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自然辩证法

自然辩证法

DIALECTICSOFNATURE

PhilosophyofScience&Technology

杨叔子院士华中理工大学校长:

“在一次国际会议上,一位年轻的外籍华人专家告诉我（杨叔子），他原来在大陆所学的课程中，最有用的是‘自然辩证法’，其他课程内容派不上用场,也忘了。

只有‘自然辩证法’有用，到处都有用。

”

—《身需彩凤双飞翼–人文教育与科技教育应当并重》高等教育研究6/1995首篇

绪论

一、自然辩证法的对象、性质和内容

二、自然辩证法的产生与发展

三、学习自然辩证法的意义

四、学习自然辩证法的方法

（一）自然辩证法的研究对象

定义：

自然辩证法是马克思主义哲学的分支学科，是马克思主义的自然哲学、科学哲学和技术哲学。

是关于自然界和科学技术发展的一般规律的科学。

是系统化的科学的自然观、科学技术观和科学技术方法论。

（二）自然辩证法的学科性质

1、自然辩证法与哲学

2、自然辩证法与自然哲学

3、自然辩证法与科学哲学

4、自然辩证法与自然科学

5、自然辩证法与其他学科

1自然辩证法是马克思主义哲学的分支

辩证唯物主义

认识论

自然辩证法辩证逻辑历史唯物论

总论—研究自然、社会、思维的普遍规律

分支—分别研究和运用于自己的特殊领域

自然辩证法—集中研究和适用于自然领域

2自然辩证法是马克思主义的自然哲学

（1）自然辩证法与自然哲学的联系：

有理论渊源关系

认为二者毫不相干，是不对的

（2）自然辩证法与自然哲学的区别：

1）研究对象不同

2）研究方法不同

3）发展前途不同

认为二者具等同关系，是错误的

3自然辩证法是马克思主义的科学哲学

西方科学哲学随现代科学而兴起

*有合理因素,一味排斥是不妥当的

*有明显缺陷,等同-代替论是错误的

自然辩证法应吸收其进步成果

二者应当相互借鉴，互促发展

4自然辩证法与自然科学的关系

（1）具有密切联系

共同的对象/任务/目的

（2）又有明显区别

1）一般与特殊的关系

2）哲学指导与科学基础作用

5自然辩证法与其他学科

自然辩证法的相近学科

*科学学/技术论

*科学技术社会学

*科技与社会（STS）‥‥‥

自然辩证法的相关学科

*自然史/科学史/技术史

*思维科学

*系统科学‥‥‥

（三）自然辩证法的学科内容

1.自然观（自然界及其发展的辩证法）

自然观是关于自然界以及人与自然的关系的总的看法观点，是关于自然界的本质特征和发展规律的理论说明，是关于天然自然和人工自然的一系列重大问题的哲学考察。

主要研究自然界的存在方式、演化发展规律以及人与自然界的关系。

2.科技观（科学技术及发展的辩证法）

科学技术观是关于科学技术及其发展以及科技与社会的关系的总的看法和观点。

是关于科技发展规律的理论说明，是关于科技发展中一系列重大问题的哲学考察。

主要研究科学思想的历史演变，科学技术的性质和体系、社会功能和价值观，科技发展的内在机制和社会条件，科技与社会的协调发展。

3.科技方法论（科学技术研究的辩证法）

科技方法论是从总体上考察科技方法所得出的一般结论，是对科学技术具体方法的哲学概括，是关于科技研究一般方法的理论说明。

主要包括战略方法、战术方法：

经验方法.理论方法.数学方法.技术方法.系统科学方法,各种方法的局限和对策以及方法间的联系和过渡。

4.数学及各门自然科学的哲学问题

在科学前沿提出的哲学问题，往往

是科学突破口；分析科学的哲学问题，

可提高科学素质，有助于科学进步。

5.社会经济等领域中的辩证法问题

农业教育.科研.生产.管理中的‥

二、自然辩证法的产生与发展

（一）自然辩证法的前史

（二）自然辩证法的创立

（三）自然辩证法的发展

（见第一篇科学思想历史导论）

三、学习自然辩证法的意义

1、提供自然观和科技观的指导

2、提供科学的方法论的指导

3、提供思想武器,提高识别能力

4、有助于提高理论思维能力

5、有助于扩大视野,改善知识结构

1、提供自然观和科技观的指导

2、提供科学的方法论的指导

自觉学习和应用

自然辩证法的科学家

*肖莱马

*奥巴林

*日本物理学界

*中国当代科学家

坂田昌一

*日本物理学家

*提出基本粒子“不基本”的观点

*建立强子结构“坂田模型”（1956）

*著有《现代科学的哲学和方法论》

其中一节的标题是“马克思—

现代科学方法的源泉”

《我所遵循的经典—

恩格斯的〈自然辩证法〉》

坂田昌一晚年写的一篇文章，

总结了自己的学习体会。

他写到：

“恩格斯《自然辩证法》，在我持

续四十年的研究生涯中，经常给

我珠玉般的光辉。

”

3、提供思想武器,提高识别能力

4、有助于提高理论思维能力

5、有助于扩大视野,改善知识结构

四、学习自然辩证法的方法

1、坚持以辩证唯物主义为指导

2、坚持以自然科学为基础

3、坚持反对“代替论”和“无用论”

