇宙是由宙是由“热寂热寂”状态转化而来，那么这有违背了热力学第二状态转化而来，那么这有违背了热力学第二定律的不可逆性；第三，如果说今天

212、这个非定律的不可逆性；第三，如果说今天这个非“热寂热寂”的宇宙的宇宙是由非是由非“热寂热寂”状态转化而来，那就是说宇宙就从来没有过状态转化而来，那就是说宇宙就从来没有过“热寂热寂”状态。由此可知：状态。由此可知：宇宙这种在时间上的无开端性和宇宙这种在时间上的无开端性和无终结性，决定了未来宇宙的演化也永远不可能达到无终结性，决定了未来宇宙的演化也永远不可能达到“热寂热寂”状态。状态。但这种根据宇宙的过去来推断宇宙的未来的结论并但这种根据宇宙的过去来推断宇宙的未来的结论并构不成对构不成对“宇宙热寂论宇宙热寂论”的致命的打击。的致命的打击。 有限系统和无限大宇宙是否遵循同样演化定律有限系统和无限大宇

213、宙是否遵循同样演化定律? 热力学第二定律只适用于孤立的有限系统，对于热力学第二定律只适用于孤立的有限系统，对于是否适用与宇宙这个无限大系统目前还没有可靠的是否适用与宇宙这个无限大系统目前还没有可靠的结论结论 我们所处的宇宙是否是孤立的我们所处的宇宙是否是孤立的? 根据目前人类所能观察到的宇宙空间（根据目前人类所能观察到的宇宙空间（150200亿亿光年），宇宙并不是一个孤立系统，至于宇宙的外光年），宇宙并不是一个孤立系统，至于宇宙的外延到底有多大，是否有它的边界以及边界之外是否延到底有多大，是否有它的边界以及边界之外是否有别的宇宙系统，目前人类还没有认识到这一点。有别的宇宙系统，目前人类还没有认

214、识到这一点。但如果我们能把宇宙看成是一个开放系统，也许更但如果我们能把宇宙看成是一个开放系统，也许更能说明宇宙目前演化的现状。能说明宇宙目前演化的现状。 2引力能、核能是抵抗宇宙走向热寂的引力能、核能是抵抗宇宙走向热寂的实在因素实在因素宇宙热寂论，以及它所依据的热力学第宇宙热寂论，以及它所依据的热力学第二定律仅仅是从对热能这一单一能量的性质二定律仅仅是从对热能这一单一能量的性质的研究中所得出的结论。问题的要害在于，的研究中所得出的结论。问题的要害在于，在宇宙中起作用的能量除了热能之外还有在宇宙中起作用的能量除了热能之外还有引引力能和核能力能和核能，并且，在这三种能之间存在着，并且，在这三种能之

215、间存在着某种相互转化的关系。耗散了的热能，又会某种相互转化的关系。耗散了的热能，又会通过引力能的作用再度集结起来。通过引力能的作用再度集结起来。 3宇宙的不死性，在于它自发演化的循环性宇宙的不死性，在于它自发演化的循环性“宇宙的弗里德曼模型宇宙的弗里德曼模型” （1922年，苏联数学家弗里年，苏联数学家弗里德曼在解爱因斯坦引力场方程时）指出：德曼在解爱因斯坦引力场方程时）指出：正在膨胀的宇正在膨胀的宇宙未来命运取决于它的物质密度宙未来命运取决于它的物质密度。这个密度被称为宇宙。这个密度被称为宇宙学密度或临界密度：约为学密度或临界密度：约为10一一29克厘米克厘米3。如果宇宙如果宇宙密度小于这个

216、临界值，宇宙向外膨胀的力将会大于宇宙密度小于这个临界值，宇宙向外膨胀的力将会大于宇宙自身向内的收缩的引力，它将是一个自身向内的收缩的引力，它将是一个开宇宙开宇宙，这时宇宙，这时宇宙将永远膨胀下去；将永远膨胀下去；如果宇宙密度等于这个临界值，那如果宇宙密度等于这个临界值，那么，宇宙的自引力恰与膨胀力平衡，它将是一个么，宇宙的自引力恰与膨胀力平衡，它将是一个平宇宙平宇宙，这时，宇宙的膨胀速度将在遥远的未来趋近于零；这时，宇宙的膨胀速度将在遥远的未来趋近于零；如如果宇宙密度大于这个临界值，那么，宇宙的自引力将会果宇宙密度大于这个临界值，那么，宇宙的自引力将会大于向外的膨胀力，它将是一个大于向外的膨胀

217、力，它将是一个闭宇宙闭宇宙。 闭宇宙只能持闭宇宙只能持续膨胀有限时间，然后它便会停止下来，并在自引力的续膨胀有限时间，然后它便会停止下来，并在自引力的作用下向原初膨胀的中心收缩。作用下向原初膨胀的中心收缩。目前，人类可观测到的宇宙物质密度大约是约为目前，人类可观测到的宇宙物质密度大约是约为 10一一30克厘米克厘米3，但依据试验、推测、计算证明，宇宙，但依据试验、推测、计算证明，宇宙中还存在着许多不可视的暗物质以及中微子等，这样中还存在着许多不可视的暗物质以及中微子等，这样宇宙的密度必将大于这个临界值。这就意味着，我们宇宙的密度必将大于这个临界值。这就意味着，我们的宇宙将不可能永远膨胀下去，它

218、将会再度收缩。的宇宙将不可能永远膨胀下去，它将会再度收缩。 另外，还有人提出了一个另外，还有人提出了一个“振荡宇宙模型振荡宇宙模型”。这一。这一模型认为，宇宙收缩到某一极限范围后，将会被模型认为，宇宙收缩到某一极限范围后，将会被“弹弹回回”，重新开始膨胀。根据这一理论，可以推论，我，重新开始膨胀。根据这一理论，可以推论，我们所处的宇宙已在极高密度和极稀密度之间振荡了很们所处的宇宙已在极高密度和极稀密度之间振荡了很多次。多次。宇宙很可能是以膨胀宇宙很可能是以膨胀收缩收缩再膨胀再膨胀再收缩再收缩，这样的无限循环展示它的演化过程的。，这样的无限循环展示它的演化过程的。 熵熵的的本本意意是是系系统统状

219、状态态的的函函数数，其其实实质质是是系系统统混混乱乱程程度度、无无序序程程度度的的量量度度，在在宏宏观观上上它它表表征征系系统统内内部部能能量量分分布布的的均均匀匀程程度度，在在微微观观上上它它表表征征系系统统内内部部粒粒子子的的无无序序程程度度。 时时 间间4闭宇宙的循环演化图闭宇宙的循环演化图 五、人化自然与自然生态伦理观五、人化自然与自然生态伦理观 1从自在自然到人化自然从自在自然到人化自然 自在自然自在自然是指人类的实践活动尚未作用过的自是指人类的实践活动尚未作用过的自然界；然界；人化自然人化自然是指已打上人类实践活动烙印的自是指已打上人类实践活动烙印的自然界。人及人类社会是自然界长期

220、发展的产物，自然界。人及人类社会是自然界长期发展的产物，自从有了人类社会以来，人作为自然界的对立物而存从有了人类社会以来，人作为自然界的对立物而存在，人类为了自身的生存和发展而不断地向自然界在，人类为了自身的生存和发展而不断地向自然界索取人类赖以生存的物质生活资料和物质生产资料。索取人类赖以生存的物质生活资料和物质生产资料。正是这种贪得无厌的违背自然规律的索取行为从而正是这种贪得无厌的违背自然规律的索取行为从而导致生态失衡、环境恶化和资源枯竭。所以，寻求导致生态失衡、环境恶化和资源枯竭。所以，寻求人与自然的协调、和谐发展正在成为人类面临的重人与自然的协调、和谐发展正在成为人类面临的重大课题。大

221、课题。 2从人类中心主义到生态中心主义从人类中心主义到生态中心主义在处理人与自然关系的问题上存在着两种截然相反的观点：在处理人与自然关系的问题上存在着两种截然相反的观点： 人类中心主义人类中心主义主张人类行为的出发点应当是人，人类主张人类行为的出发点应当是人，人类行为的目的应当是从人的利益和需要出发而向自然界索取行为的目的应当是从人的利益和需要出发而向自然界索取或者更好充分的索取。他们从伦理学角度出发，认为只有或者更好充分的索取。他们从伦理学角度出发，认为只有人类才具有内在价值，才具有内在资格获得伦理关怀。人人类才具有内在价值，才具有内在资格获得伦理关怀。人作为理性存在物，其道德地位优于其他物

222、种，其它存在物作为理性存在物，其道德地位优于其他物种，其它存在物仅仅具有工具价值，而无内在价值和自我价值。仅仅具有工具价值，而无内在价值和自我价值。 生态中心主义生态中心主义将自然看作是与人类平等的存在，否定将自然看作是与人类平等的存在，否定人类的特殊性，在人与自然的关系上强调自然的核心地位。人类的特殊性，在人与自然的关系上强调自然的核心地位。以动物解放论、生物中心主义等为代表的非人类中心主义以动物解放论、生物中心主义等为代表的非人类中心主义对人类中心主义进行了猛烈的抨击，他们把道德主体从唯对人类中心主义进行了猛烈的抨击，他们把道德主体从唯一的人类延伸到动物、植物以及所有的生命体，进而扩大一的

223、人类延伸到动物、植物以及所有的生命体，进而扩大到大地、岩石、河流等非生命体乃至整个生态系统。到大地、岩石、河流等非生命体乃至整个生态系统。 3.马克思主义人与自然关系的生态伦理观马克思主义人与自然关系的生态伦理观 处理人与自然关系的基本原则处理人与自然关系的基本原则:人与自人与自然和谐统一基础上的主体性原则然和谐统一基础上的主体性原则。恩格斯反对。恩格斯反对以自然为敌，他主张人应与自然以自然为敌，他主张人应与自然“和解和解”，即，即使在人类的发展需要对自然加以改造、利用时，使在人类的发展需要对自然加以改造、利用时，也需要认识到：也需要认识到：“我们连同肉、血和脑都是属我们连同肉、血和脑都是属于

224、自然界并存在于其中的。于自然界并存在于其中的。”当然，我们必须当然，我们必须坚持坚持“主体是人，客体是自然主体是人，客体是自然”的原则。因为的原则。因为自然界总是为主体服务的。自然界总是为主体服务的。 人与自然之间的人与自然之间的物质交换是人与自然关系的本质物质交换是人与自然关系的本质。马克思把人与自然之间的关系概括为马克思把人与自然之间的关系概括为“人与自然之间的人与自然之间的物质变换物质变换”，即，即:“劳动首先是人和自然之间的过程劳动首先是人和自然之间的过程,是是人以自身的活动来引起、调整和控制人和自然之间的物人以自身的活动来引起、调整和控制人和自然之间的物质变换的过程。质变换的过程。”

225、 这种人与自然之间的这种人与自然之间的“物质变换物质变换”包含着两个方面：包含着两个方面：一是人类从自然界获取资源一是人类从自然界获取资源, 之后把之后把其加工为人类所需要的合目的化的新的形态其加工为人类所需要的合目的化的新的形态（产品）（产品）的的过程；另一方面还包括着将产品生产过程中产生的废弃过程；另一方面还包括着将产品生产过程中产生的废弃物、以及产品使用和消费之后的残骸释放到自然环境之物、以及产品使用和消费之后的残骸释放到自然环境之中的过程中的过程（三废：废气、废水、废渣）（三废：废气、废水、废渣）。但需要注意的。但需要注意的是，这种是，这种“物质变换物质变换”一旦超出自然界所承受的限度

226、一旦超出自然界所承受的限度,必将会造成环境问题。必将会造成环境问题。 人与自然和谐统一关系的实现关键在于作为主体人与自然和谐统一关系的实现关键在于作为主体人的人的全面发展。全面发展。 根据马克思主义的观点，人类要实现与自然的根据马克思主义的观点，人类要实现与自然的“和和解解”,就必须通过社会变革，社会制度的变迁，使就必须通过社会变革，社会制度的变迁，使“社会社会化的人化的人,联合起来的生产者联合起来的生产者,将合理调节他们与自然之间的将合理调节他们与自然之间的物质变换物质变换,把它（把它（物质变换物质变换）置于他们）置于他们共同控制共同控制之下之下,而不而不让它作为盲目的力量来统治自己；让它作

227、为盲目的力量来统治自己；靠消耗最小的力量靠消耗最小的力量,在在最无愧于和最适合于他们的人类本性的条件下来进行这种最无愧于和最适合于他们的人类本性的条件下来进行这种物质变换物质变换”。 同时，马克思和恩格斯还认为同时，马克思和恩格斯还认为,只有实现了共产主义只有实现了共产主义,扬弃了私有财产和异化劳动扬弃了私有财产和异化劳动,人类的一切活动才能按照人人类的一切活动才能按照人的本性和自然的规律性合理地加以调节的本性和自然的规律性合理地加以调节,从而更好地协调从而更好地协调人与自然的关系。在美好的共产主义社会人与自然的关系。在美好的共产主义社会,才能使才能使“人终人终于成为自己与社会结合的主人于成为

228、自己与社会结合的主人,从而也就成为自然界的主从而也就成为自然界的主人人,成为自己本身的主人成为自己本身的主人自由的人。自由的人。”因为，资本家因为，资本家为了追寻最大利益而无限制地从自然界索取物质，并剥削为了追寻最大利益而无限制地从自然界索取物质，并剥削和压迫人民。和压迫人民。 马克思是在研究资本主义社会的弊端时提出了马克思是在研究资本主义社会的弊端时提出了人的全面发展的思想。人的全面发展的思想。马克思发现，资本主义不是马克思发现，资本主义不是没有解放生产力，而是没有解放人。资本主义取得没有解放生产力，而是没有解放人。资本主义取得了伟大成就并没有能够使人获得实际解放，反而使了伟大成就并没有能够

229、使人获得实际解放，反而使人处于深刻的异化状态（资本主义的生产方式、生人处于深刻的异化状态（资本主义的生产方式、生活方式和社会制度，使人失去本我的自由，失去人活方式和社会制度，使人失去本我的自由，失去人性，从而使人陷于压抑、忧郁、烦恼、恐惧和绝望性，从而使人陷于压抑、忧郁、烦恼、恐惧和绝望之中，导致人性的扭曲和异化现象之中，导致人性的扭曲和异化现象）。针对资本）。针对资本主义的异化现象，马克思提出了他一生所追求的未主义的异化现象，马克思提出了他一生所追求的未来社会的理想目标：异化的消除，无产阶级乃至整来社会的理想目标：异化的消除，无产阶级乃至整个人类的解放，每个人的全面而自由的发展。个人类的解放

230、，每个人的全面而自由的发展。 对对“人的全面发展人的全面发展”含义的诠释含义的诠释第一，人的活动特别是人的劳动活动的全第一，人的活动特别是人的劳动活动的全面发展，以及人的需要和能力的全面发展。面发展，以及人的需要和能力的全面发展。 A 、劳动的全面发展。、劳动的全面发展。人们在改造自然、人们在改造自然、改造社会和改造人自身的活动（如教育活动、改造社会和改造人自身的活动（如教育活动、艺术活动、宗教活动和审美活动等）中不再屈艺术活动、宗教活动和审美活动等）中不再屈从于被迫的分工和狭隘的职业，每个人按自己从于被迫的分工和狭隘的职业，每个人按自己的天赋、特长、爱好，自由地选择活动领域，的天赋、特长、爱

231、好，自由地选择活动领域，不仅从事体力劳动，而且从事脑力劳动，不仅不仅从事体力劳动，而且从事脑力劳动，不仅参加物质生产劳动，而且参加经济、政治、社参加物质生产劳动，而且参加经济、政治、社会生活的管理活动，进行科学艺术的创造活动会生活的管理活动，进行科学艺术的创造活动等。等。B、需要的全面发展。需要的全面发展。需要是人的本性，是活动的动需要是人的本性，是活动的动力和目的，力和目的，“任何人如果不同时为了自己的某种需要和为任何人如果不同时为了自己的某种需要和为了这种需要的器官而做事，他就什么也不能做。了这种需要的器官而做事，他就什么也不能做。”人的需人的需要包括生存、享受和发展等层次递进的丰富体系，

232、个人按要包括生存、享受和发展等层次递进的丰富体系，个人按照自己的自主活动来发展一切合理的需要，并将较低层次照自己的自主活动来发展一切合理的需要，并将较低层次的需要当作直接满足发展的需要当作直接满足发展“自由个性自由个性”最高层次需要的前最高层次需要的前提。（美国心理学家马斯洛于提。（美国心理学家马斯洛于1943年在年在人类激励理论人类激励理论论文中提出了人的需要五层次说：生理、安全、社交、论文中提出了人的需要五层次说：生理、安全、社交、尊重、自我价值实现）尊重、自我价值实现） C、人的能力的全面发展、人的能力的全面发展意味着人全面地发展自己的意味着人全面地发展自己的一切能力，即全面发展自己的体

233、力和智力、自然力和社会一切能力，即全面发展自己的体力和智力、自然力和社会力、潜力和现实能力等；并在实践活动中发挥他的全部才力、潜力和现实能力等；并在实践活动中发挥他的全部才能和力量。能和力量。第二，人的社会关系的全面丰富、社会第二，人的社会关系的全面丰富、社会交往的普遍性和人对社会关系的全面占有与交往的普遍性和人对社会关系的全面占有与共同控制。共同控制。社会关系是劳动实践活动的展开，社会关系是劳动实践活动的展开，社会关系实际上决定着一个人能发展到什么社会关系实际上决定着一个人能发展到什么程度。交往的普遍性意味着随着生产力、分程度。交往的普遍性意味着随着生产力、分工和交换的发展，个人作为独立的主

234、体越来工和交换的发展，个人作为独立的主体越来越积极地参与各领域、各层次的社会交往，越积极地参与各领域、各层次的社会交往，个体之间的交往、个体与群体和社会的交往个体之间的交往、个体与群体和社会的交往得以广泛建立和实现得以广泛建立和实现 。 第三，第三，人的素质的全面提高和个性的自由发展。人的素质的全面提高和个性的自由发展。 人的素质和个性是随着人的活动的多样化、社会关系人的素质和个性是随着人的活动的多样化、社会关系的丰富化形成、发展起来的。的丰富化形成、发展起来的。人的素质的普遍提高，人的素质的普遍提高，表现为人的生理素质、心理素质、思想道德素质和科表现为人的生理素质、心理素质、思想道德素质和科

235、学文化素质等发展和完善，以及各种素质之间的均衡学文化素质等发展和完善，以及各种素质之间的均衡协调发展。协调发展。人的个性的发展人的个性的发展表现为个人主体性水平的表现为个人主体性水平的全面提高，以及个人独特性的增加和丰富。也就是说全面提高，以及个人独特性的增加和丰富。也就是说人的自觉能动性、创造性和自主性得到全面发展，个人的自觉能动性、创造性和自主性得到全面发展，个性的模式化、同步化、标准化被消除，个性的单调化、性的模式化、同步化、标准化被消除，个性的单调化、定型化被打破，每个人都追求并保持着独特的人格、定型化被打破，每个人都追求并保持着独特的人格、理想、社会形象和能力体系，显现着自己独特的存

236、在，理想、社会形象和能力体系，显现着自己独特的存在，呈现出与众不同的差异性，即个人的唯一性、不可重呈现出与众不同的差异性，即个人的唯一性、不可重复性、不可取代性，社会因此而充满生机和活力。复性、不可取代性，社会因此而充满生机和活力。 生态伦理与科学发展观的统一性。生态伦理与科学发展观的统一性。 科学发展观科学发展观的核心思想是坚持以人为本的核心思想是坚持以人为本,主张主张经济、社会、生态的全面、和谐、可持续的系统发经济、社会、生态的全面、和谐、可持续的系统发展展,反对把经济发展看作一个孤立的过程。反对把经济发展看作一个孤立的过程。生态伦生态伦理理要求经济增长和社会发展必须与自然承载力相协要求经

237、济增长和社会发展必须与自然承载力相协调调,强调在追求发展的同时强调在追求发展的同时,有效地保护和改善地球有效地保护和改善地球生态环境生态环境,保证以可持续的方式使用自然资源和环保证以可持续的方式使用自然资源和环境成本境成本,使整个人类的发展控制在确保生态平衡的使整个人类的发展控制在确保生态平衡的范围之内。无论是从全球范围还是从我国的实际发范围之内。无论是从全球范围还是从我国的实际发展状况来看，保护生态环境展状况来看，保护生态环境,使人与自然和谐统一使人与自然和谐统一,都是经济能否得到进一步发展的前提条件都是经济能否得到进一步发展的前提条件,也是人也是人类文明得以延续的有效保障。类文明得以延续的

238、有效保障。六、可持续发展战略理论六、可持续发展战略理论 1可持续发展战略理论的提出可持续发展战略理论的提出 1987年年,世界环境与发展委员会向联合国提交了世界环境与发展委员会向联合国提交了一份研究报告一份研究报告我们共同的未来我们共同的未来，报告指出，报告指出:“我们需要一个新的发展途径我们需要一个新的发展途径,一个能持续人类进步一个能持续人类进步的途径的途径,我们寻求的不仅仅是在几个地方几年内的发我们寻求的不仅仅是在几个地方几年内的发展展, 而是在整个地球遥远将来的发展而是在整个地球遥远将来的发展”。“既满足当既满足当代人的需求代人的需求, 又不对后代人满足需求能力构成危害的又不对后代人满

239、足需求能力构成危害的发展发展”,即可持续发展。即可持续发展。 1992 年年6 月月, 联合国环境与发展大会在巴西里约联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开热内卢召开,将可持续发展确定为大会的指导方针将可持续发展确定为大会的指导方针, 并通过了具有历史性意义的并通过了具有历史性意义的21世纪议程世纪议程。 21世纪议程世纪议程指出指出: 可持续发展是当今人类发展的可持续发展是当今人类发展的主题主题,人类要把环境问题同经济、社会发展结合起来人类要把环境问题同经济、社会发展结合起来, 树立环境与发展相协调的新发展观。树立环境与发展相协调的新发展观。 议程组成为四个部分：议程组成为四个部分：经济与

240、社会可持续发展、资源保经济与社会可持续发展、资源保护与管理、加强主要群体的作用、实施手段。护与管理、加强主要群体的作用、实施手段。 议程认为议程认为: 人类实行工业化以来的政策人类实行工业化以来的政策, 加大了国家之间加大了国家之间的经济差距的经济差距,并使贫困、饥荒、疾病和文盲增强并使贫困、饥荒、疾病和文盲增强,使我们赖以使我们赖以维持生存的地球生态系统继续恶化。为了争取一个更为安全、维持生存的地球生态系统继续恶化。为了争取一个更为安全、繁荣、平等的未来繁荣、平等的未来, 所有国家必须提高生产效率所有国家必须提高生产效率, 改变其消改变其消费方式费方式, 最大限度地利用资源最大限度地利用资源

