《系统自然观的建构》PPT课件

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1、第二章系统自然观的建构每个时代的自然观都是对该时代科学技术前沿成果的概括和提炼。本章的主要内容，是20世纪科学技术给辩证唯物主义自然观带来的新发展。第一节自然界的物质系统性一、自然物质形态的系统性系统是自然物质的普遍存在方式，也是物质间普遍联系的基本方式。系统：由相互联系和相互作用的若干要素以一定的方式所组成的具有特定结构和功能并与周围环境发生联系的有机整体。物质系统：以系统方式存在的物质客体。1、系统的基本特点是有机整体性系统并不是各个部分的简单总和，“非加和性”。系统作为一个整体，将出现它的组成部分所没有的性质或者失去其组成部分所具有的性质。如原子是由

2、中子、电子、质子等组成，但原子作为一个整体所具有的性质，不能还原其个组成部分的性质组合。2.系统的要素、结构、功能、环境在物质系统的整体与外部之间（环境），系统整体与部分之间以及系统内部各个部分（要素）之间，普遍存在着相互作用。这种相互作用的存在，使系统具有一定的结构，表现出一定的功能。结构是指物质系统内部个要素之间的联系与组织方式（1）空间结构（2）时空结构DNA双螺旋结构物质系统的功能，是指有特定结构的物质系统在内部关系和外部关系中所表现出来的特性和能力。系统的环境是指与系统或系统组成部分发生相互作用而又不属于这个系统的所有事物上的总和。系统的结构和功

3、能的关系是辩证统一的，没有无结构的功能，也没有无功能的结构。物质系统的结构决定功能，结构是功能的基础；而功能的发挥对结构又有反作用，功能的优化或退化，有可能导致结构的优化或退化。同时，功能与结构也并非绝对对应，同一结构，可能有多种功能，同一功能也可以用不同的结构实现。要素、结构、功能与环境是规定、理解和分析系统的四个基本内容。系统的功能不仅依赖于其要素和结构，还依赖于环境、要素性质、结构构型和环境条件的变化。物质系统具有无限多样性。运动形式、系统和环境的关系、人与物质系统的关系等。二、自然物质系统的层次性自然物质系统是一个相互联系又相互作用的等级结构，其每

4、一个具体系统都是较高一级系统的一个要素；同时，他自身作为一个系统又包含着更低等级的子系统。质的差异的等级系统，就是物质系统的层次性。非生命物质系统包含微观系统：分子—原子—原子核—基本粒子—夸克—？宏观系统：地球物体—卫星—行星—恒星—宇观系统：地月系—太阳系—银河系—总星系—宇宙？—生命物质系统生物大分子—组织—器官—个体—种群——群落—生态体系—生物圈不同层次生命系统的科学研究，也分别属于生物学、细胞学、生理学、生物进化论和生态学等不同学科。物质系统层次结构有两个规律；（1）自然界物质系统层次的结合度是随着层次由低到高推进，结合度由大到小递减。（2）层

5、次不同，物质运动规律不同。在低层次看来正确的东西在高层次就不一定正确，例如，宏观低速运动服从牛顿力学规律，微观高速运动服从相对论量子力学。三、自然物质系统的稳定性和可变性稳定性和可变性是物质系统中普遍存在的一对重要性质。稳定的存在，使人们能对丰富多彩的自然界从各个角度进行考察，可变性的存在，则使自然界的演化（进化或者退化）成为可能。物体的稳定性与自组织现象密切关联。（自组织现象，就是在一定条件下系统通过自我组织自发形成一种“有序结构”的现象。一个物质系统的稳定性有着上线临界值（阈值），超过这个值，系统就会出现临界不稳定性，使系统进入失稳或者混沌状态。第二节

6、自然物质系统的演化与自组织20世纪的新物理学革命革新了机械自然观的物质观和时空观。随后出现的系统科学和非平衡态热力学则带来了从静止到演化的自然观——演化发展的自组织自然观。其基本观点是：自然的演化过程具有不可逆性；自然的进化是一个不断有序化和发生对称性破缺的过程，具有开放性、远离平衡态、非线性相互作用和涨落的自组织机制；自然界的循环发展具有无限性。一、自然物质系统的演化过程自然界的演化主要是由宇宙的起源、地球的起源、生命的起源和人类的起源构成的。合称为“四大起源”。1、宇宙的起源和演化按照现代宇宙学中最有影响的大爆炸宇宙论和暴胀宇宙论，宇宙起源于大约150

7、亿年前的一次大爆炸。宇宙大爆炸之初，是一个高温、高密度的“奇点”。从大爆炸开始至10－43秒（普朗克时间）之间有一个过渡的混沌状态，它包含有随机的量子涨落以及由初始状态的一种临界不稳定性造成的许多被称为“泡沫”的区域。随着宇宙的膨胀，温度的下降，宇宙进入到一个叫做“假真空”的状态，这种“假真空”不同于真的物理真空，它具有巨大的负压力，引起引力排斥效应，使宇宙从大约10－35秒后发生按指数急剧的膨胀即所谓“暴胀”，以致宇宙在这一极短的时间（10－35－10－32秒）半径增加了约1050倍。在暴胀结束后（10－32－10－6秒），宇宙进入对称破缺阶段，由“假真

8、空”态转变为“真真空”态，其多余的能量释放出来，在“真真空”中产生