4、坚持“双百”方针,提倡学术民主

发挥好主导性作用和主体性作用

第一篇科学思想历史导论（略）

第二篇自然观

自然观是关于自然界以及人与自然

关系的总看法和总观点。

每个时代的自

然观与该时代的科学技术状况密切相关。

本篇讨论现代科学技术孕育的一些观点。

第1章自然界的存在方式

第一节自然界的物质性

第二节自然界的系统性

第三节自然界的层次性

第一节自然界的物质性

一、什么是自然界

1、狭义：

指与人类社会相对立而存在的物质世界

2、广义：

指整个宇宙，即整个物质世界及其一切表现，包括我们人类社会在内。

二、物质性是自然界的根本特性

列宁的物质定义：

1、揭示物质的根本特性-客观实在性

2、指明了物质的可知性

3、揭示了一切物质形态的共同特性

三、自然界的物质形态

1、从物理学的角度

（1）固态

（2）液态（3）气态

（4）场（5）等离子态

（6）超密态（7）真空态

2、从生物学的角度

（1）生命物质

（2）非生命物质

四、自然界的物质运动形式

1、机械运动

2、物理运动：

微观/宏观/宇观

3、化学运动

4、生命运动运动形式具多样性

五、自然界的物质关系

1、引力相互作用

2、电磁相互作用

3、弱相互作用

4、强相互作用**……

六、实体、属性与物质关系

（一）物质实体和物质属性

1、实体：

物质客体本身，是物质属性的

承担者，并通过属性来标志自身的存在。

2、属性：

是物质内部各个组成要素或

部分之间相互作用的表现。

简言之，就

是物质实体的外部表现。

3、实体与属性关系：

（二）实体.属性.关系之关系

1、物质实体内部的特定关系

决定着实体具有何种属性。

2、物质实体的属性决定着

实体之间可能形成何种物质关系。

3、物质实体

一般具有多种属性，

其在现实系统中表现为

何种确定的属性，取决于

实体处于何种物质关系之中。

第二节自然界的系统性

一、系统及其系统方式

1、系统是由两个以上相互

联系、相互作用的要素所组成

的、具有一定结构和功能的有

机整体，它从属于更大的系统。

2、物质联系的系统方式

1）系统方式的基本特点

系统由若干特定要素组成

各要素依其关系形成特定结构

系统结构导致特定功能的整体

系统总是在特定环境中存在

2）系统方式是事物联系的普遍方式

二、自然物质系统的类型

1、系统与环境的关系

孤立系统/封闭系统/开放系统

2、系统内运动的内容

物理系统/化学系统/生命系统

3、人对自然的参与程度

天然系统/人工系统/复合系统

4、人对自然的认识程度

黑系统/白系统/灰系统

5、系统中要素的作用特点

线性系统/非线性系统

6、系统所处的状态

平衡态/近平衡态/远平衡态系统

三.物质系统中整体和部分的关系

1、物质系统中的一对基本矛盾

整体：

构成事物的诸要素及其关系的全部总和

部分：

整体的基本单元，各种要素和各种关系

2、两种外在表现类型

1）整体等于各组成部分之和

2）整体不等于各组成部分之和

3、整体和部分的关系

*相互联系：

作为对立面，互为条件

*相互作用：

整体稳定时，支配地位

整体对部分也有依赖性

*在一定条件下，相互转化

