自然辩证法概论PPT.ppt

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1、,自然辩证法概论,绪 论,一、什么是自然辩证法（dialectics of nature）？,用马克思主义哲学（辩证唯物主义）的观点和立场研究自然界和自然科学发展的普遍规律的理论或学科，是马克思主义的自然观和科学观。,马克思主义哲学辩证唯物主义（Dialectical Materialism）体系,二、自然辩证法的组成部分和主要内容,1、组成部分：三大块自然观（view of nature）、科学方法论（scientific methodology）和科学观（view of science）。,2、主要内容 自然界发展的一般规律。自然科学的性质、发展规律及其在社会 发展中的地位和作用。自然科学

2、方法论。科学思想的历史演变。数学和各门自然科学中的哲学问题。,数学和自然科学有何区别？,罗素说：“数学是这样一门学科，这门学科我们既不知道它说的是什么，也不知道它说的是否正确。”,结论 自然科学是经验科学（empirical science）或实证科学（positive science）、或然真理，其逻辑形式为综合命题；数学是形式科学（formal science）、必然真理，其逻辑形式为分析命题。因此自然科学的结论必须经实验检验才能确定；数学的结论往往只须通过逻辑规则来判定。,何谓分析命题（analytic proposition）？何谓综合命题（synthetic proposition）

3、？,单身汉是未婚的男人。单身汉是脾气古怪的男人。,眼科医生是治眼病的人。眼科医生是细心的人。,第一章 人类自然观的发展 第一节 古希腊自然观,一、古希腊自然观的基本特点,1、朴素性、直观性、猜测性。2、整体性（整体大于部分之和）。3、数理自然观（对自然的数学化理解 即毕哥拉斯主义）。,4、有机自然观。5、思辨性（speculation。从概念推出存 在）。6、极端重视理性的力量。,三、古希腊自然观的主要内容：世界本原（arche）论,1、泰勒斯（Thales，公元前624547）：水是世界的始基和本原。,2、阿那克西米尼（Anaximenes，前588524）：世界的本原是气。,3、毕达哥拉斯

4、（Pythagoras，前570 490）“数”的神秘主义：数是万物的本原 西方历史上第一个唯心主义者。毕达哥拉斯主义科学数学化的萌芽。,地动的观念。,毕达哥拉斯定理和数学史上的第一次危机 无理数悖论（paradox）。,数学史上的另两次危机 第二次危机无穷小悖论（贝克莱悖论）：无穷小是零还是非零？,如：对函数Y=X求导数：YX=2X+X=2X 该等式右边的X必须也可以为0，而左边则不能为0。这就出现了逻辑矛盾。,第三次危机集合论悖论（罗素悖论，1902）：一个由不属于自身的集合所构成的集合属不属于自身？结论：S属于S当且仅当S不属于S。,4、赫拉克利特（Heraclitus，前540480）

5、：“火”是万物的本原。“太阳每天都是新的”，“人不能两次踏进同一条河流”。形象地体现了万物流转、无物常住、永恒变化。他是第一个把自然的本质了解为过程的人。列宁称他为辩证法的奠基人。,5、德谟克利特（Democritus，前460361）：原子论。古代哲学家中最接近近代科学的人，其原子论是古希腊自然哲学的最高成就。,6、亚里士多德（Aristotle，前484 322）：四元素（水、土、火、气）说。古希腊文化的集大成者，百科全书式的学者。马克思称他是古代最博学的人。,亚里士多德名言：“我爱我师，我更爱真理。”（Plato is dear to me,but dearer still is tru

