自然辩证法2系统自然观

1、自然辩证法 第一讲,整体性的走向 整体性与生态自然观的特征,科学发展的整体论走向,近代科学的特点是主客二分。 当代科学的否定式发展首先是从否定主客二分开始的。这种变化可以看成与机械论相反的整体论的走向。,新时空观 相对论力学的时空观认为时间、空间、物质、运动之间都是相关的，钟慢效应和尺缩效应是相对论力学的两个最形象的反映时空特征的事例。 以相对性原理和光速不变原理为基础，爱因斯坦在新的力学模型中加入了测量过程，观察者本身成为力学模型的一部分，客体之中包含主体，时空与事物的运动与测量的状态相关。,在相对论力学中,信号的传播过程得到恢复。,B,研究者,量子力学中的整体思想 量子力学与相对论一样，通过强调测量过程突显主客体之间的一体性： 人在科学研究中既是观众又是演员，是科学实验的参与者，不是旁观者。关于微观世界的知识是测量与所测事物的统一体的反映。 这种统一体强调科学知识是对测量的反映，而不是对物自体的认识。这种认识论的特点可以极端地表述为“月亮在不看它时不存在”。 量子力的整体性突出地表现在测不准原理、互补原理等理论上。,海森伯测不准原理 海森伯推得，测量一个微粒的位置时，如果不确定性范

2、围是q，那么同时测得其动量也有一个不确定范围p,p和q的乘积总是大于一定的数值，即 pqh/4， 其中，h=6.62610-34 JS，称为普朗克常数。 这一规律直接来源于物质具有的微粒和波动的二象性，是普遍原理。凡是经典力学中共轭物理量之间都有这个关系。 这一原理认为我们不能同时精确地测量一对共轭物理量。（EPR佯谬）,波包扁缩： 这一现象实质上是物质与精神问题的变体。粒子是用波来描述的，而波则将一个观察者观察粒子时有可能发现的关于粒子的信息变成了密码。进行观察，就使波“崩溃”成为一种具体的状态，这种具体的状态将一个确定的值赋予了被观察到的东西。所有逻辑可能性在实践中成为一个具体的可观察的实在。 薛定谔猫佯谬,玻尔的总结：互补原理 玻尔为解释量子力学而提出此原理，它与海森伯的测不准原理共同构成了量子力学哥本哈根解释的核心。 1927年9月玻尔首次提出互补性原理： （1）位置与动量、时间与能量等物理量存在不确定的关系，无法同时求得精确的值，只能作为互补的量子力学对象来描述。（2）粒子与波动互不相容的图象可以用来描述量子力学的对象。（3）在量子力学中不能同时进行时空的描述和因果的描述，而

3、只能作为互补的量子力学对象来描述。 互补原理反映了从宏观常识世界进入微观的陌生世界的认识特征。,生物学：信息概念走进科学 生物学之中机械论与有机论之争是一个长期的话题，其主要矛盾是还原论与整体论的对立。 遗传学：生物学从类的共性的静态研究，转向代际之间的动态研究，信息概念开始出现。 遗传因子概念虽然具有原子论的形态，但是，它的核心内容是信息，而不是信息的载体，这种转移是革命性的。 在遗传学研究中，生化学派、结构学派与信息学派的角逐，最终形成以信息概念为核心的现代分子生物学理论。,系统科学的出现 40-60年代的形成和发展：系统科学的建立 一般系统论：贝塔朗菲三十年代提出系统论的概念，45年关于一般系统论发表。 运筹学：在二战的需要中产生，是关于事理的科学，旨在提高系统运行的整体效率。 控制论：美国人维纳创立的关于动物和机器中控制和通信的科学。控制论提炼出的反馈控制模型具有广泛的普适性。 信息学包括信息论和电子计算机理论。香农1948年的通信的数学理论宣告了信息论 的诞生，其中提炼出了通信模型，定义了信息量，提出了编码定理等。冯诺伊曼的计算机实现了一种处理信息的“物理符号系统”，这是人类