241、,最小限度地排出废物最小限度地排出废物,联合起联合起来共同走可持续发展的道路。来共同走可持续发展的道路。 议程指出议程指出: 可持续发展是当今人类发展的主题可持续发展是当今人类发展的主题,人类要把人类要把环境问题同经济、社会发展结合起来环境问题同经济、社会发展结合起来, 树立环境与发展相协树立环境与发展相协调的新发展观。经过这样一个动态的历史发展过程，可持续调的新发展观。经过这样一个动态的历史发展过程，可持续发展作为一种思想和理论得到了较为具体和充分的阐发发展作为一种思想和理论得到了较为具体和充分的阐发。 2可持续发展战略的基本内容及其矛盾分析可持续发展战略的基本内容及其矛盾分析基本内容：基本

242、内容： 可持续发展战略是一个系统的战略。可持续发展战略是一个系统的战略。是一种是一种“社会、经社会、经济、生态济、生态”三维复合的协调发展，三维复合的协调发展，是一种全方位的社会变是一种全方位的社会变革和社会进步过程。在这种发展观念下的社会系统中，经济革和社会进步过程。在这种发展观念下的社会系统中，经济的发展将以生态良性循环为基础的发展将以生态良性循环为基础,并与资源环境的承受能力并与资源环境的承受能力相适应相适应,而不再以环境的污染、生态系统的破坏和资源的巨而不再以环境的污染、生态系统的破坏和资源的巨大浪费为惨重代价。大浪费为惨重代价。 可持续发展战略是强调以人为中心的全面发展的战略。可持续

243、发展战略是强调以人为中心的全面发展的战略。经济、社会、环境的协调发展，社会生态系统的稳定，其最经济、社会、环境的协调发展，社会生态系统的稳定，其最终目的在于使人类生活的更加美好，使人类社会的发展具有终目的在于使人类生活的更加美好，使人类社会的发展具有持续性和公平性。持续性和公平性。1992年联合国环境与发展会议通过的年联合国环境与发展会议通过的里约热内卢环境与发展宣言里约热内卢环境与发展宣言的第一条原则是：的第一条原则是：“人类处人类处于普遍受关注的可持续发展问题的中心。他们享有以与自然于普遍受关注的可持续发展问题的中心。他们享有以与自然相和谐的方式过健康而富有生产成果的生活权利。相和谐的方式

244、过健康而富有生产成果的生活权利。” 具有层级性的可持续发展战略。具有层级性的可持续发展战略。这一发展战略既包括这一发展战略既包括全球性的战略，也内涵着国家、地区等区域性的战略，并全球性的战略，也内涵着国家、地区等区域性的战略，并且，全球性的可持续发展战略的实现有赖于不同国家和地且，全球性的可持续发展战略的实现有赖于不同国家和地区可持续发展战略的实施。自从区可持续发展战略的实施。自从1992年通过了在全球范围年通过了在全球范围内实施可持续发展的内实施可持续发展的21世纪议程世纪议程以来，世界各个国家以来，世界各个国家和地区开始根据自身的实际情况制定出适合本国国情的和地区开始根据自身的实际情况制定

245、出适合本国国情的21世纪议程世纪议程，并付诸于行动。，并付诸于行动。 具有前瞻性的可持续发展战略。具有前瞻性的可持续发展战略。可持续发展是一种不可持续发展是一种不牺牲后代人发展机会和权利、保证后代人发展机会与当代牺牲后代人发展机会和权利、保证后代人发展机会与当代人同样多的发展战略。它不仅关注发展的现状和目标人同样多的发展战略。它不仅关注发展的现状和目标, 而且而且更为注重发展的趋势以及这种趋势的持久力，注重未来的更为注重发展的趋势以及这种趋势的持久力，注重未来的发展能力和发展机会。单纯的经济发展速率和物质财富的发展能力和发展机会。单纯的经济发展速率和物质财富的积累不是其追求的终极目标积累不是其

246、追求的终极目标, 其前瞻性表现为：在现有发展其前瞻性表现为：在现有发展状态下的对未来发展的内在潜力的培植。状态下的对未来发展的内在潜力的培植。 矛盾分析矛盾分析 ： 人与自然的矛盾。人与自然的矛盾。人类的诞生形成了人与自人类的诞生形成了人与自然的对象性关系，而这种关系体现了认识与被认然的对象性关系，而这种关系体现了认识与被认识、改造与被改造、需求与满足关系的统一。识、改造与被改造、需求与满足关系的统一。 人与人的关系。人与人的关系。人类认识和改造自然的过程人类认识和改造自然的过程具有社会性，人类不是以个体主体为单位与自然具有社会性，人类不是以个体主体为单位与自然打交道。这样，人与自然的关系总是

247、和人与人的打交道。这样，人与自然的关系总是和人与人的关系复杂交织在一起的。在人与人之间的矛盾关关系复杂交织在一起的。在人与人之间的矛盾关系中，不仅存在着局部对局部的利益抗衡，还存系中，不仅存在着局部对局部的利益抗衡，还存在着主体利益的局部性与人类主体利益的矛盾。在着主体利益的局部性与人类主体利益的矛盾。 3、可持续发展战略的国家和全球运作、可持续发展战略的国家和全球运作 人类的可持续发展战略的执行：一是靠国人类的可持续发展战略的执行：一是靠国家运作的层面，另一个是靠全球运作的层面。家运作的层面，另一个是靠全球运作的层面。 可持续发展的全球运作可持续发展的全球运作一是正式约束：一是正式约束：包括

248、法律、政治规则等，即包括法律、政治规则等，即由国际性或国家性法律、法规规定的内容；由国际性或国家性法律、法规规定的内容；二是非正式约束：二是非正式约束：包括价值观念、伦理规则、包括价值观念、伦理规则、风俗习惯、意识形态等。风俗习惯、意识形态等。 以国家为主导的社会调控体系以国家为主导的社会调控体系调控目标的构建调控目标的构建 根据可持续发展的目标体系，制定短期和长期的发展规根据可持续发展的目标体系，制定短期和长期的发展规划，建立可持续发展的指标体系，对本国发展状况进行预算划，建立可持续发展的指标体系，对本国发展状况进行预算和评价，并随时检验本国可持续发展的状况；和评价，并随时检验本国可持续发展

249、的状况； 调控手段调控手段 A、强化对可持续发展的行政干预；、强化对可持续发展的行政干预； B、建立和健全有关可持续发展的法律体系；、建立和健全有关可持续发展的法律体系； C、建立可持续发展的教育体系；、建立可持续发展的教育体系； D、营造可持续发展的社会舆论氛围；、营造可持续发展的社会舆论氛围； E、建立国际性的合作伙伴关系；、建立国际性的合作伙伴关系； 制约因素制约因素 实现可持续发展战略受诸多因素的制约，关实现可持续发展战略受诸多因素的制约，关键的两大因素是键的两大因素是科学技术的发展水平和社会制度的状况科学技术的发展水平和社会制度的状况。科。科学技术的发展是内在驱动力，制度创新是可持续

250、发展的基本学技术的发展是内在驱动力，制度创新是可持续发展的基本保证。保证。 4中国的可持续发展战略中国的可持续发展战略 1994年年3月月,中国政府公布了中国政府公布了中国中国21世纪世纪议程议程中国中国21 世纪人口、环境与发展白皮书世纪人口、环境与发展白皮书。议程由可持续发展总体战略、社会可持续。议程由可持续发展总体战略、社会可持续发展、经济可持续发展、资源与环境的合理利发展、经济可持续发展、资源与环境的合理利用与保护四大部分构成，共用与保护四大部分构成，共20 章。根据议程的章。根据议程的规划和我国的实际情况规划和我国的实际情况, 科学界对可持续发展行科学界对可持续发展行动中的一些重要课

251、题进行了多维度、深层次的动中的一些重要课题进行了多维度、深层次的学术研究。学术研究。 研究的问题包括：研究的问题包括：A、中国可持续发展战、中国可持续发展战略与对策；略与对策；B、与可持续发展有关的立法与措施；、与可持续发展有关的立法与措施；C、可持续发展经济政策；、可持续发展经济政策；D、费用与资金机制；、费用与资金机制；E、教育与可持续发展能力建设；、教育与可持续发展能力建设；F、人口、居、人口、居民消费和社会服务；民消费和社会服务；G、人类住区可持续发展；、人类住区可持续发展；H、农业与农村的可持续发展；、农业与农村的可持续发展；I、工业与交通、工业与交通、通信业的可持续发展；通信业的可

252、持续发展；J、可持续的能源生产和、可持续的能源生产和消费；消费；K、自然资源保护与可持续利用；、自然资源保护与可持续利用；L、生、生物多样性保护；物多样性保护；M、荒漠化防治；、荒漠化防治；N、保护大气、保护大气层；层；O、固体废物的无害化管理；、固体废物的无害化管理；P、团体及公、团体及公众参与可持续发展等等。众参与可持续发展等等。 思考题思考题 1、简述存在领域的构成（示意图）、简述存在领域的构成（示意图） 2、简述直接存在、简述直接存在 与间接存在的四个结论性等式与间接存在的四个结论性等式 3、为什么说任何物体都是直接存在和间接存在的统一体？、为什么说任何物体都是直接存在和间接存在的统一

253、体？ 4、简述信息本质规定的、简述信息本质规定的4个基本层次个基本层次 5、简述一个完备系统所必须具备的条件（、简述一个完备系统所必须具备的条件（4个）个） 6、简述元素、要素、系统之间的辩证关系、简述元素、要素、系统之间的辩证关系 7、系统了解自然物质系统类型的多样性、系统了解自然物质系统类型的多样性 8、简述系统整体的特性（、简述系统整体的特性（110116） 9、简述信息分类的示意图（、简述信息分类的示意图（118） 10、系统了解四大起源和演化（宇宙、恒星、地球、生命）、系统了解四大起源和演化（宇宙、恒星、地球、生命） 11、试述狭义热力学第二定律和广义热力学第二定律的异同、试述狭义热

254、力学第二定律和广义热力学第二定律的异同 12、简述自组织的基本特征（、简述自组织的基本特征（146） 13、简述自组织行为的一般过程和机制（、简述自组织行为的一般过程和机制（148） 14、简述、简述“熵熵”这一概念的基本含义（这一概念的基本含义（154） 15、简评人类中心主义和生态中心主义的观点。、简评人类中心主义和生态中心主义的观点。 16、可持续发展战略与科学发展观的关系如何？、可持续发展战略与科学发展观的关系如何？ 17、简述、简述“人的全面发展人的全面发展”的基本含义的基本含义 第三讲第三讲 科学、技术、工程与科技革命科学、技术、工程与科技革命 教学目的和要求：教学目的和要求：本讲

255、内容从普遍联系、运动发展的辩证观念出发，引导学生正确认识科学、技术和工程的概念、功能与结构，并在科学技术革命、科学世界图景和科学思维方式统一变革的层面上来把握人类科学技术的进步和发展。通过相关内容的学习，有助于帮助学生树立正确的科学观、技术观、工程观，从而更为科学地把握科学、技术历史发展的过程，并建立相应正确的科学、技术、工程发展的理念。 本讲参考学时：本讲参考学时：4学时。 随着人类文明的进步，人类的社会生随着人类文明的进步，人类的社会生活越来越超越了那种建立在直接经验和常活越来越超越了那种建立在直接经验和常识基础上的原始生存方式。今天，科学、识基础上的原始生存方式。今天，科学、技术、工程正

256、以前所未有的深度和广度渗技术、工程正以前所未有的深度和广度渗透到人类生活的方方面面。因而，从根本透到人类生活的方方面面。因而，从根本上把握上把握科学、技术、工程的本质、结构及科学、技术、工程的本质、结构及功能以及科学技术革命给人们带来的科学功能以及科学技术革命给人们带来的科学世界图景和科学思维方式的变革世界图景和科学思维方式的变革已成为科已成为科学、技术、工程哲学必须研究的重要问题。学、技术、工程哲学必须研究的重要问题。 第一节第一节 科学、技术、工程的概念、功能与结构科学、技术、工程的概念、功能与结构 一、科学的本质、结构和功能一、科学的本质、结构和功能 1科学的本质科学的本质科学在本质上是

257、人类认识世界的方式和方法，是人类科学在本质上是人类认识世界的方式和方法，是人类在认识世界的实践活动中形成的知识化、系统化的理论在认识世界的实践活动中形成的知识化、系统化的理论性成果。性成果。 2科学结构及结构的类型（参看科学结构及结构的类型（参看P134134）所谓科学结构是指构成科学知识体系的知识元素（知所谓科学结构是指构成科学知识体系的知识元素（知识单元）之间相对稳定的联系形式。识单元）之间相对稳定的联系形式。 从不同角度关照科学，就会发现不同的科学结构类型，从不同角度关照科学，就会发现不同的科学结构类型，如：宏观结构与微观结构、动态结构与静态结构、发生如：宏观结构与微观结构、动态结构与静

258、态结构、发生结构与逻辑结构、树状结构或网状结构、壳层结构、场结构与逻辑结构、树状结构或网状结构、壳层结构、场式结构等等。现代科学的高度分化与高度综合的动态统式结构等等。现代科学的高度分化与高度综合的动态统一，使得科学结构类型不断得以创新、繁衍。一，使得科学结构类型不断得以创新、繁衍。 3科学的功能科学的功能 科学的认识世界的功能科学的认识世界的功能 科学的认识功能是由其本质决定的。科科学的认识功能是由其本质决定的。科学在认识世界的实践活动中所取得的相关成学在认识世界的实践活动中所取得的相关成果，一方面为我们建构了关于世界的知识和果，一方面为我们建构了关于世界的知识和图景，另一方面，这些知识和图

259、景又能成为图景，另一方面，这些知识和图景又能成为我们进一步认识世界的方式、方法。我们进一步认识世界的方式、方法。科学的改造自然的功能科学的改造自然的功能 科学可以通过技术和工程的中介实施对科学可以通过技术和工程的中介实施对客观世界的改造。客观世界的改造。 科学的改造人的精神的功能科学的改造人的精神的功能 科学具有理性批判精神，科学用逻辑和科学具有理性批判精神，科学用逻辑和事实说话，不承认任何凌驾于理性逻辑和科事实说话，不承认任何凌驾于理性逻辑和科学事实之上的权威，无论它是学事实之上的权威，无论它是科学之外科学之外的世的世俗权威或宗教神灵，还是俗权威或宗教神灵，还是科学内部科学内部的学术权的学术

260、权威和理论教条，都在科学的理性批判对象之威和理论教条，都在科学的理性批判对象之列。列。 另外，科学还具有训练和提高人的科另外，科学还具有训练和提高人的科学思维能力的功能。学思维能力的功能。科学的改造社会的功能科学的改造社会的功能 科学通过改造自然来进而造福社会，富国科学通过改造自然来进而造福社会，富国强兵；科学的合理性要求使人们有可能实现强兵；科学的合理性要求使人们有可能实现社会管理的合理化、高效化；科学精神中所社会管理的合理化、高效化；科学精神中所包含的理性批判精神，不盲从、不迷信，追包含的理性批判精神，不盲从、不迷信，追求和坚持真理，修正和摒弃错误的精神，也求和坚持真理，修正和摒弃错误的精

261、神，也与社会政治生活中的民主精神在本质上相贯与社会政治生活中的民主精神在本质上相贯通。通。 科学与自由向来都是密切相关的：科科学与自由向来都是密切相关的：科学的发展极大促进了人类的自由，而人类学的发展极大促进了人类的自由，而人类的自由的自由（人性的发现）（人性的发现）又有力推动着科学又有力推动着科学的进步。没有学术民主的大气候，没有政的进步。没有学术民主的大气候，没有政治民主的文化环境，科学技术是很难发展治民主的文化环境，科学技术是很难发展的。我们也很难想象一个封建专制的国家的。我们也很难想象一个封建专制的国家科学技术是怎样发展的。科学技术是怎样发展的。科学的预测功能科学的预测功能 科学可使我

262、们对未经探索的、可能出现的未来，科学可使我们对未经探索的、可能出现的未来，抱有合理的希望。包括对科学技术自身发展的预测与抱有合理的希望。包括对科学技术自身发展的预测与社会发展的预测。社会发展的预测。 杨振宁杨振宁是一位极具创造性的理论物理学家。物理是一位极具创造性的理论物理学家。物理学家学家戴森戴森在杨振宁退休时举行的学术讨论会上说：从在杨振宁退休时举行的学术讨论会上说：从他的他的数学方程式中可以透射出具有创造性思维的思想数学方程式中可以透射出具有创造性思维的思想火花和灵感。在研究微观世界的领域内，一组漂亮的火花和灵感。在研究微观世界的领域内，一组漂亮的方程式可以是灵感的源泉，甚至可以在还没有

263、实验证方程式可以是灵感的源泉，甚至可以在还没有实验证据以前就可洞察出物理世界是怎样运转的。据以前就可洞察出物理世界是怎样运转的。这就是数这就是数学方法的功用，也是理性思维的可预见性在物理世界学方法的功用，也是理性思维的可预见性在物理世界中的体现。中的体现。 科学的教育功能科学的教育功能 科学是人类文化的最重要、最基础科学是人类文化的最重要、最基础的部分。掌握科学文化知识必须接受教的部分。掌握科学文化知识必须接受教育。科学技术的发展水平、公民的科学育。科学技术的发展水平、公民的科学素养，是衡量一个国家文明程度和综合素养，是衡量一个国家文明程度和综合国力强弱的重要指标。国力强弱的重要指标。科学是一

264、把双刃剑科学是一把双刃剑 科学说到底是真理的知识，而不是价值的知识。科学说到底是真理的知识，而不是价值的知识。就是说，科学关心的是知识的真假问题而不是善恶就是说，科学关心的是知识的真假问题而不是善恶问题，问题，由科学研究所发现的真理应该用于何种目的，由科学研究所发现的真理应该用于何种目的，对这种目的本身的善恶如何判断评价？这一类的问对这种目的本身的善恶如何判断评价？这一类的问题及其答案都在科学的视野之外。题及其答案都在科学的视野之外。这正是科学所隐这正是科学所隐藏的危险之所在，是科学功能所不能达及的地方。藏的危险之所在，是科学功能所不能达及的地方。科学是一把双刃剑，用它来为善还是作恶，这不取科

265、学是一把双刃剑，用它来为善还是作恶，这不取决于科学本身，而是取决于使用科学的人。决于科学本身，而是取决于使用科学的人。 二、技术的本质、结构和功能二、技术的本质、结构和功能 1技术的本质技术的本质技术是人类为满足社会需要，利用客观技术是人类为满足社会需要，利用客观规律，在改造和试图控制自然的实践活动中规律，在改造和试图控制自然的实践活动中创造的劳动手段、工艺方法和技能体系的总创造的劳动手段、工艺方法和技能体系的总和。即：技术是人类改造对象世界的方式和和。即：技术是人类改造对象世界的方式和方法。方法。 2技术的结构技术的结构技术结构就是由相互联系和相互作用的技术结构就是由相互联系和相互作用的技术

266、要素技术要素组成的有机整体系统。组成的有机整体系统。 技术系统的结构就是科技人员在具体社技术系统的结构就是科技人员在具体社会建制中形成的组织形式和研究方式及其产会建制中形成的组织形式和研究方式及其产物的体系形态。主要包括科技人员、组织形物的体系形态。主要包括科技人员、组织形式，以及相关的知识、经验、技能、工具、式，以及相关的知识、经验、技能、工具、机器等。机器等。 技术结构具有广义和狭义之分：技术结构具有广义和狭义之分： 狭义的技术结构狭义的技术结构是指一个技术系统的技术是指一个技术系统的技术要素构成。如：信息技术的结构就是由无线电要素构成。如：信息技术的结构就是由无线电技术、微电子技术、计算

267、机技术、光纤技术、技术、微电子技术、计算机技术、光纤技术、磁记录技术、空间技术、遥控遥感技术、空间磁记录技术、空间技术、遥控遥感技术、空间技术等所组成的技术系统。（主要指技术系统技术等所组成的技术系统。（主要指技术系统的有目的性运动的技术要件）的有目的性运动的技术要件） 广义的技术结构广义的技术结构是指由科技人员、组织形是指由科技人员、组织形式，以及相关的知识、经验、技能、工具、机式，以及相关的知识、经验、技能、工具、机器等所组成的技术系统。（主要指研究或生产器等所组成的技术系统。（主要指研究或生产过程）过程）日本学者日本学者星野芳郎星野芳郎曾把工业革命以来技曾把工业革命以来技术发展的阶段性特

268、征概括为三个体系的转变术发展的阶段性特征概括为三个体系的转变过程：过程：18世纪中到世纪中到19世纪上半叶工艺经世纪上半叶工艺经验积累的技术原理引导所形成的验积累的技术原理引导所形成的机械技术体机械技术体系系；19世纪中叶到世纪中叶到19世纪下半叶自然科世纪下半叶自然科学原理的新发现使技术原理全面更新，在此学原理的新发现使技术原理全面更新，在此基础上形成了基础上形成了电力技术主导的技术体系电力技术主导的技术体系； 20世纪世纪40年代以来，以科学的突破为先年代以来，以科学的突破为先导逐渐形成导逐渐形成信息技术主导的科技体系信息技术主导的科技体系。这三。这三次技术体系的转变恰好对应于三次大的技术

269、次技术体系的转变恰好对应于三次大的技术革命。革命。 3技术的功能技术的功能具有一定结构的技术系统与外部环境相互作用具有一定结构的技术系统与外部环境相互作用时所表现出来的技术的作用和能力。时所表现出来的技术的作用和能力。 社会需求启示技术人员研发新技术，新技术的社会需求启示技术人员研发新技术，新技术的使用会改变人们的生产方式与生活状态，这就是新使用会改变人们的生产方式与生活状态，这就是新技术的社会功能。技术的社会功能在文化、经济、技术的社会功能。技术的社会功能在文化、经济、政治领域都能表现出来。政治领域都能表现出来。 技术也可能产生出某些人类没有预期到的负面技术也可能产生出某些人类没有预期到的负

270、面后果：环境污染、资源短缺、生态系统失调等等后果：环境污染、资源短缺、生态系统失调等等（如城市化社会、工业化社会、现代化社会）。（如城市化社会、工业化社会、现代化社会）。 人是自然体系演化的结果，自然界对人及其活人是自然体系演化的结果，自然界对人及其活动有先在性、制约性，因此技术作为人对自然的能动有先在性、制约性，因此技术作为人对自然的能动性体现，要保持与自然现象、自然规律和谐一致。动性体现，要保持与自然现象、自然规律和谐一致。 三、工程的本质、结构与功能三、工程的本质、结构与功能 1工程的本质工程的本质工程是人类根据自身的生存需要，综工程是人类根据自身的生存需要，综合利用已有的自然资源、科学