6、th）一种科学精神：视真理本身而非真理的功用为最高价值,第二节 中世纪宗教神学自然观,一、上帝创世说：自然界是上帝从虚无中创造出来的。二、地心说：地球是宇宙不动的中心。人被上帝安排在宇宙中心，故是上帝之外的自然中最高贵者，是世界万物的统率者。,三、上帝的第一次推动：自然界的万物不会自己运动，是受动的，运动的最终原因是非受动的始动者上帝。四、目的论（teleology）：事物的存在和运动服从于造物主的目的。,第三节 近代形而上学或机械唯物主义（Mechanical Materialism）自然观,一、形而上学自然观产生的科学背景：近代科学的力学化,1、哥白尼（Copernicus，波兰。1473

7、1543）近代科学的先驱：岂所提出的日心说（天体运行论，1543年）是给神学写的挑战书或向神学宣战的檄文。,2、伽利略（Galileo，意大利，15641642）近代科学和近代科学方法论之父,3、开普勒（Kepler，德国，15711630）星空的立法者,行星运动三定律,行星围绕太阳运行的轨道是椭圆形，太阳位于椭圆的一个焦点上。行星连接太阳形成的矢径在相等的时间内扫过相等的面积。行星围绕太阳运行的周期的平方等于其轨道半径的立方。,4、牛顿（Newton，英国。16421727）经典力学的集大成者（自然哲学的数学原理，1687）和近代文化的教皇,二、形而上学自然观的基本思想,1、机械自然观或机械

8、论（mechanism）对自然的彻底的机械化理解：视动物和人为机器；将自然彻底对象化和数学化，因而“实在”（自然或世界）消失了，仅剩下一堆公式和符号，科学只与现象以及描述现象的符号打交道而不涉及“实在”或事物的“本质”（反本质主义的现象主义）。,2、还原论（reductionism）一切运动均可还原为机械运动，（因此）一切学科均可还原为力学。,恩格斯：运动形式与科学分类 运动形式 科学分类 机械运动 力学 物理运动 物理学 化学运动 化学 生物运动 生物学 社会运动 社会科学,3、（机械）决定论（determinism）拉普拉斯妖：只承认必然性而否认偶然性在事物发展中的作用，因此将上帝彻底逐出

9、了自然界。,第四节 现代辩证唯物主义自然观,一、辩证唯物主义自然观产生的科学背景（在形而上学自然观上打开缺口、从而为辩证唯物主义自然观的形成奠定基础的自然科学成就）,1、星云假说天文学，康德（Kant）德国，1755；拉普拉斯（Laplace），法国，1796：第一个科学的关于太阳系起源的学说，是从哥白尼以来天文学取得的最大进步，在形而上学自然观上打开了第一个缺口，把辩证法带入了天文学和自然科学。,2、人工合成尿素化学，维勒，德国，1828：从氰、氰酸银、氰酸和氨水、NH4CI等无机原料按不同途径都可合成同一有机物尿素。这证明尿素和氰酸铵皆由同样的碳、氢、氧、氮组成，打破了有机物和无机物、生命

10、和非生命的界限。,3、地球地层渐变假说地质学，赖尔（Lyell），英国，1830：地面的变化是由各种自然力的缓慢作用造成的。把理性和辩证法带进了地质学。,4、细胞学说生物学，施莱登（Schleiden），德国，1838；施旺（Schwann），德国，1839：宣布了动物界和植物界不可逾越的界限的消失，揭示了动植物结构上的统一性，阐明了有机体分化发展的规律，使“机体产生、成长和构造的秘密被揭开了，从前不可理解的奇迹，现在已经表现为一个过程。”（恩格斯）,5、能量守恒与转化定律物理学，迈尔（Mayer，德国）、焦耳（Joule，英国）、赫尔姆霍兹（Helmholtz，德国），18421847：是一