在层次结构上/在功能上

4、整体与部分相互过的两种方式

——加和性方式和非加和性方式

*加和性是指“一个复合体的特征能够

完全分解为各个分离要素的特征”

*物质系统存在加和性关系

*认识加和性的物质联系是方便的

非加和性关系

*物质系统的特征

*非加和性表征着新属性的出现

表征系统与其构成部分的质的差异

*这使简单叠加的方法失效

非加和性关系的内在原因

相干性：

一种耦合关系。

耦合各方彼此约束与协同，一方面耦合各方原有的自由度减少乃至部分属性丧失；一方面耦合各方在新的模式下协调一致，原有的属性可以被拓展。

二者叠加在一起，共同导致属性不可分割的整体的形成。

原子、电子和原子核为例

1、原子是电子和原子核经由电磁

相互作用耦合起来的整体

2、受约束，与自由电子有所不同

主量子数/磁量子数/角量子数等

3、彼此协同，原子出现新的性质

加和性与非加和性

1、两种方式是由于耦合状况不同

相干性=0，加和性；反之亦反

2、在一定条件下相互转化

3、研究对象：

堆集物？

神秘整体？

整体出发/研究耦合/分析转化

整体和部分的关系的意义

1、反映了现代科学认识论的重要原则

2、深化了分析和综合科学思维方法

传统分析综合法发展为辩证的分析综合法

四、系统的结构性与功能性

1、结构和功能的含义

结构是系统内要素之间关系的总和，表现为系统内部的组织形式、联系方式或秩序。

功能是系统与环境相互作用过程中表现出来的能力。

2、结构与功能的联系类型

*同构同功

*异构同功

*同构异功

3、结构与功能的关系

*结构决定功能

*功能反作用于结构

1）超常而破坏结构

2）促进结构进化或退化

结构是内在根据，功能外在表现。

第三节自然界的层次性

一、层次性及层次的划分

1、系统的层次性

系统的层次性一方面是指系统由一定的要素组成，而这些要素又是由更低一层次的要素组成的子系统；另一方面，系统自身又是更大系统的组成要素。

它本质上揭示了系统之间纵向的或垂直的有序关系。

2、系统层次的划分

（1）按物质客体的质量和空间尺度

（2）按物质之间相互作用的性质

（3）按系统具有不同的结合能形式

（4）按普适常数进行划分

二、层次结构

1、层次结构的含义

层次结构是指若干要素经相干性关系构成的系统,再通过新的相干性关系

而构成新系统的逐级构成的结构关系。

在这种关系中,参与构成的系统称为

低层系统,构成后的新系统称为高层系统。

2、层次结构的特点

1）低层次系统对高层次系统具有构成性关系。

（注：

同一结构内的分层排布现象不是层次结构）

2）同一层次的系统之间存在着相干性关系。

（注：

低层系统不一定比高层系统结构简单）

（3）层次结构的双向因果关系

1）上向因果关系（链）

低层次系统作为原因可以在高层次系统中引起一定结果。

只有弄清了上向因果关系，才能揭示高层次的本质和根源，才能从根本上解释高层次。

2）下向因果关系（链）

高层次系统作为原因可以在

低层次系统中引起某些结果。

高层次一旦产生，便与低层次

有了本质区别。

且其中的低层次要

受到高层次的严格调控。

3）因果链的认识意义

正确把握高、低层次之间的辩证关系，

防止两种错误倾向:

特创主义、还原主义。

科学研究可以采用下向还原研究法,但

低层次的规律的加和,不能把高层次包括无

遗,不能忽视高层次的新质属性和独特规律。

第2章自然界的演化发展

一、自然界的历史性

二、自然界运动转化的守恒性

三、自然界演化的方向性

四、自然界演化发展的周期性

五、自然界演化发展的辩证范畴

一、自然界的历史性

1、关于自然界的历史观

*古代朴素的自然历史观

*机械论自然观：

不变观

*恩格斯的自然历史观

科学基础：

19世纪的科学成就

基本观点：

自然界“是过程的集合体”

2、演化过程的唯象描述

*四大起源

*十大起源

*热大爆炸宇宙论

我们的宇宙（＞100亿光年）是距今

约200亿年前的一次大爆炸后演化而来

宇宙演化链

宇宙时物质形态

0秒原始火球大爆炸

10-43秒时空量子化

10-35~10-30秒暴胀：

夸克、轻子产生

10-6秒质子-反质子对湮灭

1秒电子-正电子对湮灭

1分~3分氦合成

1~2×109年星系形成

4.1×109年第一代恒星形成

5×109年类星体、星族Ⅱ恒星形成

10×109年星族Ⅰ恒星形成

15.2×109年原始星际云形成

15.4×109年行星（地球）形成

16.1×109年最老的地球岩石形成

18×109年富氧大气圈形成

19×109年生命起源

19.55×109年初期的鱼类

19.6×109年初期的陆地植物

19.95×109年哺乳动物

20×109年人类起源

人类产生：

主客体分化

无机界化学演化（生命起源）

无机-有机统一体（动植物分化）

生/消/分-生态统一体（人类产生）

主体-客体统一体

人的新进化

1、一般生物进化

2、精神方面的进化

3、体外进化

*人的手脚在体外的延长

*人的感官在体外的延长

*人的大脑在体外的延长

自然：

三分界定

天然自然/人化自然/人工自然

人工自然的两重性

3、自然界演化的自组织

自组织（自发从无序到有序）条件：

1、处在远离平衡态的区域

2、是开放的系统

3、发展演化是不可逆的

4、系统中存在正反馈

二.自然界运动转化的守恒性

1、自然界运动形式的多样性与转化的普遍性

2、自然界运动转化在量上和质上的守恒性

三、自然界演化的方向性

1.进化和退化是自然演化的两个分支

*克劳修斯的熵增原理（热寂说）

揭示的退化过程，非根本方向

*达尔文的进化论

揭示的进化过程，非惟一方向

2.二者的辩证联系（恩格斯/普里高津）

3、进化和退化的统一性

1）进化和退化相互包含

进化为主的过程往往内含退化

退化为主的过程常常内含进化

绝对完满或无用的事物不存在

具体事物的完善总是有限度的

2）进化和退化同存共生

同时存在和同步发生

一个过程的两个方面

3）进化和退化相互交替

交替进行，相互转化

演化是一个曲折的过程

四.自然界演化发展的周期性

自然界演化发展周期的

普遍性

多样性

无限性

五.自然界演化发展的辩证范畴

1、可逆与不可逆

2、渐变与突变

3、单义决定与或然决定

第三篇科学技术方法论

科学技术方法论是对科学技术研究中所运用的认识和实践方法的哲学概括，是关于科学技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。