271、成果、技术合利用已有的自然资源、科学成果、技术成果、审美观念，搭建各种现实的成果、审美观念，搭建各种现实的“人人物物”、“物物物物”关系的活动。概言之即关系的活动。概言之即是：是：工程是创造和建构新的社会存在物的工程是创造和建构新的社会存在物的实践活动本身。实践活动本身。 2工程的结构工程的结构工程的本质已经规定了工程的基本要素，即工程的本质已经规定了工程的基本要素，即人、人、自然资源、科学、技术、艺术，这些要素的组构方自然资源、科学、技术、艺术，这些要素的组构方式就是工程的结构。式就是工程的结构。 工程的最终成果不能仅仅被理解为静态的基建工程的最终成果不能仅仅被理解为静态的基建设施，这只是一

272、种工程形态，还有许多设施，这只是一种工程形态，还有许多“人人物物”互动形态的工程：互动形态的工程：比如通讯工程、教育工程、农业比如通讯工程、教育工程、农业工程、军事工程，等等，我们日常生活涉及的交通工程、军事工程，等等，我们日常生活涉及的交通工程、铁路工程等，也不能仅仅被理解为工程、铁路工程等，也不能仅仅被理解为“公路公路”、“铁道铁道”等，它还包括车辆运行的调控，也就是说等，它还包括车辆运行的调控，也就是说人工建造的人工建造的“实物实物”只是一种只是一种“物与物物与物”的组合关的组合关系，而大多数工程则是系，而大多数工程则是“人人物物”关系与关系与“物物物物”关系叠加在一起的。关系叠加在一起

273、的。 3工程的功能工程的功能工程的功能是全方位的，既有政治（政绩、统工程的功能是全方位的，既有政治（政绩、统治工具）、经济功能（社会经济发展），也有文化治工具）、经济功能（社会经济发展），也有文化功能（艺术、美学、智慧、创造力），但这些功能功能（艺术、美学、智慧、创造力），但这些功能是在工程与其外部社会环境相互影响、相互作用、是在工程与其外部社会环境相互影响、相互作用、相互制约的过程中呈现出来的。相互制约的过程中呈现出来的。 科学和技术在本质上都是人类在认识和利用自科学和技术在本质上都是人类在认识和利用自然的过程中处理社会关系的活动，只是一个侧重于然的过程中处理社会关系的活动，只是一个侧重于思

274、想准备，思想准备，一个侧重于一个侧重于行动，行动，但是人类造成的一切但是人类造成的一切社会后果必然是思想和行动的统一，这种统一就是社会后果必然是思想和行动的统一，这种统一就是工程。在当今社会，工程。在当今社会，科学、技术和工程的发展已经科学、技术和工程的发展已经相互促进、融合而不可分离了。相互促进、融合而不可分离了。 第二节第二节 科学技术革命的概念及二者的关系科学技术革命的概念及二者的关系科技革命是科学革命和技术革命的统称。科技革命是科学革命和技术革命的统称。 一、科学革命一、科学革命 所谓科学革命是指由于人们在所谓科学革命是指由于人们在观察实验中获取了重要的科学事实或重大的科观察实验中获取

275、了重要的科学事实或重大的科学发现，从而导致原有科学理论框架结构、科学发现，从而导致原有科学理论框架结构、科学范式和科学观念的重大变革，并形成新的科学范式和科学观念的重大变革，并形成新的科学理论框架结构、科学范式和科学观念的过程。学理论框架结构、科学范式和科学观念的过程。或者说，科学革命是指包括科学事实、科学理或者说，科学革命是指包括科学事实、科学理论和科学观念三个基本要素构成的科学知识体论和科学观念三个基本要素构成的科学知识体系结构的根本性变革。系结构的根本性变革。科学革命也可以说是人们在认识世界过程中科学革命也可以说是人们在认识世界过程中认识方式上的根本性变革。认识方式上的根本性变革。 通常

276、，科学理论体系是按照逻辑规则严密组织起来的通常，科学理论体系是按照逻辑规则严密组织起来的逻辑整体，但是，无论这个体系建构的多么庞杂，总可以逻辑整体，但是，无论这个体系建构的多么庞杂，总可以在体系的结构中区分出两个部分：在体系的结构中区分出两个部分：一部分一部分是作为理论赖以是作为理论赖以建构的逻辑基础和出发点的基本概念和基本定律；建构的逻辑基础和出发点的基本概念和基本定律；另一部另一部分分则是由这些基本概念和基本定律推论出来的非基本概念则是由这些基本概念和基本定律推论出来的非基本概念和非基本定律。和非基本定律。前者前者构成该科学理论的核心理论或根本理构成该科学理论的核心理论或根本理论部分，论部

277、分，后者后者则构成该科学理论的非核心理论和非根本理则构成该科学理论的非核心理论和非根本理论部分。论部分。一般说来，针对核心理论发生的变革便是根本性一般说来，针对核心理论发生的变革便是根本性的变革，亦即是具有科学革命意义的变革，的变革，亦即是具有科学革命意义的变革，而针对非核心而针对非核心理论发生的变革则是非根本性的变革，从而不具有科学革理论发生的变革则是非根本性的变革，从而不具有科学革命的意义，这仅仅是科学知识量的积累阶段。从核心理论命的意义，这仅仅是科学知识量的积累阶段。从核心理论所起的作用来看，也可以把核心理论称为相应学科的所起的作用来看，也可以把核心理论称为相应学科的“科科学范式学范式”

278、。 二、技术革命二、技术革命 所谓技术革命所谓技术革命是指技术在一系列的渐进过程中，是指技术在一系列的渐进过程中，由于技术原理的重大突破或技术上的重大发明，从由于技术原理的重大突破或技术上的重大发明，从而导致技术体系结构的根本性变革。技术革命也可而导致技术体系结构的根本性变革。技术革命也可以说是人们改造世界方式的根本性变革。以说是人们改造世界方式的根本性变革。这里所强调的这里所强调的“根本性变革根本性变革”同样指的是基础同样指的是基础性、核心性性、核心性“技术范式技术范式”层面上发生的变革。如蒸层面上发生的变革。如蒸汽机和发电机的发明就是一场技术革命。技术革命汽机和发电机的发明就是一场技术革命

279、。技术革命必然引起产业革命。一般地说，只有世界性的技术必然引起产业革命。一般地说，只有世界性的技术突破才能称作技术革命，而局部性、一般性的技术突破才能称作技术革命，而局部性、一般性的技术进展则只称之为技术革新、技术改造、技术转移。进展则只称之为技术革新、技术改造、技术转移。 三、科学革命、技术革命与社会变革的关系三、科学革命、技术革命与社会变革的关系一般说来，科学革命并不能直接变成生产力，而一般说来，科学革命并不能直接变成生产力，而技术革命则能够直接影响或推动生产力的发展。但是，技术革命则能够直接影响或推动生产力的发展。但是，科学革命却可以成为技术革命的先导，因为对世界的科学革命却可以成为技术

280、革命的先导，因为对世界的新认识往往会成为新技术产生的深层理论基础。因为新认识往往会成为新技术产生的深层理论基础。因为科学能够通过技术的中介影响推动生产力的发展，而科学能够通过技术的中介影响推动生产力的发展，而技术又能直接影响和推动生产力的发展，所以，科学技术又能直接影响和推动生产力的发展，所以，科学技术成了第一生产力。技术成了第一生产力。如第二次科技革命；生物学的如第二次科技革命；生物学的科学革命所引发的生物技术革命和生物工程技术。科学革命所引发的生物技术革命和生物工程技术。 科学技术革命首先变革了人类的生产方式，并通过科学技术革命首先变革了人类的生产方式，并通过生产方式的变革引起产业革命，进

281、而全面推动人类社生产方式的变革引起产业革命，进而全面推动人类社会的进步和发展。会的进步和发展。一般认为在思想、理论和社会现实的变革之间存在着一般认为在思想、理论和社会现实的变革之间存在着如下一条逻辑关系之链：如文艺复兴的人文主义。如下一条逻辑关系之链：如文艺复兴的人文主义。思想革命思想革命 科学革命科学革命 技术革命技术革命 产业革命产业革命 社会革命社会革命 在现实上，上述逻辑关系之链中的诸环节之间存在在现实上，上述逻辑关系之链中的诸环节之间存在着复杂交织的相互作用，其中充满了不确定的、复杂反着复杂交织的相互作用，其中充满了不确定的、复杂反馈关联的多重、多向影响的变革关系。尤其在当代，科馈关

282、联的多重、多向影响的变革关系。尤其在当代，科学、技术、经济、社会革命呈现出高度一体化综合变革学、技术、经济、社会革命呈现出高度一体化综合变革之趋势，科学理论向技术操作、经济发展的转化的频率之趋势，科学理论向技术操作、经济发展的转化的频率日益加快，后者对前者的反作用效应日趋明显，日益加快，后者对前者的反作用效应日趋明显，在很多在很多场合并不是科学革命引出技术革命，而恰恰相反，技术场合并不是科学革命引出技术革命，而恰恰相反，技术革命反倒要求和推动了科学革命。革命反倒要求和推动了科学革命。如电子显微镜、射电如电子显微镜、射电望远镜引发了微观领域和宇观领域的科学革命。望远镜引发了微观领域和宇观领域的科

283、学革命。 美国经济学家美国经济学家布赖恩布赖恩阿瑟阿瑟在在技术的本质：他技术的本质：他是什么和如何演变是什么和如何演变中提出了这样一个问题：中提出了这样一个问题：谁引领谁引领社会进步社会进步科学还是技术？科学还是技术？（参考消息：（参考消息：2009.11.4 第第12版）版） 他说：他说：“是技术让现代科学与经济向前发展，是技术让现代科学与经济向前发展，而我们通常是倒过来思考的，认为而我们通常是倒过来思考的，认为科学科学进步促进技术进步促进技术发展，发展，经济经济繁荣推动技术进步。但与前两者相比，技繁荣推动技术进步。但与前两者相比，技术才是根本术才是根本”。 在他看来：科学与技术的关系比通常

284、人们认为在他看来：科学与技术的关系比通常人们认为的更加紧密。的更加紧密。科学与技术携手向前是一种共同发展。科学与技术携手向前是一种共同发展。（但）科学并不是引领者。（但）科学并不是引领者。 想一想如果没有显微镜、天文望远镜、或者没想一想如果没有显微镜、天文望远镜、或者没有像有像DNA自动排序这样最近出现的技术进步，科学世自动排序这样最近出现的技术进步，科学世界将会怎样？界将会怎样？ 他还指出他还指出“市场是新技术产生的仲市场是新技术产生的仲裁者裁者” 。 他认为：技术的发展模式是一他认为：技术的发展模式是一种种“复合式复合式”演变演变人类解决问题的需人类解决问题的需要成为推动人们重新结合现有技

285、术，从而要成为推动人们重新结合现有技术，从而促进新一代技术出现的动力，技术从最广促进新一代技术出现的动力，技术从最广意义上说是数以千计相对独立技术不断组意义上说是数以千计相对独立技术不断组合演变的结果。合演变的结果。 我们认为科学技术在人类社会进步过程中起着根本我们认为科学技术在人类社会进步过程中起着根本性的推动作用。科学与技术二者是一种双向的互动过程：性的推动作用。科学与技术二者是一种双向的互动过程： 科学技术化：科学技术化：科学理论、科学原理只有进入到技术科学理论、科学原理只有进入到技术层面才能实现自身的价值；层面才能实现自身的价值；科学发现、科学探索（微、科学发现、科学探索（微、宏、宇观

286、）只有借助于技术化的仪器、设备和工具才能宏、宇观）只有借助于技术化的仪器、设备和工具才能延长人类的感官，扩大人类的感知范围和种类，提高人延长人类的感官，扩大人类的感知范围和种类，提高人类对于事物认识的精确度。类对于事物认识的精确度。 技术科学化：技术科学化：现代技术的发明和创新必须紧紧依靠现代技术的发明和创新必须紧紧依靠科学理论、科学原理，不能违背自然规律，现代技术是科学理论、科学原理，不能违背自然规律，现代技术是知识密集型技术；知识密集型技术；技术实践中遇到的问题需要借助于技术实践中遇到的问题需要借助于基础性的理论研究来解决、来回答；基础性的理论研究来解决、来回答；集成现有技术，集成现有技术

287、，经过构思、设计、技术实验，研发新的科学仪器和设备，经过构思、设计、技术实验，研发新的科学仪器和设备，为科学发现、科学探索提供工具和手段。为科学发现、科学探索提供工具和手段。 四、作为展开过程的科技革命四、作为展开过程的科技革命如果把科学革命看作是一个新的科学范如果把科学革命看作是一个新的科学范式、科学世界图景和科学思维方式，乃至相式、科学世界图景和科学思维方式，乃至相应的技术革命从诞生到确立的持续推进和展应的技术革命从诞生到确立的持续推进和展开的过程的话，那么，在人类科学技术发展开的过程的话，那么，在人类科学技术发展的进程中，大的科学技术革命仅只经历了三的进程中，大的科学技术革命仅只经历了三

288、次。次。 第三节第三节 第一次科技革命：第一次科技革命： 实体实在论和实体思维实体实在论和实体思维 一、第一次科学革命的时间、内容和过程一、第一次科学革命的时间、内容和过程第一次科学革命第一次科学革命起始于起始于16世纪中叶哥白尼的世纪中叶哥白尼的“日日心说心说”（1543年年天体运行论天体运行论），），完成于完成于17世世纪下半叶的牛顿经典力学（纪下半叶的牛顿经典力学（1687年于年于自然哲学自然哲学的数学原理的数学原理）和）和19世纪初英国物理学家道尔顿世纪初英国物理学家道尔顿（1803年提出原子论）与意大利物理学家阿伏伽年提出原子论）与意大利物理学家阿伏伽德罗（德罗（1811年提出分子概

289、念）提出的物质结构的年提出分子概念）提出的物质结构的原子原子-分子理论。分子理论。 二、第一次科学革命的科学意义二、第一次科学革命的科学意义第一次科学革命的意义在于：实体实在论世界图第一次科学革命的意义在于：实体实在论世界图景的科学实现。景的科学实现。 早期的实体实在论是早期的实体实在论是古希腊古希腊哲学家们的一种哲学哲学家们的一种哲学理论，这一哲学理论坚持的是一种微观不变的简单理论，这一哲学理论坚持的是一种微观不变的简单性观念。性观念。 德谟克利特和伊壁鸠鲁德谟克利特和伊壁鸠鲁所提出的原子论是古希腊所提出的原子论是古希腊实体实在论的最高成就。这一学说为之后的实体实实体实在论的最高成就。这一学

290、说为之后的实体实在论世界图景提供了一个最基本的构架：世界的本在论世界图景提供了一个最基本的构架：世界的本原，或说万物的始基是无数最小的、不可再分的、原，或说万物的始基是无数最小的、不可再分的、不再变化和生灭的，具有不同大小、形状和重量等不再变化和生灭的，具有不同大小、形状和重量等基本属性的微粒基本属性的微粒原子（实体）。原子（实体）。牛顿力学牛顿力学直接承继了古希腊哲学中的实体实在论观念，直接承继了古希腊哲学中的实体实在论观念，将相互作用中的物体抽象为只具有质量特征的将相互作用中的物体抽象为只具有质量特征的“质点质点”。“质点质点”中的中的“质质”指的就是指的就是“质量质量”，它直接由古希，它

291、直接由古希腊原子论中的腊原子论中的“重量重量”概念转变而来。概念转变而来。牛顿的牛顿的“质点力质点力学学”强调的正是有质量的空间结构之间的力的相互作用。强调的正是有质量的空间结构之间的力的相互作用。在牛顿看来，在牛顿看来，“质点质点”是分有层次的，而最小的是分有层次的，而最小的“质点质点”便是一种被称为不会破碎的、由上帝最初创造的便是一种被称为不会破碎的、由上帝最初创造的“永永久粒子久粒子”的实体的实体。牛顿力学的整个体系就是建构在。牛顿力学的整个体系就是建构在“质质量量”概念基础之上的，而物体间相互作用力的大小则与概念基础之上的，而物体间相互作用力的大小则与相互作用物的质量的大小成正比：相互

292、作用物的质量的大小成正比： 万有引力定万有引力定律是牛顿在律是牛顿在1687年于年于自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理上发表的上发表的（天体也是质点）（天体也是质点）。力学三定律。力学三定律：惯性定律、加速度定惯性定律、加速度定律、作用与反作用定律等都具有实体实在论的特征律、作用与反作用定律等都具有实体实在论的特征（宏（宏观质点）观质点）道尔顿（道尔顿（17661844）与阿伏伽德罗）与阿伏伽德罗（17761856）的物质结构的原子的物质结构的原子-分子理论曾经以科学的名义宣告分子理论曾经以科学的名义宣告了实体实在论世界图景的暂时胜利（了实体实在论世界图景的暂时胜利（1803原子论、原子论、

293、1811分子论）分子论）。按照这一学说，原子乃是构成世界大按照这一学说，原子乃是构成世界大厦的最小的、不可再分的终极粒子，原子质量（原子厦的最小的、不可再分的终极粒子，原子质量（原子量）是其最基本的量纲，不同种类的原子正是由其所量）是其最基本的量纲，不同种类的原子正是由其所含的质量（原子量）的多少区分开来的，而分子及其含的质量（原子量）的多少区分开来的，而分子及其以上层级的物质结构都是由最基础的不同种类的原子以上层级的物质结构都是由最基础的不同种类的原子通过不同方式的聚合而形成的。这里突出的内容仍然通过不同方式的聚合而形成的。这里突出的内容仍然是是“质量质量”近代科学中所盛行的近代科学中所盛行

294、的“机械论机械论”、“还原论还原论”思思潮，正是建立在实体实在论世界图景的微观不变性潮，正是建立在实体实在论世界图景的微观不变性的简单性观念之上的的简单性观念之上的。 我们知道，客观世界中的事物运动形式大体可分我们知道，客观世界中的事物运动形式大体可分为：机械、物理、化学、生命、社会。科学发展史为：机械、物理、化学、生命、社会。科学发展史表明，高级运动形式包含着低级运动形式；在研究表明，高级运动形式包含着低级运动形式；在研究低级运动形式的科学得到充分发挥以前，研究高级低级运动形式的科学得到充分发挥以前，研究高级运动形式的科学是难以得到充分发展的；而且高级运动形式的科学是难以得到充分发展的；而且

295、高级运动形式比低级运动形式要复杂得多，很难用低级运动形式比低级运动形式要复杂得多，很难用低级运动形式的理论去解释高级运动形式的本质。运动形式的理论去解释高级运动形式的本质。 但是还原论认为：在研究高级运动形式时只但是还原论认为：在研究高级运动形式时只要研究低级运动形式就够了，完全可以把复杂的要研究低级运动形式就够了，完全可以把复杂的运动运动“还原还原”为简单的运动形式，用低级运动形为简单的运动形式，用低级运动形式的理论去概括高级运动形式的本质，这就完全式的理论去概括高级运动形式的本质，这就完全抹煞了高级运动形式与低级运动形式的差别。这抹煞了高级运动形式与低级运动形式的差别。这就是所产生的就是所

296、产生的“还原论还原论” 。如。如18 世纪法国哲学世纪法国哲学家拉美特利把一切运动简单归结为机械运动，得家拉美特利把一切运动简单归结为机械运动，得出出“人是机器人是机器”的结论。的结论。还原论的本质是：把复还原论的本质是：把复杂事物简单化，用简单的方法去解释复杂的事物。杂事物简单化，用简单的方法去解释复杂的事物。 近代科学的牛顿力学、道尔顿与阿伏伽近代科学的牛顿力学、道尔顿与阿伏伽德罗的原子德罗的原子-分子理论将人类古代朴素的、分子理论将人类古代朴素的、猜测的、思辨的猜测的、思辨的实体实在论世界图景实体实在论世界图景以实证以实证的方式的方式上升到了一般的科学范式的高度。可上升到了一般的科学范式

297、的高度。可以认为，近代科学的经典物理学，以及原子以认为，近代科学的经典物理学，以及原子-分子理论代表了迄今为止实体实在论所曾分子理论代表了迄今为止实体实在论所曾经达到的最为辉煌的时代。经达到的最为辉煌的时代。 三、实体思维三、实体思维在实体实在论基础上培育起来的科学观念和在实体实在论基础上培育起来的科学观念和科学思维方式便是科学思维方式便是实体观念和实体思维。实体观念和实体思维。 实体观念则是人类对宇宙、事物的自然实体实体观念则是人类对宇宙、事物的自然实体性本源、本质意义的理性认识。而依据这一认识，性本源、本质意义的理性认识。而依据这一认识，在对宇宙、事物的自然实体性本源、本质的追寻，在对宇宙

298、、事物的自然实体性本源、本质的追寻，以及对宇宙、事物进行以及对宇宙、事物进行自然实体化自然实体化解释和思考时，解释和思考时，便形成了便形成了实体性的认识方式和方法或称为实体思实体性的认识方式和方法或称为实体思维方式，亦即实体思维。维方式，亦即实体思维。 四、第一次技术革命四、第一次技术革命在第一次科学革命的基础上爆发了第一次技在第一次科学革命的基础上爆发了第一次技术革命。术革命。 第一次技术革命即爆发于第一次技术革命即爆发于18世纪初（世纪初（1705年年纽可门）到纽可门）到18世纪世纪80年代（年代（1782年瓦特）蒸汽年瓦特）蒸汽机技术革命，主要标志是机技术革命，主要标志是蒸汽机、纺织机、

299、机蒸汽机、纺织机、机器制造技术的发明和广泛应用器制造技术的发明和广泛应用，这次技术革命，这次技术革命的科学基础为牛顿力学，而热力学是在的科学基础为牛顿力学，而热力学是在19世纪世纪才产生的。第一次技术革命宣告了工业革命的才产生的。第一次技术革命宣告了工业革命的来临，实现了工业化的蒸汽机械化时代。来临，实现了工业化的蒸汽机械化时代。 第四节第四节 第二次科技革命：第二次科技革命： 场能实在论和能量思维场能实在论和能量思维 一、第二次科学革命的时间、内容和过程一、第二次科学革命的时间、内容和过程19世纪世纪3070年代，法拉第和麦克斯韦提出的年代，法拉第和麦克斯韦提出的“电磁场电磁场”理论揭示了一