11、个“伟大的运动基本定律”（恩格斯），表明了运动不灭以及运动形式之间是相互联系、相互转化的。,6、生物进化论生物学，达尔 文（Darwin，18091882），英国，物种起源，1859 标志着自然神学的末日和科学彻底脱离神学而独立。“推翻了那种把动植物当作彼此毫无联系的、偶然的、神造的东西的观点，第一次把生物学放在完全科学的基础上”（列宁）。证明了自然界的历史发展，为自然界的历史观提供了自然史的基础。,7、元素周期律化学，门捷列夫（18341907，俄国），1869：揭示了元素的内在联系和世界（在元素上）的统一性。恩格斯认为是不自觉应用了黑格尔质量互变规律完成了科学上的一个勋业。,8、电磁场理论

12、物理学，麦克斯韦（Maxwell，18311879），英国，电磁学通论，1873 揭示了电、磁、光本质上的统一性，向牛顿机械自然观提出了挑战，改变了牛顿自然哲学的框架，把物理学的基础革命化了，并打开了通往相对论的道路，被爱因斯坦称为“牛顿以来理论物理学的第一次伟大进步”；揭示了物质的另一种形态场的存在。,二、辩证唯物主义自然观的基本内容,1、物质观：自然界是物质的，物质是标志客观实在（reality）的哲学范畴（列宁），物质结构的层次是无限的。（辩证）唯物主义（materialism）,2、运动观：物质与运动不可分,物质离不开运动（运动永恒）。辩证法与形而上学运动离不开物质（凡运动皆有物质承担

13、者）。唯物论与唯心论,3、时空观：时空是物质存在的基本形式，物质运动与时空不可分物质运动离不开时空。时空离不开物质运动（相对时空观）。,时空与物质运动相关（相对时空观）的科学证据,非欧几何,相对论,长度缩短：l=lo1-v/c 时钟变慢：t=to1-v/c 时空弯曲,第五节 当代自然观,一、当代自然观的基本形态 系统自然观（一）科学背景：系统科学,（二）基本思想,1、从孤立到系统、从静态（存在）到动态（演化）自然界的系统性（系统是自然界的存在方式）自然界的演化,存在科学（不存在时间之矢）牛顿力学（相对论）与演化科学（存在时间之矢）热力学（及生物进化论、系统科学）的矛盾：自然界有无时间箭头（时间

14、之矢）？,热力学（退化的时间之矢）与生物进化论（进化的时间之矢）的矛盾：自然界的时间之矢射向何方？,解决方案,麦克斯韦的解决：麦克斯韦妖 普里高津的解决：耗散结构理论（dissipative structure theory）dS=diS+deS（dS0为系统进化与发展的判据）注：dS为系统的总熵变，diS为系统内部的熵产生（此项恒为正），deS 为系统与外界之间的熵流。,2、从确定性（必然性）到随机性（偶然 性）。,3、从简单性到复杂性。4、从线性到非线性。,二、当代自然观的一种特殊表现形式 生态自然观,1、基本思想 生态系统是生命系统。生态系统具有整体性。生态系统是自组织的开放系统。生态系

15、统是稳定性与变化性相统一的平衡系统。,2、影响：地理环境与社会发展,地理环境与经济发展：地理环境影响劳动生产率的高低、生产部门的布局以及生产和生活方式。,地理环境与政治发展：政治体制、战争与地理环境。地理环境与文化（文明）发展：三种文明类型：城市型或海洋型（蓝色文明）、农耕型或大陆型（黄色文明）和游牧型（绿色文明）。,第二章 科学认识的产生 第一节 科学研究的起点,一、经验论（empiricism）或归纳主义（inductionism）科学理论是通过归纳法从观察（经验）中产生的（先有观察，后有理论），即科学始于观察。,反驳：,观察之前真的没有任何预设（presupposition）吗？或观察真

16、是中性的吗？心灵真是一块白板吗（心灵白板说洛克）？,爱因斯坦说：是理论决定着我们能观察到什么。,问题常从观察中产生，在观察后提出，这是否说明科学始于观察？,二、唯理论（rationalism）或演绎主义（deductionism）科学理论是通过演绎法从某些清楚明白、不证自明、绝对可靠的公理或假设出发推出的。,作为逻辑推理前提的公理的可靠性如何保证？,反驳：,三、证伪主义（falsificationism)或批判理性主义（critical rationalism）科学始于问题。,第二节 科学问题 一、科学问题的产生 1、由科学内部矛盾所产生的科学问题,现有理论与实验事实的矛盾,科学理论内部的矛盾

