第二章辩证唯物主义自然观的发展系统自然观

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1、第二章辩证唯物主义自然观的发展：系统自然观系统自然观是辩证唯物主义自然观的现代形式之一。本章力求概括和总结20世纪以来自然科学发展的重大成果，论述系统自然观产生的自然科学基础、系统自然观的基本观点及其思维方式，展现自然界的系统存在方式和演化的不可逆性与序向，揭示自然界演化的自组织机制和循环发展的无限性。第一节现代自然科学的发展和系统自然观的产生一、系统自然观产生的现代自然科学基础1．现代自然科学革命概况19世纪末20世纪初，由于发生了物理学的革命，自然科学进入了一个新的历史阶段即现代自然科学发展阶段。这场革命起源于19世纪末的经典

2、物理学危机。物理学经典理论体系的建立，曾使不少科学家认为，物理学的主要框架已经构成，剩下的工作只是把一些物理常数测得更准确，并将一些基本定律应用于各种具体问题。然而，正当他们认为物理学已到了顶峰而陶醉于“尽善尽美”的境界时，物理学的晴朗天空中却出乎意料地出现了“两朵乌云”，这就是当时用经典物理学理论无法解释的迈克尔逊一莫雷实验和黑体辐射实验。20世纪初，爱因斯坦、普朗克等科学家在解决新实验事实同旧理论之间的矛盾的过程中，创建了以相对论和量子力学为支柱的现代物理学理论体系。之后，以物理学革命为先导，涌现出了分子生物学、控制论、系统论

3、、信息论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、分形理论、混沌理论等一系列在自然观上具有根本变革性质的新学科、新理论。20世纪的科学革命广泛地发生在宇观、宏观、微观三大层次上，使整个自然科学形成一个前沿不断扩大的多层次的综合的整体。概要说来，由相对论表征的科学革命是关于高速及宇观领域的；由量子力学和分子生物学学表征的科学革命是关于微观领域的；由分形理论、混沌理论等一系列学科表征的科学革命，则是介于两者之间的宏观的领域的。它们分别从观、微观、宏观三大层次上揭示了自然界的本质和规律。2．相对论、量子力学和分子生物学(1)相对论1905年爱

4、因斯坦创建的狭义相对论，从相对性原理、光速不变原理和空间与时间均匀性出发，导出了同时性的相对性、尺缩效应、时间延缓效应、质增效应、质能关系式等重要结论，揭示了空间与时间之间、空间和时间与物质运动之间、质量与能量之间的统一性。1916年他创建的广义相对论，提出在任何参考系中，自然规律都可以表示为相同的数学形式(广义协变原理)；引力场对物体的引力作用与物体的加速运动是等效的(“等效原理”)；推断出在引力场中，时钟要变慢，光的路程要弯曲；指出时问与空间不能离开物质而独立存在，时空的结构和性质取决于物质的分布，从而扬弃了牛顿的绝对空间和绝

5、对时问观念，揭示了空间、时间与物质之间存在的辩证联系。12(2)量子力学1900年普朗克提出的量子假说，1913年玻尔建立的量子化的原子结构模型,1923年德布罗意提出的物质波概念，925年海森堡建立的矩阵力学，1926年薛定谔(SchrSdinger，1887—1961)建立的波动力学，以及之后玻恩对量子力学和波函数的统计诠释，揭示了崭新的、不同于宏观客体规律的微观客体规律，阐明了连续性与间断性、波动性与粒子性的对立统一，突现了量子(微观)世界的概率随机性，从而根本改变了精确确定的连续轨迹的经典概念，经典理论中的严格决定论，被因

6、果律仅作为一种近似的和统计趋势的概念所代替。贝尔定理的证实，确认了量子关联的实在性。这种量子关联是非定域性的，它既存在于人与自然之间、主体与客体之间，又表现在宇宙的过去与现在之间，说明自然界是一个统一的、不可分割的整体，这个整体中的各部分是普遍关联着的。量子力学的建立，使自然科学进入到人类日常感性经验以外的微观世界。它反映了人和自然相互作用的特征，表明了人只有通过仪器装置才能观察和描述自然，人只有在同自然的相互作用中才能达到认识自然的目的；人绝不是自然之外的与之分离的观察者或存在者，而是作为自然界的一部分参与到自然现象中去。“量子

7、关联”这一思想，最初是玻尔在1935年发表的一篇论文《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》中提出来的。他强调把经典物理学体系分离为各个部分的处理方法在量子领域内已经失效，因为只要两个体系合成一个单一的体系，即使只在一段有效的时间内，这样的一个组织过程就不再能够分离。之后，经过玻姆和贝尔的研究与分析，使得量子关联的实验检验成为可能。自1972年以来物理学界所完成的实验表明，量子关联确实存在。（3）分子生物学1953年美国生物学家沃森、英国生物学家克里克和威尔金斯关于DNA双螺旋结构的发现，标志着分子生物学的诞生，它将生物学的

8、实验研究水平，推进到了大分子层次，并在生物大分子层次上阐明了生物界结构和生命活动的高度一致性。分子生物学表明，所有生物，包括非细胞的生物——病毒，都有着共同的遗传物质——核酸，而核酸也有共同的核苷酸链的分子结构和基本相同的遗传机制。其后在此基础上发