300、种区别于理论揭示了一种区别于“实体实体”实在的另实在的另外一种实在外一种实在“场场”。“场场”不再可以用大小、不再可以用大小、质量等描述质量等描述“实体实体”特征的量来进行描述。这一新特征的量来进行描述。这一新的实在形式的揭示，标志第二次科学革命的爆发。的实在形式的揭示，标志第二次科学革命的爆发。 第二次科学革命完成的标志是爱因斯坦所创立的第二次科学革命完成的标志是爱因斯坦所创立的相相对论，以及量子力学和现代宇宙学对论，以及量子力学和现代宇宙学的发展。的发展。 二、第二次科学革命的科学意义二、第二次科学革命的科学意义相对论、量子力学相对论、量子力学和和现代宇宙学现代宇宙学的发展标志着第的发展标

301、志着第二次科学革命所形成的新的科学范式的理论形态的基本二次科学革命所形成的新的科学范式的理论形态的基本确立。这一新的科学范式便是确立。这一新的科学范式便是场能实在论场能实在论的世界图景的的世界图景的科学实现。科学实现。 爱因斯坦于爱因斯坦于20世纪初创立的相对论是建立在他所世纪初创立的相对论是建立在他所提出的相对论场论的基础之上的，提出的相对论场论的基础之上的，相对论场论相对论场论将法拉第将法拉第和麦克斯韦的电磁场理论作了更一般化的拓广。按照相和麦克斯韦的电磁场理论作了更一般化的拓广。按照相对论场论的观点，场是一种在本质上不同于实体的实在对论场论的观点，场是一种在本质上不同于实体的实在形式。场

302、具有能量和动量，却没有静止质量。形式。场具有能量和动量，却没有静止质量。在相对论在相对论场论看来，实在的场的形态比实在的实体的形态更为基场论看来，实在的场的形态比实在的实体的形态更为基本，因为实体仅仅是场的密度比较大的空间区域表现出本，因为实体仅仅是场的密度比较大的空间区域表现出来的特征，所有具有静止质量的实体都可以在一定条件来的特征，所有具有静止质量的实体都可以在一定条件和关系中转化为不具有静止质量的场。和关系中转化为不具有静止质量的场。在狭义相对论中在狭义相对论中，爱因斯坦将时空尺度的变，爱因斯坦将时空尺度的变换与物体运动中的质量和能量的转化关系联系起来，换与物体运动中的质量和能量的转化关

303、系联系起来，提出了在高速运动下以光的运动为时空测量工具所提出了在高速运动下以光的运动为时空测量工具所产生的产生的钟慢尺缩效应（时间与空间的变化是随着物钟慢尺缩效应（时间与空间的变化是随着物体运动的速度及观察者所处的状态来决定的）体运动的速度及观察者所处的状态来决定的），从，从而揭示了质量和能量的统一：而揭示了质量和能量的统一：E=mc2。在广义相在广义相对论中对论中爱因斯坦又进一步爱因斯坦又进一步将惯力场和引力场统一起将惯力场和引力场统一起来来，更深刻的揭示了时间和空间的性质随着，更深刻的揭示了时间和空间的性质随着场的强场的强度的变幻而变幻度的变幻而变幻的非均匀性质的非均匀性质（时空弯曲），（

304、时空弯曲），并由并由此建立了相对论的此建立了相对论的引力场理论，引力场理论，而狭义相对论则被而狭义相对论则被看成是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。看成是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。19世纪末，由于世纪末，由于X射线（射线（1895年）、放射性年）、放射性（1896年）、电子（年）、电子（1897年）以及镭（年）以及镭（1898年）年）的发现，尤其是之后的相关研究（中子、质子的的发现，尤其是之后的相关研究（中子、质子的被发现），将被发现），将原子的内部结构逐层剥开，导致了原子的内部结构逐层剥开，导致了由近代原子论所代表的实体性结构理论被否定由近代原子论所代表的实体性结构理论被否定，人

305、类古老的实体性观念、微观不变性观念以及与人类古老的实体性观念、微观不变性观念以及与之相应的思维方式在新的科学背景下开始动摇。之相应的思维方式在新的科学背景下开始动摇。量子力学正是在这样一种科学发展趋势的背景下量子力学正是在这样一种科学发展趋势的背景下于于20世纪世纪20年代被创立的。年代被创立的。量子力学量子力学以及之后逐步发展和完善起来的以及之后逐步发展和完善起来的现代现代宇宙学宇宙学（引力与斥力通过场能来实现）为（引力与斥力通过场能来实现）为场能实在场能实在论世界图景论世界图景提供了有力佐证。提供了有力佐证。相应的科学事实和理相应的科学事实和理论包括：论包括：电子、基本粒子和放射性现象的发

306、现；电电子、基本粒子和放射性现象的发现；电磁场以及一般物理场论的建立；反粒子以及正反粒磁场以及一般物理场论的建立；反粒子以及正反粒子湮灭现象的发现；形形色色的无静止质量的粒子子湮灭现象的发现；形形色色的无静止质量的粒子的发现；虚粒子和超弦论假说的建立，以及大爆炸的发现；虚粒子和超弦论假说的建立，以及大爆炸宇宙论所提供的宇宙由最初的时空量纲极小的统一宇宙论所提供的宇宙由最初的时空量纲极小的统一规范场演化而来的宇宙模式等等，对传统的以规范场演化而来的宇宙模式等等，对传统的以“质质量量”为核心标志的实体实在论和实体思维所维系的为核心标志的实体实在论和实体思维所维系的微观不变的简单性观念起到了极大的消

307、解作用。微观不变的简单性观念起到了极大的消解作用。 三、能量思维三、能量思维在场能实在论基础上培育起来的科学观在场能实在论基础上培育起来的科学观念和科学思维方式是能量观念和能量思维。念和科学思维方式是能量观念和能量思维。能量观念乃是人们将宇宙、事物运动、能量观念乃是人们将宇宙、事物运动、变化的根据作为世界的始基化、本源化解释变化的根据作为世界的始基化、本源化解释的理性认识，而依据这一认识对宇宙、事物的理性认识，而依据这一认识对宇宙、事物运动、变化的根据、原因及方式的追寻，以运动、变化的根据、原因及方式的追寻，以及对宇宙、事物进行能量化解释和思考的方及对宇宙、事物进行能量化解释和思考的方式和方法

308、便构成了能量认识方式或能量思维式和方法便构成了能量认识方式或能量思维方式，亦即能量思维。方式，亦即能量思维。其实，唯能论并不就等于唯心论。其实，唯能论并不就等于唯心论。唯物和唯物和唯心的对立仅仅在于承认世界的本质是客观实在唯心的对立仅仅在于承认世界的本质是客观实在还是主观的心灵或上帝。对于能量既可以作唯心还是主观的心灵或上帝。对于能量既可以作唯心主义的解释，也可以作唯物主义的解释。正是基主义的解释，也可以作唯物主义的解释。正是基于这样的一种认识，当代唯物论者大多都采取了于这样的一种认识，当代唯物论者大多都采取了对传统的物质观念予以辩证扬弃的方法，即摒弃对传统的物质观念予以辩证扬弃的方法，即摒弃

309、传统物质观念中机械化、绝对化的方面，而保留传统物质观念中机械化、绝对化的方面，而保留其合理的根基。其合理的根基。对物质范畴重新阐释乃是当代唯对物质范畴重新阐释乃是当代唯物论者的一个重大课题，物论者的一个重大课题，也是唯物主义面对现代也是唯物主义面对现代科学的发展提出的挑战寻求新的出路的基本方式。科学的发展提出的挑战寻求新的出路的基本方式。这一方式所遵循的基本思路是：将传统物质这一方式所遵循的基本思路是：将传统物质观念中的物质必备的质量特性、最小物质微粒的观念中的物质必备的质量特性、最小物质微粒的不可入性等等予以剔除，不可入性等等予以剔除，而将场态存在、能量存而将场态存在、能量存在都看作是客观实

310、在的存在形式，并且把它们都在都看作是客观实在的存在形式，并且把它们都包容到新的物质概念所指谓的范围之中，包容到新的物质概念所指谓的范围之中，并由此并由此建立起与当代科学相适应的现代化物质观念和物建立起与当代科学相适应的现代化物质观念和物质思维方式。质思维方式。列宁曾针对当年某些科学家利用科学发展的成列宁曾针对当年某些科学家利用科学发展的成果否定唯物论的倾向，对古、近代的传统物质观念果否定唯物论的倾向，对古、近代的传统物质观念进行了合理的扬弃，用进行了合理的扬弃，用“客观实在客观实在”这一更具一般这一更具一般性、普遍性和抽象性的概念对辩证唯物主义的物质性、普遍性和抽象性的概念对辩证唯物主义的物质

311、观予以了全新阐释，并认为，有必要对唯能论作唯观予以了全新阐释，并认为，有必要对唯能论作唯物主义的解释。他指出：物主义的解释。他指出：“物质正在消失物质正在消失这句这句话的意思是说：迄今我们认识物质所达到的那个界话的意思是说：迄今我们认识物质所达到的那个界限正在消失，我们的知识正在深化；那些从前以为限正在消失，我们的知识正在深化；那些从前以为是绝对的、不变的、原本的物质特性（不可入性、是绝对的、不变的、原本的物质特性（不可入性、惯性、质量等等）正在消失，现在它们显现出是相惯性、质量等等）正在消失，现在它们显现出是相对的、仅为物质的某些状态所特有的。对的、仅为物质的某些状态所特有的。” 四、第二次

312、技术革命四、第二次技术革命在第二次科学革命的基础上爆发了第二次技术革命。在第二次科学革命的基础上爆发了第二次技术革命。 第二次技术革命是场能开发意义上的第二次技术革命是场能开发意义上的能源技术革能源技术革命命。这场技术革命可分为两大阶段：。这场技术革命可分为两大阶段： 第一阶段第一阶段从从19世纪世纪70年代到年代到20世纪世纪20年代，主要年代，主要标志是标志是电力电力的广泛应用，科学基础是的广泛应用，科学基础是电磁学电磁学； 第二阶段第二阶段从从20世纪世纪30年代到年代到20世纪世纪40年代，其主年代，其主要标志是要标志是原子能技术原子能技术的诞生与发展（的诞生与发展（1942年费米建年

313、费米建立了世界第一座核反应堆，立了世界第一座核反应堆，1945年美国研制出了原年美国研制出了原子弹），其科学基础是子弹），其科学基础是相对论、量子力学相对论、量子力学，以及相，以及相关科学学科的综合发展。关科学学科的综合发展。 第二次技术革命推动工业文明进入了电气、原子第二次技术革命推动工业文明进入了电气、原子能机械自动化时代。能机械自动化时代。 第五节第五节 第三次科技革命：第三次科技革命： 信息系统复杂综合的世界图景和信息思维信息系统复杂综合的世界图景和信息思维 一、第三次科学革命的时间、内容和过程一、第三次科学革命的时间、内容和过程第三次科学革命爆发于第三次科学革命爆发于20世纪中叶，并

314、表世纪中叶，并表现为一个持续推进和发展的过程，标志这一现为一个持续推进和发展的过程，标志这一过程的是一批可以用过程的是一批可以用信息系统、复杂性科学信息系统、复杂性科学这一统一的名称来指谓的新兴学科群的崛起，这一统一的名称来指谓的新兴学科群的崛起，以及相应的以及相应的全新科学范式、科学世界图景全新科学范式、科学世界图景和和科学思维方式科学思维方式的涌现。的涌现。可以将信息系统、复杂性科学学科群的崛起可以将信息系统、复杂性科学学科群的崛起具体分为三个阶段：具体分为三个阶段： 第一阶段：第一阶段：是信息系统基础理论创立期（是信息系统基础理论创立期（20世世纪纪40年代年代50年代初），诞生的主要学

315、科包括：年代初），诞生的主要学科包括：分子生物学分子生物学（1953年美国生物学家沃森、英国物年美国生物学家沃森、英国物理学家克里克理学家克里克 DNA）、）、一般系统论一般系统论（美贝塔朗（美贝塔朗菲）、菲）、通讯信息论通讯信息论（美贝尔：申农）、一般控制（美贝尔：申农）、一般控制论（美维纳）等。论（美维纳）等。 第二阶段：第二阶段：是信息系统自组织理论发展期（是信息系统自组织理论发展期（20世纪世纪60年代末年代末80年代初），创立的主要学科包括年代初），创立的主要学科包括耗散结构论耗散结构论（比利时自由大学的普利高津：开放、（比利时自由大学的普利高津：开放、负熵流）负熵流） 、协同学协同

316、学（德国科学家哈肯）（德国科学家哈肯） 、突变论突变论（法国数学家托姆）、（法国数学家托姆）、超循环论超循环论（德国物理学家艾（德国物理学家艾根）根） 自组织理论等。自组织理论等。 第三阶段：第三阶段：是复杂性信息系统理论研究期（是复杂性信息系统理论研究期（20世纪世纪70年代中期年代中期90年代以来），创立的主要学科年代以来），创立的主要学科包括分形几何学、混沌理论、全息论、虚拟现实科包括分形几何学、混沌理论、全息论、虚拟现实科学、纳米科学、复杂系统理论研究等。学、纳米科学、复杂系统理论研究等。 二、信息系统复杂综合世界图景二、信息系统复杂综合世界图景 第三次科学革命的意义极为广阔和深远。信

317、息第三次科学革命的意义极为广阔和深远。信息系统学科群的崛起，不仅揭示了一个区别于传统科系统学科群的崛起，不仅揭示了一个区别于传统科学与哲学所集中阐释的物质（包括质量、能量）世学与哲学所集中阐释的物质（包括质量、能量）世界的界的一个全新的存在领域（信息世界的领域），一个全新的存在领域（信息世界的领域），而而且提出了四大全新视角的科学解释纲领：与传统科且提出了四大全新视角的科学解释纲领：与传统科学中盛行的学中盛行的“还原论还原论”解释纲领相悖的解释纲领相悖的“整体主义整体主义（整体涌现论）（整体涌现论）”的的系统科学纲领系统科学纲领；强调通过信息；强调通过信息普遍联系、反馈、调控、网络化和综合建构

318、的普遍联系、反馈、调控、网络化和综合建构的信息信息科学纲领科学纲领；系统模式创新的有序生成和增长的；系统模式创新的有序生成和增长的自组自组织纲领织纲领；在更为综合的层面上将诸多上述研究纲领；在更为综合的层面上将诸多上述研究纲领有机统一起来的有机统一起来的复杂性信息系统研究纲领复杂性信息系统研究纲领。 正是这种诸多全新科学解释纲领的正是这种诸多全新科学解释纲领的综合展示，使得人们以科学的名义实现综合展示，使得人们以科学的名义实现了信息系统复杂综合的世界图景，了信息系统复杂综合的世界图景，并最并最终导致人类的科学观念和科学思维方式终导致人类的科学观念和科学思维方式从实体观念和实体思维、能量观念和能

319、从实体观念和实体思维、能量观念和能量思维转向信息观念和信息思维。量思维转向信息观念和信息思维。 三、信息思维三、信息思维 信息观念是指人们信息观念是指人们将信息将信息作为一种区别于质量和能量的作为一种区别于质量和能量的基本存在基本存在，以及对其（，以及对其（信息信息）本质、存在方式、意义和价值）本质、存在方式、意义和价值所作的一般性理解、规定和认识。而依据相应的理解、规定所作的一般性理解、规定和认识。而依据相应的理解、规定和认识，从现存事物的结构和关系网络互动模式、演化程序和认识，从现存事物的结构和关系网络互动模式、演化程序和过程模式中去把握和描述事物的本质、特点和属性的方式和过程模式中去把握

320、和描述事物的本质、特点和属性的方式和方法，将现存事物的结构、关系和过程和方法，将现存事物的结构、关系和过程作为信息的载体或作为信息的载体或符码，符码，并由此破译出蕴涵在研究对象中的关于事物并由此破译出蕴涵在研究对象中的关于事物历史状态、历史状态、现实关系、未来趋向等的现实关系、未来趋向等的间接存在（客观不实在、客观间接间接存在（客观不实在、客观间接存在）的内容存在）的内容（客观信息）（客观信息）的方式和方法，以及将现实对象的方式和方法，以及将现实对象物或信息物或信息再行人为再行人为符号化符号化（主观信息、主观不实在、主观间（主观信息、主观不实在、主观间接存在）接存在），并赋予其特定的代式关系的

321、方式和方法，便构成，并赋予其特定的代式关系的方式和方法，便构成了信息认识方式或信息思维方式，亦即信息思维。了信息认识方式或信息思维方式，亦即信息思维。信息思维方式、信息系统科学的最一般的、最信息思维方式、信息系统科学的最一般的、最普遍的理论和方法乃是一种新的科学范式普遍的理论和方法乃是一种新的科学范式，这一新，这一新的科学范式具有极强的渗透力、贯穿力和改造力。的科学范式具有极强的渗透力、贯穿力和改造力。当把相关的一些信息系统科学的原理和方法扩展开当把相关的一些信息系统科学的原理和方法扩展开来应用到已有的传统学科时，当用全新的信息思维来应用到已有的传统学科时，当用全新的信息思维方式对传统的学科理

322、论和内容进行重新审视和研究方式对传统的学科理论和内容进行重新审视和研究时，便会立即赋予这些传统学科以某种崭新意义的时，便会立即赋予这些传统学科以某种崭新意义的全方位改造或全新意义的阐释。我们这个时代的科全方位改造或全新意义的阐释。我们这个时代的科学，学，信息时代的科学信息时代的科学，正在面临着一个全面信息化，正在面临着一个全面信息化的发展过程，这一科学发展的全面信息化过程可以的发展过程，这一科学发展的全面信息化过程可以更为贴切的称之为更为贴切的称之为“科学的信息科学化科学的信息科学化”。 四、第三次技术革命四、第三次技术革命 第三次技术革命，又称新技术革命，或信息技第三次技术革命，又称新技术革

323、命，或信息技术革命。可以将这场技术革命分为三大阶段：术革命。可以将这场技术革命分为三大阶段： 第一阶段：第一阶段：爆发于爆发于20世纪世纪40年代后期到年代后期到20世纪世纪50年代计算机技术和空间技术（年代计算机技术和空间技术（1957年苏联卫星）年苏联卫星）的诞生是其主要标志；的诞生是其主要标志； （1946年年2月月15日美国宾夕法尼亚大学物理学家莫日美国宾夕法尼亚大学物理学家莫奇利和发明家埃克脱研制出了第一台电子计算机，奇利和发明家埃克脱研制出了第一台电子计算机，名叫名叫“埃尼阿克埃尼阿克”（ENIAC），），即即“电子数字积分电子数字积分计算机计算机”。1946年年1952年美国数学

324、家冯年美国数学家冯诺依曼诺依曼发明了发明了“离散变量自动计算机离散变量自动计算机”（EDVAC即即“埃埃达法克达法克”：二进制、便外插式为内存式。宇宙大爆：二进制、便外插式为内存式。宇宙大爆炸模型、板块模型、炸模型、板块模型、DNA模型、夸克模型、冯模型、夸克模型、冯诺诺依曼模型）依曼模型） 第二阶段：第二阶段：爆发于爆发于20世纪世纪50年代到年代到20世纪世纪80年代年代末，微电子技术（末，微电子技术（1957美国得克萨斯公司物理学家美国得克萨斯公司物理学家基基尔比尔比和仙童公司物理学家和仙童公司物理学家诺依斯诺依斯发明了集成电路技术）发明了集成电路技术）、生物工程（、生物工程（1970年

325、和年和1971年分别由美国分子生物年分别由美国分子生物学家学家内森斯内森斯和和伯格伯格实现了基因的切割与重组技术）、实现了基因的切割与重组技术）、空间技术（空间技术（1969阿波罗登月计划）、海洋开发、新材阿波罗登月计划）、海洋开发、新材料、新能源技术等领域是其主要标志；料、新能源技术等领域是其主要标志； 第三阶段：第三阶段：爆发于爆发于20世纪世纪80年代末以来，多媒体年代末以来，多媒体技术、信息网络技术、虚拟现实技术、生物工程技术技术、信息网络技术、虚拟现实技术、生物工程技术（无土细胞组织培养、人类基因组测序、高等动物自（无土细胞组织培养、人类基因组测序、高等动物自体克隆技术、干细胞研究）

326、、纳米技术等是其主要标体克隆技术、干细胞研究）、纳米技术等是其主要标志领域。志领域。信息系统、复杂性科学学科群的崛起构成了信息系统、复杂性科学学科群的崛起构成了第三次技术革命的第三次技术革命的科学基础科学基础。 第三次技术革命爆发的三个阶段也恰恰对应第三次技术革命爆发的三个阶段也恰恰对应着人类计算机技术发展的三大里程碑：计算机的着人类计算机技术发展的三大里程碑：计算机的研制成功、计算机的微型化、计算机的网络化。研制成功、计算机的微型化、计算机的网络化。 第三次技术革命虽然涉及了众多新兴技术领第三次技术革命虽然涉及了众多新兴技术领域，但是，域，但是，这众多领域都基本上可以被信息技术这众多领域都基

327、本上可以被信息技术领域所涵盖领域所涵盖。尤其是作为第三次技术革命的核心。尤其是作为第三次技术革命的核心领域的领域的计算机技术、微电子技术、光纤技术、空计算机技术、微电子技术、光纤技术、空间技术、遥控遥感技术、磁记录技术，间技术、遥控遥感技术、磁记录技术，以及最新以及最新发展起来的发展起来的多媒体技术、信息网络及通讯技术多媒体技术、信息网络及通讯技术等等等则同样是信息技术的核心部分。等则同样是信息技术的核心部分。信息技术革命给人类带来的不仅仅是一种技信息技术革命给人类带来的不仅仅是一种技术上的进步，而是社会的全面信息化的进化，这术上的进步，而是社会的全面信息化的进化，这种进化导致了种进化导致了生

328、产方式、生活方式、认识方式上生产方式、生活方式、认识方式上的极为深刻的变革的极为深刻的变革：就生产方式来说，就生产方式来说，信息技信息技术革命导致了信息（知识）经济的出现和发展，术革命导致了信息（知识）经济的出现和发展，这种信息经济与以往的生产目的不同，它并不直这种信息经济与以往的生产目的不同，它并不直接生产物质性产品，而是生产各类知识和信息形接生产物质性产品，而是生产各类知识和信息形态的产品，并以知识和信息形态的生产活动来重态的产品，并以知识和信息形态的生产活动来重组和改造传统的物质产品的生产过程（软件程序、组和改造传统的物质产品的生产过程（软件程序、数字化机床、现代化生产工艺、现代化管理）

329、，数字化机床、现代化生产工艺、现代化管理），使得传统产业出现了新面貌，的道理新发展。使得传统产业出现了新面貌，的道理新发展。 就生活方式来说，就生活方式来说，信息革命导致人们在日信息革命导致人们在日常生活中更多地注重对知识和信息产品的利用，常生活中更多地注重对知识和信息产品的利用，使一般社会生活、家庭生活计算机化、自动化、使一般社会生活、家庭生活计算机化、自动化、网络化、时尚化，加快了人们的生活节奏；网络化、时尚化，加快了人们的生活节奏；就就认识方式来说，认识方式来说，信息革命推动着人们的观念从以信息革命推动着人们的观念从以物质为中心的价值观向以知识为中心的价值观转物质为中心的价值观向以知识为