第3章科学认识、科学问题、科学事实

科学方法论与科学认识论关系密切。

科学研究的起点是科学问题。

*科学认识与科学方法

一、科学认识的特点

1、实证性（相对于哲理性认识）

不排斥概率刻划

不排斥模糊性

不等于真理性

2、深刻性（相对于常识性认识而言）

3、创造性（对象蓝本的科学雕塑）

二、科学认识系统的构成

1、科学认识主体

人类社会成员的一个特殊部分

2、科学认识客体

客观自然物中的一个特殊部分

3、科学认识中介

工具仪器/语言符号/操作推理规则

三、科学认识系统中主客体的矛盾

1、主体客体化

客体影响、限制和改变主体，使主体与客体的规定性相适应。

2、客体主体化

主体影响、限制和改变客体，使客体与主体的需要相适应。

这种双向运动发生于同一科学认识过程。

四、科学技术方法与方法论

1、科学技术方法的性质和分类

2、科学技术方法的地位和作用

3、科学研究的一般程序

科学问题科研选题

获取科学事实观察实验

概括科学事实科学思维

建立科学假说假说方法

检验

形成理论体系理论方法

4、科学方法的三维结构

5、技术方法的三维结构

*科学问题

一、问题在科学研究中的地位

请观察！

1、科学研究开始于问题

2、问题推动研究的深入发展

3、提出问题比解决问题更重要

二、科学问题的规定

科学问题是指在一定时代的知识背景下，提出的关于认识和实践中需要解决而又未解决的矛盾，它包含求解目标和应答域，但尚无确定答案。

历史时代产物/具有结构

三、科学问题的来源

1、新事实与旧理论的矛盾

2、佯谬3、悖论

4、不同理论学科间的矛盾

5、技术目的和技术手段的矛盾

四、科学问题的分类

内容形式/学科性质/关键一般

1、科学问题与非科学问题

2、真科学问题与伪科学问题

3、待解决的问题与未解决的问题

*科研选题

一、科研选题的步骤

1、文献调研和实际考察

2、提出和论证

3、评议：

同行专家评审

4、确立选题（反复反馈）

二、科研选题的意义

三、选题应遵循的基本原则

1、需要性原则

2、创新性原则

3、科学性原则（1～4为

4、可行性原则限制性原则）

5、经济合理性原则

6、发挥优势原则

7、灵活性原则

*科学事实

一、科学事实的规定

观察实验中所获取的经验事实

二、科学事实的特点

1、与客体有关，内容是客观的

2、与中介有关，形式是主观的

3、属于认识论范畴，有可错性

“我有事实根据”不具绝对的权威性

三、科学事实应满足的条件

1、恰当仪器记录，正确概念陈述

2、可复核性和可重现性

3、应该是个别存在的陈述

4、精确性和系统性

四、科学事实的作用

*形成新概念、新理论

*评价、检验科学假说和科学理论

*科学观察

1、概念：

自然条件下的考察方法

2、作用：

古老而基本的方法

获取材料/判定理论/导致新发现

3、局限性：

使用范围受限

带有表面性/很难细致而准确

4、弥补：

科学实验/科学思维

*科学实验

1、概念：

人控观察

2、作用：

近代以来的基本方法

简化纯化对象/定向强化对象

延缓、加速、模拟自然过程

3、科学实验与理性活动

*观察中的认识论问题

1、观察渗透理论

2、测量问题

3、观察的客观性

4、观察和实验中的机遇

观察渗透理论

*传统观念：

存在纯粹的中性观察？

？

？

观察的全过程（三个环节）：

1、感知阶段

2、对感知的判断幻灯片10

3、观察陈述

纯粹的中性观察是不存在

关于测量问题

*科学测量：

研究者-测量系统-研究对象

1、传统科学的认识，可忽略仪器“干扰”

