第四講 現(xiàn)科學(xué)技術(shù)革命與自然界的圖景

第四章現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展及其世界圖景本章主要內(nèi)容現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命現(xiàn)代科學(xué)中的自然界圖景人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展一、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命是一個廣泛的概念，它包括自然科學(xué)革命、技術(shù)革命以及由此產(chǎn)生的整個社會的變革。

1、科學(xué)革命

（1）物理學(xué)革命：物理學(xué)的英雄時代1900年，量子論1905年，相對論量子論和量子力學(xué)的建立1900年12月14，普朗克提出“能量子論”，革命性1905年，愛因斯坦光量子論1913年，玻爾原子結(jié)構(gòu)理論1924年，德布羅意物質(zhì)波概念，波粒二象性1925年，海森堡矩陣力學(xué)1926年，薛定諤波動力學(xué)，等價性證明1927年，海森堡測不準原理，玻爾互補原理量子論和量子力學(xué)建立的意義：使人們從根本上改變了只承認連續(xù)性和機械決定論的傳統(tǒng)觀念。h=6.625×10-27erg.s戴維森與G.P.湯姆生分別發(fā)現(xiàn)電子衍射現(xiàn)象，1927

戴維森（左）手持電子衍射管G.P.湯姆生相對論的建立1905年，愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論，重要推論。狹義相對論的意義：新時空觀，時空屬性與運動有關(guān)；質(zhì)量和能量的相當(dāng)性1916年，愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對論，揭示了時間、空間、運動、物質(zhì)的統(tǒng)一性，時空結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與物質(zhì)分布的關(guān)聯(lián)性。

1927年索爾維會議（2）化學(xué)的發(fā)展量子化學(xué)：量子力學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用交叉學(xué)科：生命化學(xué)，天體化學(xué)，地球化學(xué)，環(huán)境化學(xué)化學(xué)與社會生活（3）天文學(xué)的進展60年代的四大發(fā)現(xiàn)：類星體，脈沖星，星際有機分子，微波背景輻射（2006年諾貝爾物理學(xué)獎與此有關(guān)）天體演化學(xué)：太陽系的起源與演化大爆炸宇宙學(xué)1915年，大陸漂移學(xué)1960年代初，海底擴張說1967—68年，板塊構(gòu)造理論（4）地質(zhì)學(xué)革命微觀方向：分子生物學(xué)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（1953年）宏觀方向：生態(tài)學(xué)（5）生物學(xué)的革命性進展1945—1955年，原子能技術(shù)1955—1965年，人造衛(wèi)星1965—1975年，基因重組技術(shù)1975—1985年，PC1985—1995年，軟件技術(shù)1995—網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2、技術(shù)革命（新技術(shù)革命）認識論方面問題因果性問題（決定論與非決定論，機械決定論與統(tǒng)計決定論）；微觀領(lǐng)域中的主客體關(guān)系問題；物質(zhì)結(jié)構(gòu)的可分性問題（跨克“漸進自由）；3、現(xiàn)代科技革命引出的諸多問題時空的有限與無限問題；宇宙的創(chuàng)生（于“有”或“無”）問題；生命進化中的必然性與偶然性問題；人工智能與思維。二、現(xiàn)代科學(xué)中的自然界圖景現(xiàn)代辯證唯物主義自然觀物質(zhì)范疇：客觀實在性，不變性，絕對性物質(zhì)形態(tài)：多樣性，可變性，相對性1、自然界物質(zhì)形態(tài)的多樣性和統(tǒng)一性物質(zhì)形態(tài)的多樣性（1）非生命界和生命世界（2）五種聚合態(tài)：

固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)、超密態(tài)（3）實物和場：實物粒子是以間斷形式存在的物質(zhì)形態(tài)場是以連續(xù)形式存在的物質(zhì)形態(tài)（4）反物質(zhì)態(tài)：由反粒子（反質(zhì)子、反中子）構(gòu)成的物質(zhì)。（5）“暗物質(zhì)”：現(xiàn)代宇宙學(xué)的一種推測，認為宇宙中的絕大部分的物質(zhì)是以“暗物質(zhì)”的形態(tài)存在的。（1）化學(xué)元素基礎(chǔ)上的統(tǒng)一科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽系以內(nèi)的天體和太陽系以外的天體與地球上的物質(zhì)組成基本上是相同的，氫71%、氦25%，表明“宇宙物質(zhì)的化學(xué)上的統(tǒng)一性”。物質(zhì)形態(tài)的統(tǒng)一性