330、中心的价值观转变，人们将更多地注重知识和智慧的创造和积累，变，人们将更多地注重知识和智慧的创造和积累，更为积极地关注和创造未来。更为注重于用计算更为积极地关注和创造未来。更为注重于用计算机化、自动化、现代化的信息技术手段和方式去机化、自动化、现代化的信息技术手段和方式去认识自然物的客观信息。认识自然物的客观信息。信息科学和技术革命给人类社会带来的是一种整信息科学和技术革命给人类社会带来的是一种整体性的变革，它宣告了人类工业文明的结束，把人体性的变革，它宣告了人类工业文明的结束，把人类推进到了一个崭新的时代类推进到了一个崭新的时代信息时代。信息时代。 如果说如果说古代和近代科学前期古代和近代科学

331、前期，占主导地位的哲，占主导地位的哲学和科学思维方式是实体思维方式，学和科学思维方式是实体思维方式，近代科学后近代科学后期和现代科学前期期和现代科学前期占主导地位的科学思维方式是能占主导地位的科学思维方式是能量思维方式的话，那么，量思维方式的话，那么，19世纪下半叶世纪下半叶（以（以“熵熵增原理增原理”的提出为标志）的提出为标志）以来以来，一种新的科学思维，一种新的科学思维方式方式信息思维开始悄然崛起，并逐渐发展为信息思维开始悄然崛起，并逐渐发展为20世纪下半叶以来占据主导地位的科学思维方式。世纪下半叶以来占据主导地位的科学思维方式。信息系统科学的崛起、信息技术革命的信息系统科学的崛起、信息技

332、术革命的持续推进，持续推进，科学的信息科学化科学的信息科学化，以及信息经，以及信息经济、信息社会的全方位的变革，已经和正在济、信息社会的全方位的变革，已经和正在全面刷新着人类的科学体制、经济体制、政全面刷新着人类的科学体制、经济体制、政治体制、军事方式、文化模式、生活方式和治体制、军事方式、文化模式、生活方式和观念模式，最终导致工业文明的终结和观念模式，最终导致工业文明的终结和信息信息社会文明的崛起社会文明的崛起。 在在21世纪，信息思维的光芒必将更加辉煌世纪，信息思维的光芒必将更加辉煌地普照人类科学的殿堂，并加速推动人类社地普照人类科学的殿堂，并加速推动人类社会文明的全面进步和发展。会文明的

333、全面进步和发展。 思考题思考题1、简述科学的功能、简述科学的功能2、简述、简述“技术结构技术结构”概念的狭义与广义之分概念的狭义与广义之分3、简述技术的功能、简述技术的功能4、简述工程的本质、结构和功能、简述工程的本质、结构和功能5、怎样通过对工程功能的理解来认识当代科学、技术、工程发展的一体、怎样通过对工程功能的理解来认识当代科学、技术、工程发展的一体化趋势？化趋势？6、简述科学革命、技术革命产业革命和社会革命之间的辩证关系、简述科学革命、技术革命产业革命和社会革命之间的辩证关系7、简述什么是科学技术化、技术科学化？、简述什么是科学技术化、技术科学化？8、为什么说第一次科学革命所表现出来的是

334、实体实在论、为什么说第一次科学革命所表现出来的是实体实在论 和实体思维？和实体思维？9、简述第一科技革命的时间、内容和过程、简述第一科技革命的时间、内容和过程10、为什么说第二次科学革命所表现出来的是场能实在论、为什么说第二次科学革命所表现出来的是场能实在论 和能量思维？和能量思维？11、简述第二科技革命的时间、内容和过程、简述第二科技革命的时间、内容和过程12、为什么说第三次科学革命所表现出来的是信息系统复杂综合的世界图、为什么说第三次科学革命所表现出来的是信息系统复杂综合的世界图景和信息思维？景和信息思维？13、简述第三科技革命的时间、内容和过程、简述第三科技革命的时间、内容和过程14、为

335、什么说信息技术革命导致了人类生产方式、生活方式、认识方式的、为什么说信息技术革命导致了人类生产方式、生活方式、认识方式的深刻变革？（深刻变革？（232233）15、简述古代、近代和现代思维方式的特征（、简述古代、近代和现代思维方式的特征（234） 第四讲第四讲 现代综合和复杂性方法现代综合和复杂性方法 教学目的和要求：教学目的和要求：本讲内容立足于当代复杂信息系统理论所提供的全新科学思维方式，具体讲述系统方法、信息控制方法和复杂范式方法。通过对相应方法的学习，有助于提高学生从信息观、系统整体观、复杂性视角分析和解决问题的能力，从而较好地掌握科学技术研究的当代综合性、复杂性方法。 本讲参考学时：

336、本讲参考学时：4学时。 现代综合方法和复杂性方法是适用于科学认识现代综合方法和复杂性方法是适用于科学认识各个阶段的获取、加工、利用和处理信息的方法。各个阶段的获取、加工、利用和处理信息的方法。 此类方法是随着现代复杂信息系统科学学科群此类方法是随着现代复杂信息系统科学学科群的崛起而诞生的。其中最为成熟的有的崛起而诞生的。其中最为成熟的有系统方法、信系统方法、信息控制方法和复杂范式方法息控制方法和复杂范式方法等。等。 现代综合方法和复杂性方法冲破传统单向思维现代综合方法和复杂性方法冲破传统单向思维方式的束缚，强调整体性、结构性、全息性，强调方式的束缚，强调整体性、结构性、全息性，强调整体和部分关

337、系的统一，强调过程、程序和关系，整体和部分关系的统一，强调过程、程序和关系，为研究复杂对象提供了一套崭新的方法论原则和程为研究复杂对象提供了一套崭新的方法论原则和程序序,在实践中得到了广泛普及和应用。在实践中得到了广泛普及和应用。 第一节第一节 系统方法系统方法 一、系统方法的概念一、系统方法的概念系统方法是将研究对象作为一个系统整系统方法是将研究对象作为一个系统整体，着重从整体与要素、要素与要素、要素体，着重从整体与要素、要素与要素、要素与环境的相互关系中考察对象，并对问题做与环境的相互关系中考察对象，并对问题做出最佳处理的方法。出最佳处理的方法。 系统方法重点强调的是要素之间约束和系统方法

338、重点强调的是要素之间约束和选择、协同和放大的相互关系，追求在此关选择、协同和放大的相互关系，追求在此关系中形成系统的最佳效应。系中形成系统的最佳效应。 二、运用系统方法的基本原则二、运用系统方法的基本原则 l、整体性原则、整体性原则整体性原则是系统方法最基本的原则。它整体性原则是系统方法最基本的原则。它要求我们，无论是认识、研究、控制要求我们，无论是认识、研究、控制自然对自然对象象，还是设计、控制、制造，还是设计、控制、制造人工系统人工系统，都必，都必须从系统整体出发，探索系统内部各要素之须从系统整体出发，探索系统内部各要素之间，系统与要素之间，以及系统与环境之间间，系统与要素之间，以及系统与

339、环境之间的辩证关系，以达到对系统整体的深刻理解的辩证关系，以达到对系统整体的深刻理解和全面认识。和全面认识。 整体性原则是基于要素对系统的非加和整体性原则是基于要素对系统的非加和性关系而提出的。性关系而提出的。它认为：它认为：系统整体的结系统整体的结构并不是各个要素的简单相加或机械拼奏，构并不是各个要素的简单相加或机械拼奏，而是各个要素按照一定的方式组成的有机统而是各个要素按照一定的方式组成的有机统一体；一体；系统整体的功能也不是各个要素功系统整体的功能也不是各个要素功能的简单相加或重叠，而是各个要素在能的简单相加或重叠，而是各个要素在相干、相干、协调、耦合（约束、选择、协同、放大）协调、耦合

340、（约束、选择、协同、放大）等等非线性机制的条件下表现出来的新质（整体非线性机制的条件下表现出来的新质（整体效应和特定功能）。效应和特定功能）。 2、动态性原则、动态性原则动态性原则是系统的动态性原则是系统的历时性原则。历时性原则。它要求我们它要求我们不能把系统看成是不能把系统看成是静态的静态的 “死系统死系统”，而应把系，而应把系统看成是统看成是动态的动态的“活系统活系统”。虽然在科学研究中，。虽然在科学研究中，人们经常采用理想的人们经常采用理想的“孤立系统孤立系统”或或“封闭系统封闭系统”，这只是为了研究的需要而人为地设定的理想系统，这只是为了研究的需要而人为地设定的理想系统，而实际存在的系

341、统从原则上讲一般都是开放的、动而实际存在的系统从原则上讲一般都是开放的、动态的系统。因此，这就要求我们在研究和认识系统态的系统。因此，这就要求我们在研究和认识系统整体时，整体时，不仅要了解它的过去，掌握它的现在，还不仅要了解它的过去，掌握它的现在，还要预测它的未来，要预测它的未来，从中发现规律性的运动过程。从中发现规律性的运动过程。 3、优化性原则、优化性原则优化性原则是系统方法的优化性原则是系统方法的基本目的基本目的。也是也是任何一个系统所追求的目标。任何一个系统所追求的目标。整体效应整体效应的的最优。当部分效应与整体效应发生矛盾时，最优。当部分效应与整体效应发生矛盾时，部分效应必须服从整体

342、效应，这是系统优化部分效应必须服从整体效应，这是系统优化原则的核心。原则的核心。多级优化多级优化。对系统整体做出。对系统整体做出逐级优化的处理。即从最低的层次到最高的逐级优化的处理。即从最低的层次到最高的层次进行逐级优化，使系统达到整体效应的层次进行逐级优化，使系统达到整体效应的目的。反之，亦然。目的。反之，亦然。最优与满意最优与满意。最优化。最优化是系统方法所追求的目标。是系统方法所追求的目标。 （1）西蒙（西蒙（1978年诺贝尔经济奖获得者）年诺贝尔经济奖获得者）的有限的有限 理性决策论认为：一个完全理性的决策必须满足以理性决策论认为：一个完全理性的决策必须满足以下条件：下条件： 穷尽所有

343、信息穷尽所有信息 穷尽所有方案穷尽所有方案 有一套完善的价值体系对每个方案的结果做出有一套完善的价值体系对每个方案的结果做出 科学的预测科学的预测 （2）现代管理科学的决策模式）现代管理科学的决策模式 信息中心信息中心（收集内部、外部各种信息）（收集内部、外部各种信息） 参谋部参谋部（制定、提出各种可能的决策方案）（制定、提出各种可能的决策方案） 决策层决策层（确定方案）（确定方案） 4、模型化原则、模型化原则 模型化原则是实现系统整体原型的简单化、定量模型化原则是实现系统整体原型的简单化、定量化和最优化的化和最优化的必要途径和手段必要途径和手段。它是指在运用系统方。它是指在运用系统方法时，由

344、于系统规模庞大或很小，或者由于系统的因法时，由于系统规模庞大或很小，或者由于系统的因素众多，或者由于系统的结构复杂，或者由于难于直素众多，或者由于系统的结构复杂，或者由于难于直接作用于系统（如人体系统）或者由于研究对象时过接作用于系统（如人体系统）或者由于研究对象时过镜迁，难以追踪等原因，从而设计出与原型系统相同镜迁，难以追踪等原因，从而设计出与原型系统相同或相似的系统模型，来代替真实系统，通过对系统模或相似的系统模型，来代替真实系统，通过对系统模型的研究，来认识和掌握原型系统的本质和规律。系型的研究，来认识和掌握原型系统的本质和规律。系统方法建立的模型通常是用统方法建立的模型通常是用数学模型

345、、实物原理模型数学模型、实物原理模型等手段来表达。利用这种模拟方法比文字叙述更为精等手段来表达。利用这种模拟方法比文字叙述更为精练、简洁和准确，并可借助于计算机进行仿真试验。练、简洁和准确，并可借助于计算机进行仿真试验。在建构模型时要满足以下要求：在建构模型时要满足以下要求： 相似性相似性 原则上要求模型与原型要有某种程度的原则上要求模型与原型要有某种程度的相似性，这种相似可以体现在几何形式、数量关系、相似性，这种相似可以体现在几何形式、数量关系、内在结构、系统功能、属性特征等很多方面，其研究内在结构、系统功能、属性特征等很多方面，其研究的结果能够反映原型的信息并能外推到原型之上。的结果能够反

346、映原型的信息并能外推到原型之上。 简单性简单性 应抓住与目的相关的系统信息、因素，应抓住与目的相关的系统信息、因素，舍弃次要信息、因素，尽可能使模型简单、精确。这舍弃次要信息、因素，尽可能使模型简单、精确。这是在实际运作过程中追求经济、易解的要求。是在实际运作过程中追求经济、易解的要求。 客观性客观性 要保证模型与原型的相似，就必须遵循要保证模型与原型的相似，就必须遵循原型的客观规律，注意客观条件。原型的客观规律，注意客观条件。 建构模型的一般过程建构模型的一般过程 总之，在分析和解决问题时，以上四原则总之，在分析和解决问题时，以上四原则应相互协同。应相互协同。整体性原则是基础，动态原则是过整

347、体性原则是基础，动态原则是过程，最优化原则是目的，模型化原则是手段。程，最优化原则是目的，模型化原则是手段。 三、系统方法的一般步骤三、系统方法的一般步骤 P278281页页在系统工程中在系统工程中，为了解决规模较大、结，为了解决规模较大、结构复杂、涉及因素众多的大系统，长期以来构复杂、涉及因素众多的大系统，长期以来形成了一套科学的工作方法和步骤。目前以形成了一套科学的工作方法和步骤。目前以1962年美国学者霍尔年美国学者霍尔系统工程方法论系统工程方法论一一书中提出的三维结构（即逻辑、时间、知识书中提出的三维结构（即逻辑、时间、知识三维）方法最为典型。如下图所示：三维）方法最为典型。如下图所示

348、： 霍尔三维结构示图霍尔三维结构示图 1.逻辑维（解决问题的逻辑过程）逻辑维（解决问题的逻辑过程）此逻辑维是运用系统方法解决问题时的思维此逻辑维是运用系统方法解决问题时的思维过程，具体可分为七个步骤：过程，具体可分为七个步骤： 摆明问题。摆明系统所要解决的问题，通过摆明问题。摆明系统所要解决的问题，通过动态地、全面地收集相关的资料和数据，阐述问动态地、全面地收集相关的资料和数据，阐述问题的真实性及成为问题的依据。题的真实性及成为问题的依据。 目标选择。根据任务要求提出必须达到的目目标选择。根据任务要求提出必须达到的目标（技术、经济、政治、社会等目标），确定衡标（技术、经济、政治、社会等目标），

349、确定衡量标准（可称为：效果衡量指标）。量标准（可称为：效果衡量指标）。 系统综合。主要是根据问题、目标及系统综合。主要是根据问题、目标及评价指标形成评价指标形成一组可供选择的系统方案一组可供选择的系统方案并对并对所有候选方案的形成过程及构成、方针、任所有候选方案的形成过程及构成、方针、任务、管理措施、实施方法、衡量办法、衡量务、管理措施、实施方法、衡量办法、衡量标准等进行全面综合考察。此时，应自由地标准等进行全面综合考察。此时，应自由地设想、提问，不能人为的以各种理由加以限设想、提问，不能人为的以各种理由加以限制（智力激励法或头脑风暴发：制（智力激励法或头脑风暴发：1939年美国年美国科学家奥

350、斯本提出）科学家奥斯本提出）系统分析。在综合的基础上，对每个系统方系统分析。在综合的基础上，对每个系统方案进行比较、分析并精简，认真地阐述每个方案的案进行比较、分析并精简，认真地阐述每个方案的性能、特点及其与整个系统的相互关系。为了便于性能、特点及其与整个系统的相互关系。为了便于比较、分析，通常采用建立模型的办法，把各种方比较、分析，通常采用建立模型的办法，把各种方案与系统的评价目标联系起来。案与系统的评价目标联系起来。 最优化。对各种方案根据其满足指标设计要最优化。对各种方案根据其满足指标设计要求的远近进行排队，选出最佳方案。针对众多的候求的远近进行排队，选出最佳方案。针对众多的候选方案，如

351、果评价指标太多，要选择一个在所有指选方案，如果评价指标太多，要选择一个在所有指标中都最优的方案往往是很难的，这时，在不影响标中都最优的方案往往是很难的，这时，在不影响系统总体目标前提下，可协调（增减）一定的指标，系统总体目标前提下，可协调（增减）一定的指标，选用相对满意的方案，以保证方案切实可行。选用相对满意的方案，以保证方案切实可行。 决策。由专家根据更全面的要求，最决策。由专家根据更全面的要求，最后选定一个或几个方案来试行。后选定一个或几个方案来试行。 实施研制。根据最后敲定的方案，制实施研制。根据最后敲定的方案，制定出行动计划并逐步实施。在具体的运作定出行动计划并逐步实施。在具体的运作中

352、，如果比较顺利，可按步进行或略加修中，如果比较顺利，可按步进行或略加修改，以达到系统目标；如果问题较多，就改，以达到系统目标；如果问题较多，就要求回到前面几个步骤中的一个或多个，要求回到前面几个步骤中的一个或多个，寻找原因，重新做起。寻找原因，重新做起。 2.时间维时间维 (工作阶段工作阶段) 此时间维表示运用系统方法在从事系统工程活此时间维表示运用系统方法在从事系统工程活动时从规划阶段到更新阶段按时间排列的顺序，可动时从规划阶段到更新阶段按时间排列的顺序，可分为七个阶段：分为七个阶段： 规划阶段。通过调研、论证任务的必要性和可规划阶段。通过调研、论证任务的必要性和可行性，定出系统工程规划。行

353、性，定出系统工程规划。 制定方案。提出具体的计划方案、计划。制定方案。提出具体的计划方案、计划。 系统开发。实施研制方案，做出生产计划。系统开发。实施研制方案，做出生产计划。 系统生产。生产出所需的零部件或整体系统零系统生产。生产出所需的零部件或整体系统零件，并提出安装计划。件，并提出安装计划。 安装试验。按照系统预期的用途实施安装试验。按照系统预期的用途实施最佳安装，完成系统的运行计划。最佳安装，完成系统的运行计划。 运行阶段。使系统投入实际运行，在运行阶段。使系统投入实际运行，在运行中检验其性能，做出必要的改进。运行中检验其性能，做出必要的改进。 更新阶段。根据新要求改进原系统或更新阶段。

354、根据新要求改进原系统或取消原系统代之以新系统，使之更有效的工取消原系统代之以新系统，使之更有效的工作。作。 3.知识维知识维(专业知识专业知识) 此知识维是为完成上述各阶段、各步骤所需要此知识维是为完成上述各阶段、各步骤所需要的知识和各种专业科技知识。知识是运用系统方法的知识和各种专业科技知识。知识是运用系统方法从事系统活动的基础。在每一个系统工程活动中，从事系统活动的基础。在每一个系统工程活动中，除了某些共性知识外，还必须具备相应的专业基础除了某些共性知识外，还必须具备相应的专业基础知识。知识。霍尔霍尔把这些专业知识分为工程、医药、建筑、把这些专业知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、

355、社会科学、艺术等。商业、法律、管理、社会科学、艺术等。钱学森钱学森更更加详细地对系统工程做了分类，其中有：工程系统加详细地对系统工程做了分类，其中有：工程系统工程（工程技术）、科研系统工程（科学学）、企工程（工程技术）、科研系统工程（科学学）、企业系统工程（生产力经济学）、信息系统工程（信业系统工程（生产力经济学）、信息系统工程（信息学、情报学）、军事系统工程（军事科学）、环息学、情报学）、军事系统工程（军事科学）、环境系统工程（环境科学）境系统工程（环境科学）等等。等等。 霍尔的三维结构是目前运用系统方法霍尔的三维结构是目前运用系统方法进行系统分析、设计和实施的有效手段，从进行系统分析、设计

356、和实施的有效手段，从总体来看是由总体来看是由系统分析、系统模拟、系统设系统分析、系统模拟、系统设计、系统管理计、系统管理几方面组成的一个有机结合和几方面组成的一个有机结合和相互渗透过程，它通过详尽地综合分析，在相互渗透过程，它通过详尽地综合分析，在掌握系统的功能、目的、结构、信息量、系掌握系统的功能、目的、结构、信息量、系统内部诸要素关系的基础上进行系统模拟，统内部诸要素关系的基础上进行系统模拟，使系统分析的结果理论化、具体化、系统化，使系统分析的结果理论化、具体化、系统化，并进一步进行系统设计和系统管理，以达预并进一步进行系统设计和系统管理，以达预期目标。期目标。美国的美国的阿波罗登月计划阿

357、波罗登月计划是运用系统方法步骤成是运用系统方法步骤成功的范例。该计划要求在功的范例。该计划要求在1969年实现人类登上月年实现人类登上月球，为此组织了球，为此组织了2万多个公司，万多个公司，120多所大学，动多所大学，动用用42万人，共有万人，共有700多万个零件，耗资多万个零件，耗资300多亿美多亿美元。这样一个投入大量人、财、物，规模巨大的工元。这样一个投入大量人、财、物，规模巨大的工程，通过在国家宇航局设立程，通过在国家宇航局设立“阿波罗登月计划办公阿波罗登月计划办公室室”及下属的及下属的“阿波罗项目办公室阿波罗项目办公室”加强组织管理，加强组织管理，从知识储备、编制计划、量测性能、分析

358、评价、控从知识储备、编制计划、量测性能、分析评价、控制和指导变化到督促检查、控制执行，其中每一步制和指导变化到督促检查、控制执行，其中每一步骤所要实施的内容和所要达到的目标都多次的进行骤所要实施的内容和所要达到的目标都多次的进行推理、论证，确保选择最佳的决策，并严格把握工推理、论证，确保选择最佳的决策，并严格把握工作顺序的衔接。作顺序的衔接。 通过绘制通过绘制“计划协调技术计划协调技术”(PERT)网络网络图、采用成本相关法图、采用成本相关法(PACCT)保证所有分支保证所有分支细目都包括在工作进度系统内且明确了工细目都包括在工作进度系统内且明确了工作进度与成本费用之间的关系，及时地根作进度与

359、成本费用之间的关系，及时地根据反馈数据对每一步及上下步之间进行调据反馈数据对每一步及上下步之间进行调整，引入先进的电子计算机系统操作，从整，引入先进的电子计算机系统操作，从而保证了整个计划的顺利进行乃至最后的而保证了整个计划的顺利进行乃至最后的成功。成功。 四、系统方法的作用四、系统方法的作用 P281282页页 1.系统方法为人们提供了新的思维模式，实系统方法为人们提供了新的思维模式，实现了方法论上的创新现了方法论上的创新 2.系统方法是科学决策的重要手段系统方法是科学决策的重要手段 3.系统方法为现代科技的发展开辟了新途径系统方法为现代科技的发展开辟了新途径 第二节第二节 信息控制方法信息