4、智能物化的伟大起点。 系统工程、系统分析、管理科学,60-70年代的发展：自组织理论的建立 耗散结构理论：比利时的普利高津1969年提出。 协同学：德国的哈肯1969年提出. 超循环理论：德国科学家曼弗雷德艾根，1967年诺贝尔奖金获得者，1979年发表超循环理论,把生命起源解释为自组织现象,提出一个自然界演化的自组织原理. 突变论：法国的托姆1972年创立.,80年代以来的发展 80年代国际上形成非线性科学研究的热潮，研究主体是混沌、分形与孤粒子。 80年代中期国际上兴起了对复杂性的研究，突出的标志是1984年美国的圣菲研究所成立。 钱学森学派的系统学研究：目标在于创立基础科学层次的系统科学。,整体性： 整体性是系统的最主要的性质。但是在哲学中对它的认识一直维持着古代的水准。这种认识状态严重地阻碍了在科学中对系统的认识。 传统的整体性观念是从总体与部分的关系来认识的。关系与性质在认识事物的作用上有所区别。性质是直接的，而关系是间接的。,传统的整体性观念： 传统的整体性概念： 整体性指系统与环境之间在功能上的非加和性，即: 整体的功能大于部分功能之和。 这一定义的问题：功能关系是对事物

5、固有性质的间接认识，无法替代固有性质的认识功能。 对科学研究的深入支撑力度不足； 对现象的描述也易出现模棱两可的情况。 对认识者“在之中”的对象无法描述。 系统研究需要对整体性给予新的界定。,从信息角度看整体与部分的关系 全息关系: 整体等于部分。 生物的全息性:DNA在生物个体中分布； 几何体的全息性:分形几何的自相似性； 社会的全息性：文化基因的复制和传统的统摄作用。,曼德尔布罗特集,系统的特征信息： 特征信息是组成系统的个体共同具有的； 特征信息是系统环境不可知的信息。,整体性的新定义：整体性就是系统特征信息空间分布的全息性或对称性。 此处的全息性是指信息分布于系统所有组成单元； 这里的对称性指三维空间分布的对称性。在系统的空间范围内，沿任一方向移动一个周期，信息结构保持不变。,定义的应用,如何理解天然自然的特征信息： 非生物 生物 如何理解人工自然的特征信息 对称性操作的多样性,事物的双层信息结构 事物内部的信息可分为两个层面，一个是可见的层面，一个是隐蔽的层面。 可见信息参与外界交往，形成更大的系统，构成事物所处环境的一部分，保护事物自身。 隐蔽信息是事物个性的根据，这些信息

6、对外界的封闭，有利于保护事物自身，维护世界的多样性。,系统的特征信息存在于该系统中各组成单元之间的可见信息之中，同时对系统的外部环境而言，又属于隐蔽信息。 系统要素之间的信息有相同的成分，也存在不同的、个性化的成分。,系统信息的隐蔽深度反映了系统之间联系的紧密程度，以及系统保护自身的能力大小和受环境制约的强弱。 隐蔽越深，与环境的联系越弱； 隐蔽越深，自我保护程度越强； 隐蔽越深，受环境制约也越小。,Peter Weibel： 无穷的直觉 infinite intuition 摄影：Karl Heinz Koller,水立方:五边形的复制品,水的基本意象是各种多边边形的复合吗？ 古代自然哲学家把正二十面体对应于“水”元素，其正视图为六边形。,立方整体的生成机制是什么，各种多边形何以复制出立方体？,分形艺术之美:完美的整体,分形艺术找到了一种不同于传统艺术创造的线路。 传统艺术，例如美术，创作主题与表达的意象之间需要通过艺术家不断地完善或修改形象，尝试性地建立两者的联系，逐渐找到表达主题的形象。两者之间没有必然的通道。 分形艺术找到了两者之间的道路，从基本的信息单元出发，通过自复制操作，