17、：理论中的逻辑矛盾。科学理论之间的矛盾：如关于光的本性的微粒说和波动说、关于燃烧本质的燃素说和氧化说、关于热的本质的热质说和热之唯动说（分子运动论）之间的矛盾。,2、由科学外部矛盾所产生的科学问题：社会生产和生活向科学提出的要求。,恩格斯：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”,3、科学问题的提出与科学家的素质和才能。,爱因斯坦说：提出一个问题比解决问题更重要，因为解决问题主要是一个实验和数学技巧的问题，而提出问题往往需要创造性的想象力。,二、科学问题的选择和评价（选题）1、选题的重要性。2、选题的基本原则 个体性原则：个人的兴趣、爱好与知识背景 与能力。创新

18、性原则。科学性原则。可行性原则。社会需求原则。,第三节 科学事实一、科学事实的特征,1、客观性（事实与虚构）。,2、其逻辑形式为单称陈述（事实与理 论）。3、可重复性。4、主体性：事实渗透着或负载着理论 或价值（事实的人学特征）,二、科学事实（观察）与理论的关系,1、古典经验论：观察是科学理论形成和 检验的基础（观察和理论的二分）。,2、现代经验论逻辑实证主义（logical positivism）或逻辑经验主义（logical empiricism）：观察不是理论形成（发现）而只是理论检验（辩护）的基础（发现与辩护的二分）,3、波普尔和历史主义：观察渗透理论。,第三章 科学理论的形成、检验和

19、评价 第一节 科学假说的特征和作用,一、科学假说的基本特征 1、猜测性、假定性、试探性（假说与理论）。2、科学性（假说与纯粹的猜测、思辨）。3、可检验性（testability）（科学与非科学、伪科学）。,二、科学假说的作用 1、引导人们自觉进行新的观察和实验，使之有目的性（指导观察和实验）。2、从经验通向科学理论的桥梁。3、不同假说之间的自由竞争有利于学术繁荣。4、可用于保护其他假说或理论（但一般不允许特设性假说ad hoc hypothesis存在）。,第二节 科学理论的形成 一、（古典）经验论 科学理论可以通过有限个依规则唯一确定的步骤从观察资料中得到，即存在理论形成的机械程序或归纳机器

20、。,二、唯理论（及现代经验论）科学理论的产生是一个非理性的、非逻辑的、直觉的过程，没有固定的规律或模式可循。,三、马克思主义 科学理论是实践（观察、实验和生产劳动）基础上的创造性思维的产物。,第三节 科学理论的检验和评价 一、科学理论的检验步骤,1、从理论中推出观察陈述或事实陈述（检验蕴涵）。,2、设计实验检查理论的检验蕴涵是否符合实验事实。3、作出检验论证，看看观察事实是否证实或证伪了这个理论。这就涉及到检验逻辑问题。,二、科学理论的检验逻辑,1、科学理论能够证实（verification）吗？,HI（若H真，则有I）（H为假说，I为检验蕴涵）I（现I真）H被证实。用符号表示为：（HI）IH

21、。这叫肯定后件推理。,2、科学理论能够证伪（falsification）吗？,HI，非I（现I假），H被证伪。用符号表示为：（HI）IH。这叫否定后件推理。,三、科学理论的评价,1、认识论或内在标准（左右理论评价的内在理性因素）,理论是否与经验证据一致及一致的程度（确证度或确认度）。理论的功能即说明力和预见力。理论与背景知识的相容性。理论内在的逻辑完备性（自洽性）。理论的简单性（作为理论前提的假设的数 量尽可能地少）。理论的普遍性。理论的精确性。,2、价值论或外在标准（左右理论评价的外在社会因素）是否与当时的文化背景和占支配地位的本体论、宗教信仰、意识形态相容，是否给社会带来效用，以及是否与个