（2）實物和場的統(tǒng)一

物質(zhì)結(jié)構(gòu)的間斷性與連續(xù)性具有辯證統(tǒng)一的關(guān)系實物粒子和場的區(qū)別：靜止質(zhì)量，密度較大，間斷性，并列性，不可入性運動質(zhì)量，密度極小，連續(xù)性，彌漫性，可疊加性場與實物的聯(lián)系：實物——場——實物19世紀初，在科學(xué)界普遍流行的這樣一種觀點，即認為各個研究領(lǐng)域的現(xiàn)象是相互獨立的?！盁崴亍?、“燃素”、“電流體”、“生命力”1940年代，能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)，表明運動具有不滅性，各種運動形式之間可以相互轉(zhuǎn)化；質(zhì)量守恒定律則表明物質(zhì)具有不滅性，各種物質(zhì)形態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化。（3）物質(zhì)運動基礎(chǔ)上的統(tǒng)一1803—1811年，道爾頓和阿佛伽德羅分別建立原子論和分子論；1911年，盧瑟福建立原子有核行星模型；1913年，玻爾提出原子結(jié)構(gòu)理論；1932年，查德威克發(fā)現(xiàn)中子；1965年，蓋爾曼提出強子復(fù)合模型。（4）物質(zhì)層次基礎(chǔ)上的統(tǒng)一在任何物質(zhì)層次上來論證自然界物質(zhì)的統(tǒng)一性都是相對的；由于分子、原子、基本粒子、夸克等都是不依賴于人們主觀的客觀實在，所以自然界的物質(zhì)統(tǒng)一性又是絕對的。狹義相對論揭示了空間、時間與運動的統(tǒng)一性廣義相對論揭示了空間、時間、運動與物質(zhì)的統(tǒng)一性。（5）物質(zhì)、運動、時間、空間的統(tǒng)一（6）宇宙基本相互作用的統(tǒng)一四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。弱電統(tǒng)一理論大統(tǒng)一理論致力于揭示自然界中基本相互作用的統(tǒng)一性（7）宇宙起源上的統(tǒng)一1948年伽莫夫提出宇宙大爆炸理論，認為我們生存在其中的宇宙起源于最初的一次大爆炸，這表明整個宇宙在起源上具有統(tǒng)一性。2、自然界的系統(tǒng)性（1）系統(tǒng)及其規(guī)定性系統(tǒng)是由若干要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的整體。系統(tǒng)的規(guī)定性：要素；結(jié)構(gòu)；功能；環(huán)境物質(zhì)能量交換：孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)認識程度：白系統(tǒng)；灰系統(tǒng)；黑系統(tǒng)運動形式：物理系統(tǒng)、生命系統(tǒng)；社會系統(tǒng)（2）自然界系統(tǒng)的基本類型（3）系統(tǒng)中整體與部分的關(guān)系加和性和非加和性整體性是系統(tǒng)方式的根本特征：系統(tǒng)的整體功能不等于構(gòu)成系統(tǒng)的要素的功能之和。

3、自然界系統(tǒng)的層次性（1）自然界的基本層次劃分標準：質(zhì)量、空間尺度，理論描述，結(jié)合能形式與大小非生物界微觀：夸克→基本粒子→原子核→原子→分子宏觀：分子體系→凝聚態(tài)物質(zhì)→行星（衛(wèi)星）宇觀：恒星→星系→星系團→總星系生物界生物大分子→細胞→組織→器官及其系統(tǒng)→個體→種群→生物群落→生態(tài)系統(tǒng)（2）層次結(jié)構(gòu)的結(jié)合度特點：層次越高，結(jié)合度越小；層次越低，結(jié)合度越大方法論意義：對低層系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)可作黑箱化處理——黑箱方法。4、自然界的演化發(fā)展（1）自然界的歷史性自然觀的歷史觀的確立：把歷史的觀點引入對自然界的研究，是人類自然觀上的一次重大變革。“19世紀是進化的世紀”（普里高津）自然界演化的過程和圖景宇宙和天體的起源與演化地球的演化生命的起源和生物的進化人類的起源和進化人類社會的發(fā)展（2）自然界演化的不可逆性可逆與不可逆時間的不可逆性：外部時間；內(nèi)部時間不可逆性在演化中的作用：有序結(jié)構(gòu)的破壞；更加有序結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生（3）自然界演化的方向性19世紀科學(xué)整體中存在的矛盾：生物進化論，生物界的歷史性——進化；熱力學(xué)第二定律，非生物系統(tǒng)的歷史性——退化自然界的進化和退化（含義；特點）進化和退化的統(tǒng)一性（相互包含；同存共生）三、人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展1、自然界的人化發(fā)展（1）天然自然、人化自然、人工自然（2）自然界演化的動力自然界本身的力量；人類活動的力量（生態(tài)力量，地質(zhì)力量）（3）自然界的人化是社會實踐的產(chǎn)物（1）米都斯：《增長的極限》（羅馬俱樂部，1972）2、人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的必要性五種全球化趨勢（指數(shù)型增長）

糧食短缺；資源消耗；環(huán)境惡化；人口膨脹；資本擴張自然的極限與人類的困境全球均衡狀態(tài)模式和零增長理論

人口和資本基本穩(wěn)定；再生性資源、不產(chǎn)生環(huán)境退化的人類活動可無限發(fā)展技術(shù)進步不能排除增長的最終極限報告的積極社會作用和局限性

人與自然關(guān)系的危機意識全球性問題在當(dāng)代社會的重大意義人與自然的關(guān)系應(yīng)是和平共處、協(xié)調(diào)發(fā)展

從否定的意義上看待科技對自然的作用沒有提出建設(shè)性方案（2）“全球性問題”對人類生存和發(fā)展具有全球范圍的緊迫威脅，需要所有國家的人民長期共同努力、協(xié)同解決的問題?！笆澜鐔栴}復(fù)合體”：

人和自然的關(guān)系問題；人類社會內(nèi)部的關(guān)系問題（3）全球十大環(huán)境問題空氣污染溫室效應(yīng)臭氧層消耗酸雨蔓延物種銳減森林浩劫土地荒漠化水資源匱乏海洋污染垃圾成災(zāi)3、人與自然不協(xié)調(diào)的原因第一,認識方面（對自然規(guī)律認識不足）第二,自然觀方面（片面強調(diào)人對自然的征服、改造的關(guān)系，忽視了人與自然有機聯(lián)系）第三,實踐觀方面（沒有正確處理好人的能動性和受動性的關(guān)系）第四,發(fā)展觀方面（受傳統(tǒng)工業(yè)文明發(fā)展觀的影響）第五,社會因素方面（集團利益；國際政治和經(jīng)濟發(fā)展不平衡）

科特迪瓦污染事件4、協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的基本途徑第一,樹立人與自然是有機統(tǒng)一體的觀念，建立人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系。

“天人合一”觀念的現(xiàn)代價值第二,樹立科學(xué)發(fā)展觀，走人口、經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境相互協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展道路。

“可持續(xù)發(fā)展