360、控制方法 一、黑箱方法一、黑箱方法 1.黑箱与黑箱方法的概念黑箱与黑箱方法的概念 黑箱是指只知道其输入、输出值，对其内部结构黑箱是指只知道其输入、输出值，对其内部结构和运行机理尚不能够或不便于直接观察和认识的系和运行机理尚不能够或不便于直接观察和认识的系统。象这种不透明的箱子或者系统，我们称之为黑统。象这种不透明的箱子或者系统，我们称之为黑箱。黑箱也是相对而言的箱。黑箱也是相对而言的: 当人们对它一无所知时，它是黑箱；当人们对它一无所知时，它是黑箱； 如略知一二就转为灰箱；如略知一二就转为灰箱； 若了解的一清二楚，我们称它为白箱。若了解的一清二楚，我们称它为白箱。 黑箱方法黑箱方法是指在不打开

361、黑箱的前提下，是指在不打开黑箱的前提下，利用外部观测、试验，通过输入、输出信息，利用外部观测、试验，通过输入、输出信息，来研究对象的功能和特性，探索其内部结构来研究对象的功能和特性，探索其内部结构和机理的科学方法。和机理的科学方法。X（S）输入输入KW（S）Y（S）输出输出系统系统 2、运用黑箱方法的一般程序、运用黑箱方法的一般程序 划定目标、确认黑箱划定目标、确认黑箱。即根据研究对象的性即根据研究对象的性质和研究任务的要求，把作为黑箱进行研究的对象，质和研究任务的要求，把作为黑箱进行研究的对象，从环境中分离出来，确定它的边界，找出它与环境从环境中分离出来，确定它的边界，找出它与环境相互作用的

362、主要矛盾。相互作用的主要矛盾。 通过观察和试验，考察黑箱通过观察和试验，考察黑箱。黑箱确定之黑箱确定之后，就应对研究对象进行特定的输入，并观察其后，就应对研究对象进行特定的输入，并观察其输出及其动态过程。在观察过程中，除输入因素输出及其动态过程。在观察过程中，除输入因素外，一般不对系统施加别的干预，只观察或测量外，一般不对系统施加别的干预，只观察或测量输入、输出及其变化的数据。输入、输出及其变化的数据。 建立模型，阐明黑箱。建立模型，阐明黑箱。在获取到输入、输出端在获取到输入、输出端的数据后，就应进行比较和分析，并运用已有的数据后，就应进行比较和分析，并运用已有科学科学理论和技术知识理论和技术

363、知识，甚至可借鉴，甚至可借鉴以往的经验以往的经验来推导系来推导系统的内部状态、内部结构或内部过程，这就是阐明统的内部状态、内部结构或内部过程，这就是阐明黑箱。在这里人们常利用数学模型来描述黑箱的功黑箱。在这里人们常利用数学模型来描述黑箱的功能和特征。如能和特征。如 Y（S）=KW（S）X（S），），就是就是常用的一个数学模型。其中常用的一个数学模型。其中X（S）表示输入；）表示输入；y（S）表示输出；）表示输出；KW（S）表示传递函数；）表示传递函数；它定它定量地描述黑箱输入与输出之间的关系，反映了黑箱量地描述黑箱输入与输出之间的关系，反映了黑箱的信息传递、变换、处理的功能。的信息传递、变换、

364、处理的功能。 评价和检验黑箱。评价和检验黑箱。在对黑箱认识的基在对黑箱认识的基础上，根据认识的结果，给于系统造成新础上，根据认识的结果，给于系统造成新的输入，再观察其输出结果，把新输入和的输入，再观察其输出结果，把新输入和新输出的结果与原来新输出的结果与原来“考察黑箱考察黑箱”时相应时相应的输入与输出结果相比较。的输入与输出结果相比较。a. 如果正确，如果正确，则证明原来的分析认识是正确的；则证明原来的分析认识是正确的；b.反之，反之，则是不正确的。则是不正确的。 运用黑箱方法的一般程序运用黑箱方法的一般程序 3、黑箱方法的作用、黑箱方法的作用 为研究高度复杂的大系统提供了一个有为研究高度复杂

365、的大系统提供了一个有效工具。如许多生物、社会系统（人口系统预效工具。如许多生物、社会系统（人口系统预测、经济预测）只能确定一些基本参量，建立测、经济预测）只能确定一些基本参量，建立数学模型分析。数学模型分析。 对研究具有高度组织性和活动性的生命对研究具有高度组织性和活动性的生命系统有其独特作用。系统有其独特作用。 对许多探索性科学研究具有重要启示作对许多探索性科学研究具有重要启示作用。许多探索性研究对象，一般可视为尚待解用。许多探索性研究对象，一般可视为尚待解开的黑箱，如微观、宇观的物质结构和特性。开的黑箱，如微观、宇观的物质结构和特性。 4、黑箱方法的局限性、黑箱方法的局限性 不可能深刻理解

366、对象功能特性和行为方式不可能深刻理解对象功能特性和行为方式的基础和本质。因为黑箱方法不直接研究对象的的基础和本质。因为黑箱方法不直接研究对象的内部结构。内部结构。 由功能特性推测系统内部结构时可能会出由功能特性推测系统内部结构时可能会出现错误。因为一种功能常常可以映射多种结构。现错误。因为一种功能常常可以映射多种结构。 存在对可用信息的浪费。黑想方法只抽象存在对可用信息的浪费。黑想方法只抽象出输入、输出的若干种量来研究，而现实的对象出输入、输出的若干种量来研究，而现实的对象系统还可能有更多信息有待我们去认识。系统还可能有更多信息有待我们去认识。 二、功能模拟方法二、功能模拟方法 1、功能模拟方

367、法的含义及特点、功能模拟方法的含义及特点不论对象系统的内部结构，仅以模型和原不论对象系统的内部结构，仅以模型和原型之间的功能或行为相似为基础，用模型再型之间的功能或行为相似为基础，用模型再现原型功能的一种方法。现原型功能的一种方法。 其特点：其特点： 仅追求模型与原型在功能上的相似，不仅追求模型与原型在功能上的相似，不追求结构相似。追求结构相似。 模型既是认识原型的手段，又是具有目模型既是认识原型的手段，又是具有目的性行为的机器，可以代替和增进原型，本的性行为的机器，可以代替和增进原型，本身具有独立的被研究的特点。身具有独立的被研究的特点。 2、功能同构模拟、功能同构模拟 功能同构模拟是指，在

368、模型与原型之间，在输功能同构模拟是指，在模型与原型之间，在输入、输出及其相互关系方面，入、输出及其相互关系方面，有一一对应的变换有一一对应的变换关系。关系。同构是指同构是指“格局相同格局相同”，即两个系统中的，即两个系统中的各要素之间存在着某种一一对应的关系。各要素之间存在着某种一一对应的关系。同构变换的一般模式同构变换的一般模式 同构又分为：结构同构和功能同构同构又分为：结构同构和功能同构A、所谓所谓结构同构结构同构，是指原型与模型在结构模式的，是指原型与模型在结构模式的“格局格局相同相同” 。如地形与地图、照片与底片、机器模型结构与真。如地形与地图、照片与底片、机器模型结构与真实机器结构、

369、房屋结构模型与真实房屋结构等。实机器结构、房屋结构模型与真实房屋结构等。这实际上这实际上是指原型与模型在结构上相同或相似。是指原型与模型在结构上相同或相似。 B、所谓、所谓功能同构功能同构，是指原型与模型在功能性质上的，是指原型与模型在功能性质上的“格格局相同局相同”。功能同构可以同时是结构同构，也可以不是结。功能同构可以同时是结构同构，也可以不是结构同构。前者如：心脏移植、模仿他人产品等。后者如：构同构。前者如：心脏移植、模仿他人产品等。后者如：心脏起搏器；具有相似功能的载人汽车；具同样功能的杀心脏起搏器；具有相似功能的载人汽车；具同样功能的杀伤性武器（如手榴弹、手雷），可以是结构不同构的。

370、伤性武器（如手榴弹、手雷），可以是结构不同构的。这这实际上是指原型与模型在功能上相同或相似。两个系统在实际上是指原型与模型在功能上相同或相似。两个系统在功能上相同或相似，不一定在结构上相同或相似。功能上相同或相似，不一定在结构上相同或相似。 3.功能同态模拟功能同态模拟在现实功能模拟过程中在现实功能模拟过程中，同构模拟（结构同构）同构模拟（结构同构）往往很难达到，有时也没必要。所以，通常多采用同往往很难达到，有时也没必要。所以，通常多采用同态模拟。态模拟。 功能同态模拟是指功能同态模拟是指用简化的功能模型用简化的功能模型来模拟原型来模拟原型的功能。简化是的功能。简化是一种多对一的变换一种多对一

371、的变换，谓之同态变换。，谓之同态变换。这种多对一的同态变换过程实际上是指原型与模型在这种多对一的同态变换过程实际上是指原型与模型在结构和功能上不具有一一对应的关系，但原型与模型结构和功能上不具有一一对应的关系，但原型与模型在整体功能上具有一定的相同或相似性。也可以理解在整体功能上具有一定的相同或相似性。也可以理解为在结构或功能上是一种一代替多的变换过程。下图为在结构或功能上是一种一代替多的变换过程。下图分别标出了几种不同的同态变换模式。分别标出了几种不同的同态变换模式。几种不同的同态变换模式几种不同的同态变换模式上图上图d是同态变换的一种极端型。也可以把同是同态变换的一种极端型。也可以把同构变

372、换（即模型与原型在结构、功能上完全相同构变换（即模型与原型在结构、功能上完全相同或相似）看成是同态变换的另一种极端型。或相似）看成是同态变换的另一种极端型。 在同态模型中也可以区分在同态模型中也可以区分结构同态（结构与结构同态（结构与功能完全相似）功能完全相似）和和功能同态（结构不同而功能相功能同态（结构不同而功能相同或相似）同或相似）。用电脑模拟人脑的。用电脑模拟人脑的部分功能部分功能就是一就是一种功能同态模拟。种功能同态模拟。 事实上事实上功能同构模拟功能同构模拟和和功能同态模拟功能同态模拟可统称为可统称为功能模拟功能模拟。前者主要指模型与原型在结构、功能。前者主要指模型与原型在结构、功能

373、上相同或相似；后者是指模型与原型在结构上不上相同或相似；后者是指模型与原型在结构上不同，而在功能上相同或相似；而功能同构模拟只同，而在功能上相同或相似；而功能同构模拟只是功能模拟的一种特例是功能模拟的一种特例。 4.功能模拟过程功能模拟过程对象原型对象原型 对象模型对象模型 数学模型数学模型 技术模型技术模型 技术系统技术系统 如生物模型：第一，先通过对生物机体功能或行如生物模型：第一，先通过对生物机体功能或行为的研究，提炼出一个生物原型；第二，将生物原为的研究，提炼出一个生物原型；第二，将生物原型确定对象模型；第三，将对象模型转译成数学模型确定对象模型；第三，将对象模型转译成数学模型；第四，

374、运用电子线路型；第四，运用电子线路 、机械结构、化学结构等、机械结构、化学结构等手段，把对象模型或数学模型发展为技术装置。心手段，把对象模型或数学模型发展为技术装置。心脏起搏器、人造组织器官等。仿生法就是通过功能脏起搏器、人造组织器官等。仿生法就是通过功能模拟来实现的。模拟来实现的。 5.功能模拟的作用功能模拟的作用使机器代替人脑的部分思维功能成为可能，使机器代替人脑的部分思维功能成为可能，为人工智能研究开辟了一条重要途径。为人工智能研究开辟了一条重要途径。 为研究生命系统、神经系统、社会复杂系为研究生命系统、神经系统、社会复杂系统的特点和规律提供了一种重要途径。统的特点和规律提供了一种重要途

375、径。 电脑作为人脑的功能模拟，对研究人脑的电脑作为人脑的功能模拟，对研究人脑的生理、病理过程有重要意义。生理、病理过程有重要意义。 运用功能模拟方法，可以通过模型来运用功能模拟方法，可以通过模型来代替代替或增进或增进原型的功能和行为，使模型本身成为原型的功能和行为，使模型本身成为研究的目的。研究的目的。 a. 从模型从模型代替原型功能和行为代替原型功能和行为方面来看方面来看 例如：人工眼、人工肾、假肢、心肺机、心脏起例如：人工眼、人工肾、假肢、心肺机、心脏起搏器等功能模拟装置，可以代替某些功能暂停、功搏器等功能模拟装置，可以代替某些功能暂停、功能失常、功能丧失或衰竭的病变器官来执行其功能。能失

376、常、功能丧失或衰竭的病变器官来执行其功能。 b. 从模型要以从模型要以增进原型的行为和功能增进原型的行为和功能方面来看方面来看 例如，电眼、机械手、机器人等自动机，能代替例如，电眼、机械手、机器人等自动机，能代替人到危险和恶劣的环境中去从事装配、打捞、消防、人到危险和恶劣的环境中去从事装配、打捞、消防、探险等繁多的工作。尤其是电子计算机的出现则代探险等繁多的工作。尤其是电子计算机的出现则代替人在计算方面的远不及它的计算速度和准确度。替人在计算方面的远不及它的计算速度和准确度。 三、反馈控制方法三、反馈控制方法 1.反馈和反馈方法反馈和反馈方法反馈指把系统的输出信息又返送回输入端，并对系反馈指把

377、系统的输出信息又返送回输入端，并对系统的输入和再输出重新发生影响的过程。统的输入和再输出重新发生影响的过程。 一个简单的反馈环链模式一个简单的反馈环链模式反馈方法就是根据反馈原理，用系统活动的结果反馈方法就是根据反馈原理，用系统活动的结果来调整和控制系统活动的方法。来调整和控制系统活动的方法。 2.运用反馈控制方法的步骤运用反馈控制方法的步骤 确定目的，即输出的期望值。确定目的，即输出的期望值。 了解控制机构，如施控装置、被控对象、了解控制机构，如施控装置、被控对象、反馈装置及其组合方式。反馈装置及其组合方式。 观测、分析输入与输出值及干扰因素。观测、分析输入与输出值及干扰因素。 根据实际分析

378、结果，结合目标值，不断根据实际分析结果，结合目标值，不断调整反馈控制的条件、性质和强度。调整反馈控制的条件、性质和强度。 实施操控并根据有效的控制手段及时纠实施操控并根据有效的控制手段及时纠正偏差。正偏差。 3.反馈控制方法的基本形式（类型）反馈控制方法的基本形式（类型） 在闭环反馈控制系统中，由于在闭环反馈控制系统中，由于u=j-y位的变位的变化特性，将反馈分为正反馈和负反馈，在这化特性，将反馈分为正反馈和负反馈，在这里里j是是目标位目标位，y是是输出位输出位，u是二者的是二者的差位差位。 正反馈正反馈:是指系统的输出值对系统的反是指系统的输出值对系统的反馈作用有利于强化系统正在偏离目标的行

379、为，馈作用有利于强化系统正在偏离目标的行为，加剧系统的不稳定状态，最终使系统趋于崩加剧系统的不稳定状态，最终使系统趋于崩溃或解体。在正反馈中溃或解体。在正反馈中u=j-y U 这种反馈控制在生物体内可表现为控制者与被这种反馈控制在生物体内可表现为控制者与被控对象的控对象的相互促进相互促进，可表示为可表示为A B，如排尿、分，如排尿、分娩、应激等就是属于这种反馈的情形。也可表现为娩、应激等就是属于这种反馈的情形。也可表现为二者的二者的相互阻抑，可表示为相互阻抑，可表示为A B，如睡眠抑制和，如睡眠抑制和感官、交感神经活动的关系就是如此：中枢神经系感官、交感神经活动的关系就是如此：中枢神经系统疲劳

380、引起睡眠抑制，使感官、交感神经活动减少，统疲劳引起睡眠抑制，使感官、交感神经活动减少，而感官、交感神经活动减少，又会加深睡眠抑制。而感官、交感神经活动减少，又会加深睡眠抑制。总之，不论是相互促进或相互阻抑，正反馈都起着总之，不论是相互促进或相互阻抑，正反馈都起着打破机体相对稳定状态的作用。打破机体相对稳定状态的作用。+- 负反馈：是指系统的输出值对系统的反馈作用有负反馈：是指系统的输出值对系统的反馈作用有利于反抗系统偏离目标的行为，使系统沿着减小偏差的利于反抗系统偏离目标的行为，使系统沿着减小偏差的方向运动，最终使系统趋于稳定状态，恢复平衡。在正方向运动，最终使系统趋于稳定状态，恢复平衡。在正

381、反馈中反馈中u=j- y U 负反馈是控制系统的基本机制，这对人体来说则是负反馈是控制系统的基本机制，这对人体来说则是大量的而且是主要存在的，它能使机体维持某种稳定的大量的而且是主要存在的，它能使机体维持某种稳定的状态。例如人体体温的恒定，血压、心率的稳定，血糖、状态。例如人体体温的恒定，血压、心率的稳定，血糖、血中的酸碱度和电解质的平衡，都要靠人体内各种负反血中的酸碱度和电解质的平衡，都要靠人体内各种负反馈机制调节系统来实现。一般来说，负反馈机制都有一馈机制调节系统来实现。一般来说，负反馈机制都有一个决定个决定调节水平、调节点（即系统稳定的阈值范围）调节水平、调节点（即系统稳定的阈值范围）的

382、的机构，反馈信息必须和这个机构确定的使系统保持稳定机构，反馈信息必须和这个机构确定的使系统保持稳定状态的信息比较后，才能准确地调节控制系统的运动。状态的信息比较后，才能准确地调节控制系统的运动。 4.前馈和适度前馈和适度 前馈：前馈：在系统发生偏差之前根据预测信息而采在系统发生偏差之前根据预测信息而采取相应措施，克服或减少系统的扰动影响，从而达取相应措施，克服或减少系统的扰动影响，从而达到较好的控制效果。如，司机对汽车运行方向的调到较好的控制效果。如，司机对汽车运行方向的调控、人体对疾病的事先感知。控、人体对疾病的事先感知。 适度：适度：实施反馈控制要注意适度。反馈不足或实施反馈控制要注意适度

383、。反馈不足或过度都会使系统失调或振荡，难以达到预期的目标过度都会使系统失调或振荡，难以达到预期的目标值。要做到反馈适度，应在具备前馈装置的基础上，值。要做到反馈适度，应在具备前馈装置的基础上，采用多渠道的反馈系统回输信息，并尽量提高信息采用多渠道的反馈系统回输信息，并尽量提高信息的保真度。的保真度。 四、信息流程与网络方法四、信息流程与网络方法 1.信息流程与网络方法概念及运用的步骤信息流程与网络方法概念及运用的步骤信息流程与网络方法就是利用信息的观点，把系统信息流程与网络方法就是利用信息的观点，把系统的具体运动变化过程抽象为信息的提取、存贮和加工过的具体运动变化过程抽象为信息的提取、存贮和加

384、工过程，通过对信息流程的分析、处理，求得对该系统运动程，通过对信息流程的分析、处理，求得对该系统运动规律的认识。在研究时采用的具体流程如下图所示：规律的认识。在研究时采用的具体流程如下图所示：信息流程与网络结构图信息流程与网络结构图其运用步骤：其运用步骤： 确定对象系统：对象系统是研究主体所要面对的某种未确定对象系统：对象系统是研究主体所要面对的某种未知的或未全部了解的事物及其本质和规律。知的或未全部了解的事物及其本质和规律。 信息的获取：收集和掌握与对象系统有关的各类信息。信息的获取：收集和掌握与对象系统有关的各类信息。 信息的贮存：运用适当方法（建立信息库）保存大量信信息的贮存：运用适当方

385、法（建立信息库）保存大量信息。息。 信息的加工处理：运用信息的加工处理：运用人工或机器处理方式人工或机器处理方式，通过比较、，通过比较、分析与综合，对原有信息进行精炼与再创造，并建立信分析与综合，对原有信息进行精炼与再创造，并建立信息模型（运动规律），以信息方式揭示研究对象内部各息模型（运动规律），以信息方式揭示研究对象内部各个要素的基本联系及其本质和规律。个要素的基本联系及其本质和规律。 信息的输入与反馈：将信息模型信息的输入与反馈：将信息模型经过适当转换经过适当转换而实施于而实施于对象系统，及时、准确地识别和捕获信息输出中的反馈对象系统，及时、准确地识别和捕获信息输出中的反馈信息。其目的在

386、于信息。其目的在于控制控制对象系统和检验信息模型的作用对象系统和检验信息模型的作用和效果。和效果。如：对许多疾病（尤为神经系统、血液循环系如：对许多疾病（尤为神经系统、血液循环系统的疾病）的诊断和治疗。统的疾病）的诊断和治疗。 2信息控制法的特点信息控制法的特点 只抽象和把握信息的变换、反馈控制等过程，不研究对只抽象和把握信息的变换、反馈控制等过程，不研究对象的物质与能量形态。通过信息的变换和反馈流程研究对象的物质与能量形态。通过信息的变换和反馈流程研究对象的性质和规律。象的性质和规律。 3.信息方法的作用信息方法的作用 信息方法为揭示事物的发展规律提供了新的方法（信信息方法为揭示事物的发展规

387、律提供了新的方法（信息方法实际上是黑想方法、反馈控制方法通过信息来达到息方法实际上是黑想方法、反馈控制方法通过信息来达到认识事物和控制事物的目的）认识事物和控制事物的目的） 信息流的畅通是人流、物流、技术流、资金流畅通的信息流的畅通是人流、物流、技术流、资金流畅通的前提条件。前提条件。 信息方法揭示了不同系统（生物、社会、机器）之间信息方法揭示了不同系统（生物、社会、机器）之间共同存在的信息联系，从信息角度达到了对事物共同本质共同存在的信息联系，从信息角度达到了对事物共同本质的把握。的把握。 信息方法为人类认识自身机体提供了有效的研究方法。信息方法为人类认识自身机体提供了有效的研究方法。如医学

388、许多疾病的诊断和治疗。如医学许多疾病的诊断和治疗。 思考题思考题1、简述运用系统方法的基本原则、简述运用系统方法的基本原则2、简述西蒙有限理性决策论的科学现实依据以及现代管理、简述西蒙有限理性决策论的科学现实依据以及现代管理 科学的决策模式科学的决策模式3、全面理解系统方法的一般步骤（霍金的三维结构示意图、全面理解系统方法的一般步骤（霍金的三维结构示意图的展开过程：逻辑维、时间维、知识维）的展开过程：逻辑维、时间维、知识维）4、简述运用黑想方法的一般程序、简述运用黑想方法的一般程序5、简述功能同构模拟和功能同态模拟的关系、简述功能同构模拟和功能同态模拟的关系6、简述功能模拟的过程、简述功能模拟