22、人的爱好和审美需求相契合。,第四章 科学发展的模式和规律 第一节 现代西方科学哲学有代表性的 科学发展模式,一、逻辑主义或内在主义模式 理性主义,1、逻辑实证主义的累积式模式（累积主义accumulationism、支流汇成江河或中国套箱Chinese box）经验理性或证实理性（传统理性）,2、证伪主义或批判理性主义模式 P1TTEEP2。（试错法，method of trial-error）证伪理性或批判理性,二、历史主义或外在主义模式（库恩，Kuhn，19221995）非理性主义（irrationlism）,前科学（prescience，未形成范式）常规科学（normal science

23、，某种范式形成并占支配地位即“范式独裁”）反常危机科学革命（scientific revolution，以新范式代替旧范式）新的常规科学。,什么是范式（paradigm）？,1、一门学科的基本理论或高层理论（如经典力学的力学三定律和万有引力定律）。理性2、科学共同体（scientific community）所持有的共同的基本信念、基本价值和世界观（如相信离开人类意识而存在的自然界，相信自然规律的存在及客观性，相信绝对时空观）。非理性,第二节 马克思主义关于科学发展规律的观点,一、科学的内部矛盾推动科学发展 1、实验事实与理论的矛盾。2、理论之间的矛盾。,以比较正确的理论代替错误的理论。以比较

24、全面的理论代替片面的理论。以比较深入的理论代替表面化的理论。以更具普遍性的理论代替解释面较窄的理论。,二、社会条件推动科学发展,1、经济条件 经济需要。经济支持。,2、政治条件 社会制度：民主与专制、自由与极权。科技政策和科技体制。国家所面临的特殊的政治形势（如战 争）。,3、教育条件：教育水平、教育理念、教育方法和教育体制,4、文化条件 价值观。思维方式。,第五章 科学究竟是什么？,第一节 科学的本质一、什么是科学？,1、传统观点 系统化的实证（positive。意为肯定、精确、真实、有用）知识。真理的体系即对客观事物（自然界、社会和 人类思维）及其规律的正确的或如实的反映（科学就是真理）。

25、,2、马克思主义的观点,人类实践活动的一种形式，是人对自然界的理论关系和实践关系。人类劳动的一种形式精神劳动及其成果精神财富。一种间接形态即知识形态的生产力。一种特殊的社会意识形式（不属于由社会的经济基础决定的观念上层建筑即意识形态，因而是中立的、客观的）。,3、贝尔纳（Bernal，英国。19011971）的观点 一种社会建制（institution）。一种方法：一整套思维和操作规则。一种累积的知识传统（科学的继承性）。一种维持和发展生产的主要因素。一种重要的观念来源：构成人类信仰和基本态度的最强大的势力之一；为诸多观念的变革提供了动力。,二、科学的特征,1、普遍主义（universalis

26、m）即普遍性、客观 性：放之四海而皆准，与阶级、党派、民族、种族、宗教信仰等无关。,2、公有主义（communism。公有性）：禁止保密。3、无私利性（disinterestedness）：科学是对真理的追求，科学家不应以科学谋取私利。4、独创性（originality）和竞争性（科学发现优先权的争夺）：视独创性为最高价值，并以承认优先权作为奖励制度的基础。5、有根据的怀疑主义：批判、怀疑但不盲目。,第二节 科学的效应一、科学（知识及其物质产品、方法、精神、思维方式）的价值与功能,1、经济功能：科技是生产力 科技是间接形态、知识形态的生产力：它渗透到构成生产力的各要素（劳动者、劳动工具和劳动对