2、微观物理研究，仪器“干扰”特别严重

从测量系统中获得的信息是否客体的真实？

3、大多倾向于“真理的条件性”的观点

4、发表测量结果，应同时包括测量系统

观察的客观性

1、客观事实与经验事实

2、客观性与公共性

*什麽条件下……

*怎麽做

观察和实验中的机遇

偶然意外的发现

*部分意外

*完全意外

承认机遇，不坐等机遇

重视机遇，不过分夸大机遇

第4章科学思维、科学假说、科学理论

第一节科学抽象

第二节科学思维

第三节科学假说

第三节科学理论

第一节科学抽象

一、基本含义

透过现象抽取本质的思维过程

二、一般过程

感性具体/抽象规定/思维具体

三、主要成果

科学概念/科学符号/思想模型

第二节科学思维

一、科学思维的类型

二、科学思维的逻辑方法

三、科学思维的非逻辑方法

四、创造性思维方法

科学思维的类型

逻辑思维

形象思维

直觉思维非逻辑思维

二、科学思维的逻辑方法

1、逻辑思维的类型和特点

形式逻辑/辩证逻辑

2、逻辑思维的主要方法

比较和分类

归纳、演绎和类比

分析和综合

（一）比较方法

1、比较：

异中求同/同中求异

2、作用：

最基本的逻辑方法

3、使用比较方法注意事项

选择好比较的标准

比较结论不要绝对化

（二）分类方法

1、分类：

将对象区分为不同种类

2、作用：

条理化/新发现

3、分类方法应遵循的原则

相应相称—宽窄问题

统一标准—重叠问题

逐级进行—超越划分问题

（三）归纳推理

1、归纳：

从个别到一般的推理

2、完全归纳法：

穷举法

3、不完全归纳法：

枚举法

4、判明因果联系的归纳法

5、统计推理和合情推理

完全归纳法

S1P

S2P

………

SnP

（S1.S2……Sn=S）

S类事物具有P属性

枚举归纳法

S1P

S2P

………

SnP

（S1.S2……Sn

S类事物具有P属性

因果判断归纳法

穆勒五法：

求同法

差异法

求同差异共用法

共变法

剩余法

求同法

有关因素被考察对象

A,B,Ca

A,D,Ea

A,F,Ga

A和a有因果联系

差异法

有关因素被考察对象

A,B,Ca

B,Ca不出现

A和a有因果联系

求同差异共用法

有关因素被考察对象

A,B,Ca

A,D,Ea

G,Fa不出现

M,Qa不出现

A和a有因果联系

共变法

有关因素被考察对象

A1BCa1

A2BCa2

A3BCa3

A和a有因果联系

剩余法

有关因素被考察对象

A,B,Ca,b,c

Bb

Cc

A和a有因果联系

（四）演绎推理

演绎：

从一般到个别的推理

三段论式

大前提：

凡恒星都发光

小前提：

太阳是恒星

结论：

太阳发光

（五）类比推理

类比：

直达过程的推理

A具有a.b.c.d属性

B具有a`.b`.c`属性

（a`.b`.c`~a.b.c）

B事物也可能具有d`属性

三、科学思维的非逻辑方法

1、非逻辑思维方法

2、地位和作用

3、不足之处

4、心理和生理基础

5、前提条件

1、非逻辑思维方法

*不遵循逻辑规则的特殊思维方法

想象：

形象概括性/主动发散性

灵感：

突发速逝性/升华创新性

类型——外界偶然机遇型

内部积淀意识型

直觉：

高度机敏性/极大跳跃性

2、非逻辑思维地位和作用

创造性思维的主要形式图谱*

3、非逻辑思维不足之处

往往给人造成虚妄

对策：

逻辑检验/实践验证基础*

*创造性思维图谱

辩证思维

问题逻辑直想灵逻辑解决

经验意象情感

4.非逻辑思维的心理和生理基础

不神秘，非杰出人物独具天赋

5.非逻辑思维产生的前提条件

*坚忍不拔的探索精神

*丰富经验和广博知识

*思维能力训练

*愉快情绪和安静状态

第三节科学假说

一、科学假说的基本特征

1、科学性

2、假定性

二、科学假说的作用

1、通向科学理论的桥梁

2、引导科研走向深入

三、建立假说的方法论原则

1、解释性原则（与科学事实）

2、对应性原则（与科学理论）

3、可检验性原则（