389、的过程7、简述功能模拟的作用、简述功能模拟的作用8、简述运用反馈控制方法的步骤、简述运用反馈控制方法的步骤9、简述反馈控制方法的基本类型、简述反馈控制方法的基本类型10、简述信息流程与网络方法的概念及其运用步骤、简述信息流程与网络方法的概念及其运用步骤11、简述信息控制方法的特点和作用、简述信息控制方法的特点和作用第三节第三节第三节第三节 复杂性研究方法复杂性研究方法复杂性研究方法复杂性研究方法虽然，学界有人认为复杂性理论的研究应当从贝塔朗虽然，学界有人认为复杂性理论的研究应当从贝塔朗菲的系统运动开始，然而，真正具有比较明确的复杂性韵菲的系统运动开始，然而，真正具有比较明确的复杂性韵味的理论研

390、究，还是从以下这两个学派创立之后开始的。味的理论研究，还是从以下这两个学派创立之后开始的。 研究方式比较综合和明确，形成了相应的研究范式和研究方式比较综合和明确，形成了相应的研究范式和理论，影响比较大的复杂性理论研究学派主要有三个：理论，影响比较大的复杂性理论研究学派主要有三个： 1984年美国圣塔菲研究所（年美国圣塔菲研究所（SFI）的研究工作所代）的研究工作所代表的表的复杂适应系统理论学派（以霍兰为代表）；复杂适应系统理论学派（以霍兰为代表）； 1973年法国学者埃德加年法国学者埃德加莫兰（莫兰（E.Morin）为代表）为代表的研究小组所提出的的研究小组所提出的复杂性理论范式学派；复杂性理

391、论范式学派； 同时，同时，1979年普利高津提出的年普利高津提出的“复杂性科学复杂性科学”概念概念和我国钱学森开创和领导的和我国钱学森开创和领导的开放复杂巨系统理论研究学派开放复杂巨系统理论研究学派也对复杂性问题研究起到过积极的作用。也对复杂性问题研究起到过积极的作用。 一、复杂适应系统理论一、复杂适应系统理论 1圣塔菲学派的主要代表作圣塔菲学派的主要代表作霍兰：霍兰：隐秩序隐秩序适应性造就复杂性适应性造就复杂性、涌涌 现现从混沌到有序从混沌到有序； 盖尔曼：盖尔曼：夸克与美洲豹夸克与美洲豹简单性和复杂性的简单性和复杂性的 奇遇奇遇； 沃德罗普（沃德罗普（M.Waldrdp）复杂复杂诞生于秩序

392、诞生于秩序 与混沌边缘的科学与混沌边缘的科学； 卡斯蒂（卡斯蒂（J.Casti）虚实世界虚实世界计算机仿真如计算机仿真如 何改变科学的疆域何改变科学的疆域； 系列论文集。系列论文集。 2、涌现与复杂性、涌现与复杂性在圣塔菲的研究理念中，涌现概念与复在圣塔菲的研究理念中，涌现概念与复杂性概念往往具有同等重要的地位：杂性概念往往具有同等重要的地位：涌现的涌现的本质在于产生复杂性，而复杂性的本质则在本质在于产生复杂性，而复杂性的本质则在于体现涌现。于体现涌现。 霍兰写道：霍兰写道：“涌现现象的体现：复杂的涌现现象的体现：复杂的事物是从简单的事物中发展而来的事物是从简单的事物中发展而来的”；“涌涌现的

393、本质就是由小生大，由简入繁现的本质就是由小生大，由简入繁”；“涌涌现就是由简单的行动组合而产生的复杂行为。现就是由简单的行动组合而产生的复杂行为。”涌现的三个基本特点：涌现的三个基本特点： 涌现的普遍性涌现的普遍性从无生命世界到生命世界，从自然界到人类社会，从无生命世界到生命世界，从自然界到人类社会，从社会活动到精神活动，涌现现象无处不在，生命、从社会活动到精神活动，涌现现象无处不在，生命、意识、创造性思维就是最神奇的涌现现象。意识、创造性思维就是最神奇的涌现现象。 涌现的系统性涌现的系统性 发生涌现现象的事物不仅包含大量组分，而且都发生涌现现象的事物不仅包含大量组分，而且都涉及组分的相互作用

394、，涉及不同层次的划分、新层涉及组分的相互作用，涉及不同层次的划分、新层次的形成，因而属于系统现象和系统特性。次的形成，因而属于系统现象和系统特性。 涌现的恒新性涌现的恒新性 无法预料，出其不意，是涌现的一个重要特征无法预料，出其不意，是涌现的一个重要特征。 3.复杂适应系统的概念复杂适应系统的概念 两类不同的演化系统：两类不同的演化系统：非适应性演化系统：非适应性演化系统：不必要通过对特定外不必要通过对特定外部环境的适应而演化的系统。如，银河系、部环境的适应而演化的系统。如，银河系、恒星系等天体系统；恒星系等天体系统； 适应性演化系统：适应性演化系统：必须通过对外部环境的必须通过对外部环境的适

395、应而演化的系统。如，控制机、生物体、适应而演化的系统。如，控制机、生物体、生态环境、经济活动、社会组织等等。生态环境、经济活动、社会组织等等。 简单适应和复杂适应演化系统简单适应和复杂适应演化系统 简单适应（或称直接适应）演化系统：简单适应（或称直接适应）演化系统：不存不存在内随机性，只通过某个固定不变的程序与特定在内随机性，只通过某个固定不变的程序与特定外部环境条件刚性对应的适应系统。如，自动恒外部环境条件刚性对应的适应系统。如，自动恒温器、人工设计的专家系统等；温器、人工设计的专家系统等； 复杂适应演化系统：复杂适应演化系统：能够通过内部的信息处能够通过内部的信息处理（信息选择、压缩、图式

396、的选择、建构与改进）理（信息选择、压缩、图式的选择、建构与改进），具有自生长、自学习、自改进行为规则能力的，具有自生长、自学习、自改进行为规则能力的，具有内随机性和内调节性的具有内随机性和内调节性的能够主动适应复杂多能够主动适应复杂多变环境的系统变环境的系统。如，个体免疫系统、动物群体系。如，个体免疫系统、动物群体系统、地球生态系统、经济运行系统、城市发展系统、地球生态系统、经济运行系统、城市发展系统、社会发展系统、人脑思维信息加工系统、科统、社会发展系统、人脑思维信息加工系统、科学技术研发系统等等。学技术研发系统等等。 4能动者：具有自由意志的个体能动者：具有自由意志的个体 能动者（能动者（

397、Agent）的概念）的概念 从热力学和统计物理学发展起来的系统自组织理论，从热力学和统计物理学发展起来的系统自组织理论，其研究的对象大多是由其研究的对象大多是由无个性的原子、分子组成的系统无个性的原子、分子组成的系统。此类系统的一个共同的特点在于把构成系统的要素看作此类系统的一个共同的特点在于把构成系统的要素看作是僵硬的、固定不变的粒子。是僵硬的、固定不变的粒子。 在圣塔菲学者那里，在圣塔菲学者那里，构成系统的要素将不再是不具构成系统的要素将不再是不具有个性的简单服从整体意志的个体，而是具有各自行为有个性的简单服从整体意志的个体，而是具有各自行为自由度的，具有自由意志的个体。这样的个体既受到来

398、自由度的，具有自由意志的个体。这样的个体既受到来自整体性质方面的制约，也受到自己自由意志的左右。自整体性质方面的制约，也受到自己自由意志的左右。复杂适应系统行为的复杂性正是来自于构成其体系的大复杂适应系统行为的复杂性正是来自于构成其体系的大量能动者的自由意志所产生的这种内随机性的不确定性量能动者的自由意志所产生的这种内随机性的不确定性和非决定论的行为方式。和非决定论的行为方式。 能动者的特征能动者的特征 ： A、所有的复杂适应系统都毫无例外地、所有的复杂适应系统都毫无例外地由大量能动者构成，并且这些能动者无论在由大量能动者构成，并且这些能动者无论在形式上还是在性能上都各不相同。形式上还是在性能

399、上都各不相同。 B、这些能动者的行为不是由单一规则、这些能动者的行为不是由单一规则所确定，而是由一组规则来决定。这些能动所确定，而是由一组规则来决定。这些能动者的行为方式可以用通常的刺激者的行为方式可以用通常的刺激-反应规则反应规则（输入和输出规则）来予以表达。（输入和输出规则）来予以表达。 C、能动者的行为具有主动性，能够感受环境、能动者的行为具有主动性，能够感受环境信息，并通过经验积累自我学习，选择、调整和改信息，并通过经验积累自我学习，选择、调整和改变自己的行为规则，以便能动地适应环境。这样的变自己的行为规则，以便能动地适应环境。这样的一些活动可以看成是相应的能动者对环境信息进行一些活动

400、可以看成是相应的能动者对环境信息进行选择、获取、加工、压缩、提炼、传送、利用的信选择、获取、加工、压缩、提炼、传送、利用的信息处理过程，并且在这一基础上建立、修改和发展息处理过程，并且在这一基础上建立、修改和发展相应的认知图式和行为策略（生物学）。相应的认知图式和行为策略（生物学）。 D、由于在构成系统的能动者之间存在着复杂、由于在构成系统的能动者之间存在着复杂的相互作用，所以，任何单个能动者在适应上所产的相互作用，所以，任何单个能动者在适应上所产生的变动性策略都要去适应别的适应能动者的相应生的变动性策略都要去适应别的适应能动者的相应行为策略，反过来，所有能动者的行为策略都必须行为策略，反过来

401、，所有能动者的行为策略都必须与变化着的行为能动者的策略进行必要的协调（哈与变化着的行为能动者的策略进行必要的协调（哈肯的协同学说）。肯的协同学说）。 5.复杂适应系统的基本特性复杂适应系统的基本特性 霍兰认为，霍兰认为，复杂适应系统具有复杂适应系统具有7个方面的共同特征（四个方面的共同特征（四个特性和三种机制）：个特性和三种机制）：聚集（特性）聚集（特性）较为简单的能动者通较为简单的能动者通过相互作用聚集在一起；过相互作用聚集在一起；标识（机制）标识（机制）为了聚集而提供的为了聚集而提供的一个信号、一个纲领、一面旗帜，如部队或人群在集体活动一个信号、一个纲领、一面旗帜，如部队或人群在集体活动时

402、为了有效聚集而树立的旗帜，动物进行选择性交配的视觉时为了有效聚集而树立的旗帜，动物进行选择性交配的视觉图案和信息素；图案和信息素；非线性（特性）非线性（特性）；流（特性）流（特性）把能动者把能动者看作是节点，把节点间的相互作用看作是质量流、能量流、看作是节点，把节点间的相互作用看作是质量流、能量流、信息流的相互沟通、连接和交换；信息流的相互沟通、连接和交换；多样性（特性）多样性（特性）诸多能诸多能动者在复杂系统中产生了不同层次的多样性、能动者的多样动者在复杂系统中产生了不同层次的多样性、能动者的多样性、相互作用方式的多样性、标识的多样性、响应规则的多性、相互作用方式的多样性、标识的多样性、响应

403、规则的多样性、环境的多样性等等；样性、环境的多样性等等；内部模型（机制）内部模型（机制）能动者内部能动者内部建构的各式各样的图式的集合；建构的各式各样的图式的集合；积木（机制）积木（机制）能动者构建能动者构建内部模型的基本单元。内部模型的基本单元。 6.复杂适应系统的运作原理复杂适应系统的运作原理 复杂适应系统理论的目的是要揭示构成复杂适应系统理论的目的是要揭示构成系统的能动者以及整个系统所产生的适应系统的能动者以及整个系统所产生的适应性过程的一般性过程的一般运作机制运作机制，并能够，并能够在计算机在计算机上模拟实现上模拟实现。与这一目的相一致，该理论。与这一目的相一致，该理论提出了一系列的相

404、应提出了一系列的相应理论模型理论模型。 执行系统：执行系统：作为信息处理系统的能动者模型作为信息处理系统的能动者模型能动者内部模式的建立是建立在对相应信息进行能动者内部模式的建立是建立在对相应信息进行处理加工的基础之上的，这样，能动者便被抽象为处理加工的基础之上的，这样，能动者便被抽象为在信息输入和输出的过程中对信息进行选择性接受、在信息输入和输出的过程中对信息进行选择性接受、编码、转换、译码和规则性处理，并在相应的基础编码、转换、译码和规则性处理，并在相应的基础上建构和改变认知、预测、行为图式的一种装置。上建构和改变认知、预测、行为图式的一种装置。霍兰称这一装置为执行系统。一个执行系统通常由

405、霍兰称这一装置为执行系统。一个执行系统通常由三个部分组成：三个部分组成：探测器、效应器和规则。探测器、效应器和规则。 A.探测器（对环境信息输入的描述）探测器（对环境信息输入的描述） B.效应器（对能动者向环境输出信息的描述）效应器（对能动者向环境输出信息的描述） C.规则（处理信息的原则）规则（处理信息的原则） 信用分派：信用分派：从成功（或失败）中学习和适应从成功（或失败）中学习和适应 对能动者对环境反应的成功（或失败）予以评对能动者对环境反应的成功（或失败）予以评价，根据相应的评价赋予执行系统的相应部分以信价，根据相应的评价赋予执行系统的相应部分以信用和责备的权重。这便是信用分派。用和责

406、备的权重。这便是信用分派。 能动者将根据信用分配的权重或肯定、或强化、能动者将根据信用分配的权重或肯定、或强化、或修改、或放弃、或增加相应的规则。这一活动便或修改、或放弃、或增加相应的规则。这一活动便是通过有效的学习，产生与环境的适应。是通过有效的学习，产生与环境的适应。 通过信用分配的活动所产生的学习过程，引出通过信用分配的活动所产生的学习过程，引出的结果便是在不同规则的竞争中优胜劣汰的进化。的结果便是在不同规则的竞争中优胜劣汰的进化。 规则的发现和创新：规则的发现和创新：适应性规则在随机适应性规则在随机互动中被选择或产生互动中被选择或产生 能动者应对环境信息的规则具有多样性，能动者应对环境

407、信息的规则具有多样性，在已有的众多规则中对某一情况的应对效果在已有的众多规则中对某一情况的应对效果将会有优有劣。将会有优有劣。 规则便不可能是预先唯一给定的，而只能规则便不可能是预先唯一给定的，而只能是在与环境的互动过程中通过试错法的作用是在与环境的互动过程中通过试错法的作用被选择的，如果已有的规则库中没有相应的被选择的，如果已有的规则库中没有相应的适应性规则，那么，能动者便有必要产生一适应性规则，那么，能动者便有必要产生一个新的规则，以便适应新的情况。这一过程个新的规则，以便适应新的情况。这一过程便是规则的发现和创新。便是规则的发现和创新。 遗传算法遗传算法 霍兰是遗传算法的主要提出者。他借

408、鉴生物进霍兰是遗传算法的主要提出者。他借鉴生物进化论和遗传定律的基本思想，仅利用交换和突变两化论和遗传定律的基本思想，仅利用交换和突变两种遗传操作，提出了一种简化的种遗传操作，提出了一种简化的进化计算算法进化计算算法，这，这就是遗传算法。这一方法把能动者处理信息的规则就是遗传算法。这一方法把能动者处理信息的规则的发现和创新看成是类似于生物世代繁衍进化的一的发现和创新看成是类似于生物世代繁衍进化的一个过程，其基本实现步骤有三个：个过程，其基本实现步骤有三个： A.根据适应度繁殖根据适应度繁殖 从现存规则群中挑选字符串作为父母。字符串适从现存规则群中挑选字符串作为父母。字符串适应度越大（规则越强）

409、，越有可能被选中作为父母。应度越大（规则越强），越有可能被选中作为父母。一个具有高适应度的字符串可能要当多次父母。这一个具有高适应度的字符串可能要当多次父母。这一步骤只是拷贝，没有产生新规则。一步骤只是拷贝，没有产生新规则。 B.重组重组 父母配对、交换和突变以产生后代串。通过交父母配对、交换和突变以产生后代串。通过交换和突变，新的规则将有可能产生出来。换和突变，新的规则将有可能产生出来。 C.取代取代 后代串随机取代现存群体中的选定串。这个循环后代串随机取代现存群体中的选定串。这个循环重复多次，连续产生许多世代。因为取代是根据适重复多次，连续产生许多世代。因为取代是根据适应度的大小而选择的，

410、所以，通过取代便增强了适应度的大小而选择的，所以，通过取代便增强了适应性。应性。 在依靠适应度的繁殖过程中，高于平均数的规则在依靠适应度的繁殖过程中，高于平均数的规则被频繁使用，低于平均数的规则则较少使用。而通被频繁使用，低于平均数的规则则较少使用。而通过重组的交换和突变有可能创生出适应度更高的规过重组的交换和突变有可能创生出适应度更高的规则，随着这些新规则所起的作用的强化，这就构成则，随着这些新规则所起的作用的强化，这就构成了适应性进化的过程。了适应性进化的过程。 7.对复杂适应系统理论的评价对复杂适应系统理论的评价能动要素的生成论视角能动要素的生成论视角 信息处理系统的视角信息处理系统的视

411、角 对学习和适应策略变化的关注对学习和适应策略变化的关注 把还原论和整体论综合考察的视角把还原论和整体论综合考察的视角 对复杂性理解的单向性局限对复杂性理解的单向性局限 不变积木块机械性色彩的局限不变积木块机械性色彩的局限 隐喻的粗糙性和非严谨性隐喻的粗糙性和非严谨性 二、开放复杂巨系统理论二、开放复杂巨系统理论20世纪世纪70年代末以来，钱学森结合我国建设中年代末以来，钱学森结合我国建设中的系统工程研究，提出了建立系统科学体系和系统的系统工程研究，提出了建立系统科学体系和系统学的任务。在相关领域的实践和研究中，逐渐开辟学的任务。在相关领域的实践和研究中，逐渐开辟了对复杂系统问题探讨的方向。钱

412、学森研究复杂性了对复杂系统问题探讨的方向。钱学森研究复杂性问题的思路与西方学者不同，它反对泛泛地讨论复问题的思路与西方学者不同，它反对泛泛地讨论复杂性，主张把复杂性作为一类系统属性来对待，坚杂性，主张把复杂性作为一类系统属性来对待，坚持用系统的观点来看复杂性，用系统的方法来处理持用系统的观点来看复杂性，用系统的方法来处理复杂性问题。为此他提出了别具一格的开放复杂巨复杂性问题。为此他提出了别具一格的开放复杂巨系统理论。他明确提出：系统理论。他明确提出：“所谓所谓复杂性复杂性实际是实际是开放的复杂巨系统的动力学，或开放的复杂巨系统开放的复杂巨系统的动力学，或开放的复杂巨系统学学”。 1、以复杂性标

413、准作出的系统分类、以复杂性标准作出的系统分类 开放复杂巨系统的五大综合特征：规模；异质；开放复杂巨系统的五大综合特征：规模；异质；层次；非线性；开放性层次；非线性；开放性 根据钱学森的论述，只有在上述五个方面都具根据钱学森的论述，只有在上述五个方面都具有了相应特征的系统才可以称为是开放复杂巨系有了相应特征的系统才可以称为是开放复杂巨系统。统。 2、巨系统和复杂巨系统的分类、巨系统和复杂巨系统的分类 简单环境中的简单巨系统简单环境中的简单巨系统 如，贝纳德流，激光器。如，贝纳德流，激光器。 复杂环境中的简单巨系统复杂环境中的简单巨系统 如，智能机器人，环境复杂多变，系统却是如，智能机器人，环境复

414、杂多变，系统却是简单的。简单的。 简单环境中的复杂巨系统简单环境中的复杂巨系统 如，人体系统、人脑系统，对国际社会交如，人体系统、人脑系统，对国际社会交往极少的封闭社会，在研究问题的一段时间往极少的封闭社会，在研究问题的一段时间内环境变化不大，可看作简单的环境；内环境变化不大，可看作简单的环境； 复杂环境中的复杂巨系统复杂环境中的复杂巨系统 如今天改革开放中的中国社会及其国际环境如今天改革开放中的中国社会及其国际环境都是极其复杂的。都是极其复杂的。 上述按规模大小排列的开放复杂巨系统是上述按规模大小排列的开放复杂巨系统是相互嵌套在一起的。规模小的系统依次为规相互嵌套在一起的。规模小的系统依次为

415、规模大的系统的子系统。如下图所示：模大的系统的子系统。如下图所示：相互嵌套的开放复杂巨系统相互嵌套的开放复杂巨系统 3.综合集成方法综合集成方法 简单系统可以通过对组分的数学模型直接综合而得简单系统可以通过对组分的数学模型直接综合而得到系统的数学模型；简单巨系统可以用统计方法从微到系统的数学模型；简单巨系统可以用统计方法从微观过渡到宏观，建立系统的数学模型；现代科学没有观过渡到宏观，建立系统的数学模型；现代科学没有提供从复杂巨系统的微观描述过渡到宏观描述的统计提供从复杂巨系统的微观描述过渡到宏观描述的统计方法，更不能从直接综合组分描述中得到系统整体的方法，更不能从直接综合组分描述中得到系统整体

416、的描述。因此，开放复杂巨系统目前还属于没有理论方描述。因此，开放复杂巨系统目前还属于没有理论方法的研究对象。法的研究对象。 钱学森对开放复杂巨系统特性的分析是系统的、综钱学森对开放复杂巨系统特性的分析是系统的、综合的和多方面兼容的。这样的一种认识方法在他讨论合的和多方面兼容的。这样的一种认识方法在他讨论如何解决和处理开放复杂巨系统问题时也深刻地体现如何解决和处理开放复杂巨系统问题时也深刻地体现出来了。出来了。 20世纪世纪80年代末，钱学森提出了处理开放复杂巨系年代末，钱学森提出了处理开放复杂巨系统的方法统的方法从定性到定量的综合集成方法，简称综从定性到定量的综合集成方法，简称综合集成法。合集

417、成法。 综合集成法的基本内容综合集成法的基本内容 A、直接诉诸实践经验，特别是专家的经验、直接诉诸实践经验，特别是专家的经验、不成文的感受、判断力，把这些经验知识和现代不成文的感受、判断力，把这些经验知识和现代科学提供的理论知识结合起来，甚至与前人或古科学提供的理论知识结合起来，甚至与前人或古人的知识结合起来；人的知识结合起来； B、专家的经验是局部的、多半是定性的，要、专家的经验是局部的、多半是定性的，要通过建模计算把这些定性知识和各种观测数据、通过建模计算把这些定性知识和各种观测数据、统计资料结合起来，实现从局部定性的知识达到统计资料结合起来，实现从局部定性的知识达到整体定量的认识；整体定