27、象）中从而促进生产力的发展，并由此而导致整个社会的进步。科技是第一生产力：在当代社会，在所有影响经济发展的各种因素中科学是第一位的、决定性的因素。,2、社会文化功能,使外在世界成为“合理”的、容易理解和把握 的，破除了以往人们对世界的神秘感。用科学知识、科学方法和科学精神加强各项 事业的管理，可以提高管理水平，促进社会结 构的合理化。,有利于培养人客观、求实、重经验、有理性，敢于怀疑和批判的科学精神，从而促进社会各方面的发展和进步。,有利于破除迷信，解放思想，促进观念更新和思维方式变革。将科学的方法移植到其他学术领域中，可能使这些领域的研究获得重大突破和进展。,二、科学（知识及其物质产品、方法

28、、精神、思维方式）的负面效应和局限性,1、技术成果的环境负效应（环境污染、水土流失等）。科学知识的物质产品,2、科技使人丧失了原初的本质力量：爱默 生说，人有车辆但失去了双足；有精致的钟表但失去了通过太阳准确判断时间的本领。笔记本和图书馆败坏了他的记忆和机智，科学知识腐蚀着他翻译自然之书的能力。他的财富越积越多，却形成了一个只消化食物的胃；他的生活越来越舒适豪华，可是遗忘了本该属于自己的精神的家。科学知识及其物质产品,3、意义的失落：科技的发展使得一些珍贵的传统价值和人的情感（如珍视自然和生命的价值和神圣性，重视以血缘关系为纽带的亲情关系，重视人的审美感受和诗意想象在艺术和生活中的作用）受到冲

29、击和扭曲，改塑了人类的思维、情感和生活的形态，容易使人只见事实不见价值，导致心灵的机械化 和人际关系的冷漠。科学知识、方法、精神,4、将自然科学的思维模式一元论（相信社会历史的发展存在普遍适用的、固定不变的规律，寻求确定性和认定存在着宇宙之谜的唯一正确的解答）扩展至整个社会，容易导致独断主义的盛行，有碍于建设一个以多元论为基础的自由、民主、宽容的现代社会。科学方法、精神、思维方式,5、科学不是万能的，它有其适用范围，不可能解决所有的问题。它只能回答“什么”（what）和“如何”（why）的问题而不能回答“究竟因”（ultimate why即终极因）的问题。也就是说，它只能解决经验问题而不能解决

30、超经验问题。科学的效能、思维方式,第三节 科学与非科学的划界（Demarcation）,一、可证实性（verifiability）标准（逻辑实证主义）命题的意义（meaning）即命题的科学性在于其证实（verification）方法即具有可证实性，即可证实的就是科学的。,二、可证伪性（falsifiability）标准（证伪主义）能够被证伪（具有证伪的逻辑可能性）的理论即具有可证伪性的理论就是科学的，否则就是非科学的；比较不同理论的科学性的标准是其可证伪性的程度（即潜在证伪者的数量）。（关键：与传统划界标准即可证实性标准不同，将科学与真理分离，认为科学不等于真理）,证伪主义眼中的非科学,同语

31、反复命题或重言式命题（tautology）数学。形而上学。列尽一切可能性的命题：如“明天既可能下雨也可能不下雨”。伪科学（pseudoscience）：如占星术（astrology）、弗洛伊德的精神分析学、马克思主义的社会历史理论（历史唯物主义）。,三、范式标准（库恩的历史主义）凡符合范式的就是科学的，不符合范式的就是非科学的。,四、“怎么都行”(Anything goes)标准（费耶阿本德的强历史主义）,否定划界标准及划界问题的意义，否定科学与非科学和伪科学、理性与非理性的区别 认识论无政府主义（epistemological anarchism）或科学无政府主义（scientific anarchism）（实即相对主义、非理性主义）,五、更合理的标准 1、必要条件：可检验性（testability）2、充分条件：该陈述必须提供超量经验内容，即有超过背景知识的内容。,