7、形成整体的意象。,浅层生态学与深层生态学,在人与自然关系问题上持人类中心主义立场的浅层生态学认为目前的生态环境危机只是当前科学技术发展不够充分的结果，它主张在不改变现有生产模式和消费模式的条件下依靠技术的进步来改变环境，而且就根本而言，改变环境是因为目前的环境危机对人类已经构成了威胁。 “人类中心主义”的思想认为人类活动所追寻的全部利益都是为满足人类自身的需要，人和人的价值是首位，因此道德规范只是人与人之间的行为准则，人类不会为动物、植物或其他种属去做任何事情，除非是为了满足人的某种欲求。 深层生态学注意到“人类中心主义”的狭隘立场，从而提出了“生态中心主义”加以纠正。,奈斯的“生态智慧T”,深层生态学用“生态中心主义”取代“人类中心主义” 。这一理论有两个基本准则： 一是原则上每一种生命形式都拥有生存和发展的权利。这意味着若无充足理由，我们没有权利毁灭其他生命，生物圈中的一切存在物都有生存、发展和体现“自我实现”的权利； 二是随着人类的成熟，人类将能够与其他生命同甘共苦。这意味着人类可以通过“自我实现”来发掘人内心的善，来实现人与自然的认同，在认同的过程中人类能动地实现人与自然的和谐

8、相处。,生态智慧超越近代科学形态,今天的诸多生态问题与科学不无关系。所以，生态学本身需要超越现有的科学形态。 深层生态学的创始人阿伦奈斯把生态学视为超越科学的智慧：“生态智慧，即深层生态学，包含了从科学向智慧的转换”,生态自然观的核心思想,生态自然观核心思想： 一是生态系统是整体性的有机系统，处于进化之中； 二是坚持生态中心的价值观，即以生态的利益为最高原则。,特点：,一方面秉承本体论的传统方法(第一条)；另一方面引入了价值论命题（第二条）。总体上看，生态自然观把“是”与“应当”两种知识溶为一体，必然与必需两类命题并举，从知识的内容与形态上区别于以往的自然观。传统自然观不包含价值判断，两者相互分离。,生态自然观整体性的一个方面,生态系统是一个生命系统，其中的特征信息是生命体共有的。 生态系统各部分的公共信息才是生态系统的本质所在。人的特有性质不能成为生态系统的特征信息。任何生命物种不能把其个性强加于其它生命体之上。,生态自然观整体性的另一个方面,认识主体本身参与生态过程。这种整体性与现代物理学的情况相似。整体性表现在主客体关系的客体化上。相对论力学中的信号是测量中建立起来的主客关系，同

9、时也是认识对象的一部分。而且，这种传播关系以及认识活动，也要遵循生态系统的特征信息要求。,例：波普尔认为，他所提出的否证论模式是认识过程的本质，也是社会过程的秩序，还是生命进化论的等值表达式。如果我们把这种模式看成生态系统的特征信息，那么，认识过程也是整体的一部分。,生态价值观进入自然观,生态自然观的一个特色，就是包含了价值观的内容，这种情况在以往的自然哲学中是没有的。 价值观是对人与社会行为目标的要求。由于生态系统包括人类社会在内，价值观又是认识人与人关系的基本知识形态，所以，在生态自然观中，这种要求不可缺少。,本体论,价值论,生态自然观,3.3 生态危机的原因与协调途径,3.3.1 原因： 观念：机械自然观与人类中心主义价值观； 科技：认识的有限性和变革能力的低下，以及研究动机与应用目标的分离； 人与人的关系：动物世界的关系导致人对自然开发利用的无序状态。,3.3.2 协调人与自然关系的途径,1、生态思想成为社会共识 多元文化下的生态共识：人们的生态思想必然蕴含着区域或社群属性。多元化的生态思想共同展现同一个生态主题，并且包含着公共的生态理念。 生态学成为一种生活方式。政治制度、经济制度层面的变革要以个人精神的“内在变革”为前提。深层生态学主张生态行动首先通过个人行动来实施，个人通过其生活方式的改变促使社会发生变化。 平等的思想环境：生态思想本身应当处于生态化（平等）的思想环境之中。,

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