418、量的认识； C、把人与计算机结合起来，充分利用知识工、把人与计算机结合起来，充分利用知识工程、专家系统、智能机器长于逻辑运算、速度高、程、专家系统、智能机器长于逻辑运算、速度高、容量大、不怕疲劳等特点，同时发挥人脑的洞察容量大、不怕疲劳等特点，同时发挥人脑的洞察力、长于形象思维的优点，使两者取长补短，互力、长于形象思维的优点，使两者取长补短，互相激发，产生出更高的智慧。相激发，产生出更高的智慧。综合集成的实质是专家经验、统计数据和信息综合集成的实质是专家经验、统计数据和信息资料、计算机技术三者的有机结合，构成一个以人资料、计算机技术三者的有机结合，构成一个以人为主的高度智能化的人为主的高度智能

419、化的人-机结合系统，发挥这个系机结合系统，发挥这个系统的整体优势，去解决问题。对开放复杂巨系统的统的整体优势，去解决问题。对开放复杂巨系统的综合集成要以人类积累的全部知识为基础来进行，综合集成要以人类积累的全部知识为基础来进行，要在整个现代科学知识体系中作大跨度的跳越，实要在整个现代科学知识体系中作大跨度的跳越，实行行泛化泛化思维，集大成，得智慧。钱学森称其为思维，集大成，得智慧。钱学森称其为大成智慧。在哲学上，就是把经验与理论、定性与大成智慧。在哲学上，就是把经验与理论、定性与定量、人与机、微观与宏观、还原论与整体论辩证定量、人与机、微观与宏观、还原论与整体论辩证地统一起来。这是方法论层次上

420、的综合集成，是系地统一起来。这是方法论层次上的综合集成，是系统科学方法虽概括地表述，因为一切系统方法均可统科学方法虽概括地表述，因为一切系统方法均可作为它的特殊情况。作为它的特殊情况。 在社会系统决策支持研究中运用综合集成在社会系统决策支持研究中运用综合集成方法的一般模式：方法的一般模式： 4.综合集成研讨厅体系综合集成研讨厅体系 1992年，钱学森在他前期提出的综合集成法的基年，钱学森在他前期提出的综合集成法的基础上，又进一步提出了建立综合集成研讨厅体系的础上，又进一步提出了建立综合集成研讨厅体系的设想。这一设想试图在更大领域和规模上实现新的设想。这一设想试图在更大领域和规模上实现新的综合。

421、综合。 综合集成研讨厅体系试图在个方面予以综合集成：综合集成研讨厅体系试图在个方面予以综合集成： 几十年来世界学术讨论的研讨班（几十年来世界学术讨论的研讨班（seminar）经验；经验； 从定性到定量综合集成法；从定性到定量综合集成法； C3I（Command, Control, Communications & Intelligence 指挥、控制、通信及情报）及作战指挥、控制、通信及情报）及作战模拟；模拟；情报信息技术；情报信息技术； 人工智能；人工智能； 灵境（灵境（Virtual Reality）技术；）技术； 人机结合的智能系统；人机结合的智能系统； 系统学；系统学； 新的产业革命中

422、的其他技术新的产业革命中的其他技术。综合集成研讨厅体系由三部分组成：以计算机综合集成研讨厅体系由三部分组成：以计算机为核心的现代高新技术的集成与融合所构成的机为核心的现代高新技术的集成与融合所构成的机器体系；专家体系；知识体系。器体系；专家体系；知识体系。 其中专家体系和机器体系是知识体系的载体。其中专家体系和机器体系是知识体系的载体。 这三个体系构成高度智能化的人机结合体系，这三个体系构成高度智能化的人机结合体系，不仅具有知识与信息采集、存储、传递、调用、不仅具有知识与信息采集、存储、传递、调用、分析与综合的功能，更重要的是具有产生新知识分析与综合的功能，更重要的是具有产生新知识和智慧的功能

423、，既可用来研究理论问题，又可用和智慧的功能，既可用来研究理论问题，又可用来解决实践问题。来解决实践问题。 5.对开放复杂巨系统理论的评价对开放复杂巨系统理论的评价 基本概念需进一步清理基本概念需进一步清理钱学森学派的理论中涉及到的许多基本概钱学森学派的理论中涉及到的许多基本概念、设想，如，巨系统、开放复杂巨系统、念、设想，如，巨系统、开放复杂巨系统、综合集成法、综合集成研讨厅、大成智慧学综合集成法、综合集成研讨厅、大成智慧学等等，其界定方法模糊、笼统，边界不清。等等，其界定方法模糊、笼统，边界不清。如，大、小、巨；集成、综合、研讨、智慧、如，大、小、巨；集成、综合、研讨、智慧、大成，等等，其具

424、体划分边界、其所达到的大成，等等，其具体划分边界、其所达到的程度等等都是无法清晰判定的。程度等等都是无法清晰判定的。 缺乏自己独立的研究方法和建模理论缺乏自己独立的研究方法和建模理论综合集成法、综合集成研讨厅，乃至大综合集成法、综合集成研讨厅，乃至大成智慧学的设想，都还只是把学术界已有成智慧学的设想，都还只是把学术界已有的相关知识、方法和领域予以罗列，尚未的相关知识、方法和领域予以罗列，尚未见象圣塔菲学派那样提出自己独特的解决见象圣塔菲学派那样提出自己独特的解决复杂性问题的方法和建立模型的理论。由复杂性问题的方法和建立模型的理论。由于传统的方法基本上不是针对复杂性问题于传统的方法基本上不是针对

425、复杂性问题的方法，所以，在对传统方法进行综合的的方法，所以，在对传统方法进行综合的基础上能否产生有效地解决复杂性问题的基础上能否产生有效地解决复杂性问题的方法尚是个问题。方法尚是个问题。 依靠经验判定的成分过浓依靠经验判定的成分过浓 综合集成法的成功强烈依赖于专家经综合集成法的成功强烈依赖于专家经验，综合集成研讨厅的设想也在很大程度验，综合集成研讨厅的设想也在很大程度上依赖于专家的头脑风暴的研讨，如果没上依赖于专家的头脑风暴的研讨，如果没有生成解决复杂性问题的一套有效的具体有生成解决复杂性问题的一套有效的具体方法，仅仅依靠专家经验的研讨和人机互方法，仅仅依靠专家经验的研讨和人机互动的数据整理，

426、希冀以此达到对复杂性问动的数据整理，希冀以此达到对复杂性问题的解决仍然是困难的。题的解决仍然是困难的。 缺乏对复杂性问题探索的信息维度缺乏对复杂性问题探索的信息维度 钱学森学派的研究家们一直未能把信息问题摆钱学森学派的研究家们一直未能把信息问题摆到应有的重要地位予以研究。然而，如果不能科到应有的重要地位予以研究。然而，如果不能科学揭示信息比较与物质所具有的独立性本质，缺学揭示信息比较与物质所具有的独立性本质，缺乏应有的阐释和处理事物的信息维度，复杂性问乏应有的阐释和处理事物的信息维度，复杂性问题的研究无论如何也是难以深入的。题的研究无论如何也是难以深入的。 钱学森学派理论面临的发展困境钱学森学

427、派理论面临的发展困境 钱学森先生提出了开放复杂巨系统理论的粗框，钱学森先生提出了开放复杂巨系统理论的粗框，现在的问题是如何沿着钱老开辟的方向发展和完现在的问题是如何沿着钱老开辟的方向发展和完善该领域的理论和方法。然而，钱老已经过世，善该领域的理论和方法。然而，钱老已经过世，这一领域的研究正面临后继无人的困惑。这一领域的研究正面临后继无人的困惑。 三、复杂范式理论三、复杂范式理论埃德加埃德加莫兰（莫兰（Edgar Morin）是法国著名学）是法国著名学者。从者。从20世纪世纪70、80年代开始，他就开始提出建年代开始，他就开始提出建立复杂范式理论的研究任务。他在这一领域中最具立复杂范式理论的研究

428、任务。他在这一领域中最具影响的代表作有：影响的代表作有：方法：自然之为自然方法：自然之为自然（1977）；）；复杂思想：自觉的科学复杂思想：自觉的科学（1990）；）；复杂性思想导论复杂性思想导论（1990）。）。 1.简化范式和复杂范式简化范式和复杂范式 莫兰明确区分了传统研究方法的简化范式和他要莫兰明确区分了传统研究方法的简化范式和他要建立的复杂范式。他以对比的方式分别列出了简化建立的复杂范式。他以对比的方式分别列出了简化范式和复杂范式各自理解事物的范式和复杂范式各自理解事物的13条原则。条原则。 简化范式的简化范式的13条原则是：条原则是： 普遍性原则：普遍性原则：“只有属于普遍性的科学

429、只有属于普遍性的科学”。把局部性和。把局部性和特殊性作为偶然性因素或残渣排除出去。特殊性作为偶然性因素或残渣排除出去。 消除时间上的不可逆性；更广义地说，就是消除所有事消除时间上的不可逆性；更广义地说，就是消除所有事件性和历史性的东西。件性和历史性的东西。 把对总体或系统的认识还原为对组成它们的简单部分或把对总体或系统的认识还原为对组成它们的简单部分或基本单元的认识。基本单元的认识。 把对组织的认识化归为对这些组织固有的有序性原则把对组织的认识化归为对这些组织固有的有序性原则（规律、不变性、稳恒性等等）的认识。（规律、不变性、稳恒性等等）的认识。 处于对象之上和之外的线性因果性的原则处于对象之

430、上和之外的线性因果性的原则 有序性作为绝对的解释的最高原则，这意味着普遍的和有序性作为绝对的解释的最高原则，这意味着普遍的和完美无缺的决定论的统治。随机性只是由于我们的无知而完美无缺的决定论的统治。随机性只是由于我们的无知而产生的表面现象。对于复杂的现象和对象的理解被归结为产生的表面现象。对于复杂的现象和对象的理解被归结为对支配这些现象和对象的基本组成单元的普遍和必然的规对支配这些现象和对象的基本组成单元的普遍和必然的规律的认识。律的认识。使对象孤立使对象孤立/脱离于它的环境。脱离于它的环境。对象与知觉对象与知觉/认识它的主体之间的绝对分离的原则。认识它的主体之间的绝对分离的原则。不同的观察者

431、不同的观察者/实验者所进行的验证不仅足以表明实验者所进行的验证不仅足以表明客观性，而且足以消除认识的主体。客观性，而且足以消除认识的主体。从而，在科学认识中可以消除任何有关主体的问题。从而，在科学认识中可以消除任何有关主体的问题。通过量化和形式化消除具体的存在物和存在活动。通过量化和形式化消除具体的存在物和存在活动。自主性是不可理解的。自主性是不可理解的。形式逻辑作为理论的内在的真理标准的绝对可靠性形式逻辑作为理论的内在的真理标准的绝对可靠性的原则。任何矛盾的出现都必然地意味着存在错误。的原则。任何矛盾的出现都必然地意味着存在错误。人们进行思想是把清晰和明确的概念在单值逻辑的人们进行思想是把清

432、晰和明确的概念在单值逻辑的推理中加以连接。推理中加以连接。 复杂范式的复杂范式的13条原则是：条原则是： 普遍性的原则是有效的但是不够的。增加从局部性和特普遍性的原则是有效的但是不够的。增加从局部性和特殊性出发的补充的和不可分离的理解原则。殊性出发的补充的和不可分离的理解原则。 承认和融入时间的不可逆性的原则，包括在物理学中承认和融入时间的不可逆性的原则，包括在物理学中（热力学第二定律、不可逆现象的热力学）、在生物中（热力学第二定律、不可逆现象的热力学）、在生物中（个体发育、种系发展、进化）和在任何组织的问题中（个体发育、种系发展、进化）和在任何组织的问题中（“人们只能根据其历史和过程来理解一

433、个复杂系统人们只能根据其历史和过程来理解一个复杂系统”普里戈金）。使历史和事件参与到任何说明和解普里戈金）。使历史和事件参与到任何说明和解释中去的不可回避的必然性。释中去的不可回避的必然性。 认识到把物理世界基础中简单的基本单元加以孤立的不认识到把物理世界基础中简单的基本单元加以孤立的不可能性。把对元素或部分的认识与对它们组成的总体和可能性。把对元素或部分的认识与对它们组成的总体和系统的认识连接起来的必要性。系统的认识连接起来的必要性。 组织问题的不可回避性的原则；对于某些物理存在（天组织问题的不可回避性的原则；对于某些物理存在（天体）、生物存在和人类体）、生物存在和人类-社会存在来说，自组织

434、的问题社会存在来说，自组织的问题也是不可避免的。也是不可避免的。 复杂因果性的原则，这包含互相关连的因果性、相互反复杂因果性的原则，这包含互相关连的因果性、相互反馈、滞后、干扰、协同作用、偏转、重新定向。自组织馈、滞后、干扰、协同作用、偏转、重新定向。自组织现象中的内现象中的内-外因果性的原则。外因果性的原则。 根据下述各项的两重性逻辑的关系来考察各种现象：融根据下述各项的两重性逻辑的关系来考察各种现象：融入组织的问题，而且也融入随机的事件来寻求对现实的入组织的问题，而且也融入随机的事件来寻求对现实的理解。理解。 区分对象（或存在物）与其环境但不分离的原则。认识区分对象（或存在物）与其环境但不

435、分离的原则。认识任何物理组织要求认识它和它的环境的相互作用。认识任何物理组织要求认识它和它的环境的相互作用。认识任何生物组织要求认识它和它的生态系统的相互作用。任何生物组织要求认识它和它的生态系统的相互作用。 观察者观察者/认识者与被观察认识者与被观察/被认识的对象之间相关联的原被认识的对象之间相关联的原则。把观察或实验的机构则。把观察或实验的机构装置、隔离、基础概念装置、隔离、基础概念并从而把观察者并从而把观察者/认识者引入任何物理的观察或实验的认识者引入任何物理的观察或实验的领域的原则。把处于文化上、社会上、历史上的一定时领域的原则。把处于文化上、社会上、历史上的一定时间和空间的人类主体引

436、入任何人类学和社会学的研究范间和空间的人类主体引入任何人类学和社会学的研究范围中的必要性。围中的必要性。 一个关于主体的科学理论的可能性和必要性。一个关于主体的科学理论的可能性和必要性。 从自我产生和自我组织的理论出发，在物理学中从自我产生和自我组织的理论出发，在物理学中 和生物学中（更不用说在人类学中）引进和确认存和生物学中（更不用说在人类学中）引进和确认存在物和存在活动的范畴的可能性。在物和存在活动的范畴的可能性。 从自我产生和自我组织的理论出发，科学地确认从自我产生和自我组织的理论出发，科学地确认自主概念的必要性。自主概念的必要性。 形式逻辑学的限度的问题。承认在复杂的形式系形式逻辑学的

437、限度的问题。承认在复杂的形式系统的内部逻辑证明的极限。复杂的推理原则包含着统的内部逻辑证明的极限。复杂的推理原则包含着同时互补、竞争和对立的概念的联合。同时互补、竞争和对立的概念的联合。 应该以两重性逻辑的方式和通过宏大概念进行思应该以两重性逻辑的方式和通过宏大概念进行思考，以互补的方式把可能是对立的概念联接起来。考，以互补的方式把可能是对立的概念联接起来。莫兰在区分了简化范式和复杂范式的莫兰在区分了简化范式和复杂范式的13条原则条原则之后又进一步强调指出：之后又进一步强调指出：“复杂范式既不复杂范式既不产生产生也不也不确定确定具体的理解方式。它只是促使研究主具体的理解方式。它只是促使研究主体

438、运用智能和制定方案来考察被研究的问题的复杂体运用智能和制定方案来考察被研究的问题的复杂性。它促使在作出区分之后再进行沟通而不是仅仅性。它促使在作出区分之后再进行沟通而不是仅仅限于孤立和分离，承认现象的特殊的、独特的、历限于孤立和分离，承认现象的特殊的、独特的、历史的特点而不是单纯把它们与普遍的规定性和规律史的特点而不是单纯把它们与普遍的规定性和规律联系起来，认识任何实体的统一性联系起来，认识任何实体的统一性/多样性而不是把多样性而不是把它异质化为分离的范畴或同质化为清一色的整体。它异质化为分离的范畴或同质化为清一色的整体。它促使理解任何被研究的现实的多方面的特点。它促使理解任何被研究的现实的多

439、方面的特点。 2、整体的性质：大于、小于、有别于部分之和、整体的性质：大于、小于、有别于部分之和 还原论和唯整体论的片面化和机械性特征。还原论和唯整体论的片面化和机械性特征。 整体和部分关系的多面性和复杂性特征。整体和部分关系的多面性和复杂性特征。 系统中的整体大于部分之和的情况来源于涌现。系统中的整体大于部分之和的情况来源于涌现。 而系统中的整体小于部分之和的情况则来源于约而系统中的整体小于部分之和的情况则来源于约束。其意为部分孤立之时所有的优良品质会在系统束。其意为部分孤立之时所有的优良品质会在系统中消失。一切确定并发展层级化和分工化的组织都中消失。一切确定并发展层级化和分工化的组织都会确

440、定和发展约束、压迫和奴役。会确定和发展约束、压迫和奴役。 涌现、约束所造成的结果都是有别于部分之和。涌现、约束所造成的结果都是有别于部分之和。 涌现还会出现在部分的层面上，这便是微观涌现，涌现还会出现在部分的层面上，这便是微观涌现，而微观涌现则会造成部分大于部分的现象。而微观涌现则会造成部分大于部分的现象。 3、回环和对立兼容、互补的方法论、回环和对立兼容、互补的方法论 莫兰认为，从复杂方法中可以归结出的两个基莫兰认为，从复杂方法中可以归结出的两个基本原则：本原则：“两重性逻辑的原则和回归环路的原则两重性逻辑的原则和回归环路的原则”。他强调说：他强调说：“对立的原则和概念是以不可分离的方对立的

441、原则和概念是以不可分离的方式互补地联系着的式互补地联系着的”，而宇宙本身自我创造、自我，而宇宙本身自我创造、自我产生过程的原则以及我们对其理解的原则是产生过程的原则以及我们对其理解的原则是“回归回归的环路的环路”。他还引用帕斯卡的话说：。他还引用帕斯卡的话说：“所有的事物所有的事物都既是结果又是原因，既是受到作用者又是施加作都既是结果又是原因，既是受到作用者又是施加作用者，既是通过中介而存在的又是直接存在的。我用者，既是通过中介而存在的又是直接存在的。我认为不认识整体就不可能认识部分，同样的，不特认为不认识整体就不可能认识部分，同样的，不特别地认识各个部分也不可能认识整体。别地认识各个部分也不

442、可能认识整体。”在莫兰那里，回环方法和对立兼容与互补的方在莫兰那里，回环方法和对立兼容与互补的方法是统一的。他特别强调了对立因素、多因素之间法是统一的。他特别强调了对立因素、多因素之间的相互作用乃是产生复杂性根源的思想，而描述这的相互作用乃是产生复杂性根源的思想，而描述这一相互作用过程的方法便是回归环路的方法。莫兰一相互作用过程的方法便是回归环路的方法。莫兰通过对这些方法的阐释要反对的是将对立、多样性通过对这些方法的阐释要反对的是将对立、多样性予以绝对割裂的简单性原则。他要在自然科学与社予以绝对割裂的简单性原则。他要在自然科学与社会科学（人文科学）与哲学，个人与社会与种系，会科学（人文科学）与

443、哲学，个人与社会与种系，物理学与生物学与人类学与社会学，有序与无序与物理学与生物学与人类学与社会学，有序与无序与组织，科学与政治与意识形态，整体与部分与相互组织，科学与政治与意识形态，整体与部分与相互作用，科学与技术与社会与国家，主体与客体，精作用，科学与技术与社会与国家，主体与客体，精神与物质，人与自然，自然与社会，等等，这样的神与物质，人与自然，自然与社会，等等，这样的所有领域中的对立和多元的环节中建立起普遍相互所有领域中的对立和多元的环节中建立起普遍相互作用的回归环路的综合。作用的回归环路的综合。莫兰认为，相应综合的回归环路关系揭示了莫兰认为，相应综合的回归环路关系揭示了事物自身存在的对

444、立、多元因素之间的不可割裂事物自身存在的对立、多元因素之间的不可割裂性和复杂综合性，正是这一回归环路的动态的、性和复杂综合性，正是这一回归环路的动态的、循环往复的普遍相互作用体现着事物自组织创新循环往复的普遍相互作用体现着事物自组织创新和发展的一般过程与具体机制。和发展的一般过程与具体机制。 在莫兰看来，复杂性是通过对立、多元因素在莫兰看来，复杂性是通过对立、多元因素之间的回归反馈网络环路的动态自组织活动建构之间的回归反馈网络环路的动态自组织活动建构出来的。出来的。 在有序和无序的关系这一重大问题上，莫兰在有序和无序的关系这一重大问题上，莫兰提出了一种二者对立兼容、互补的关系学说。提出了一种二

445、者对立兼容、互补的关系学说。 莫兰还把学习的过程看成是在各相关知识点之莫兰还把学习的过程看成是在各相关知识点之间建立动态回环的自组织活动。间建立动态回环的自组织活动。 4.对复杂范式理论的评价对复杂范式理论的评价 与圣塔菲学派的复杂性理论不同，莫兰的复杂与圣塔菲学派的复杂性理论不同，莫兰的复杂性思想是宏观的、辩证的、哲学的。其中不乏深刻性思想是宏观的、辩证的、哲学的。其中不乏深刻的精华。他的思想基本上是对经典系统科学和控制的精华。他的思想基本上是对经典系统科学和控制论思想的一种批评、深化和发展。然而，由于其思论思想的一种批评、深化和发展。然而，由于其思想的宏观性，也暴露了其粗糙和笼而统之的缺陷

446、。想的宏观性，也暴露了其粗糙和笼而统之的缺陷。这就使这样的方法虽然有助于启发我们的思维，但这就使这样的方法虽然有助于启发我们的思维，但是却不能直接具体化的应用。是却不能直接具体化的应用。 另外，由于莫兰未曾看到信息在系统研究中的另外，由于莫兰未曾看到信息在系统研究中的非凡价值和独立品格，所以，他对回环网络和对立非凡价值和独立品格，所以，他对回环网络和对立关系的论述还缺乏相互沟通的信息中介环节，也不关系的论述还缺乏相互沟通的信息中介环节，也不知道在事物历史发展和组织过程中信息所扮演的不知道在事物历史发展和组织过程中信息所扮演的不可或缺的重要角色，这也使他的思想缺乏应有的深可或缺的重要角色，这也使他的思想缺乏应有的深度。度。