自然觀一、古代樸素的自然觀愛奧尼亞學派：注重自然、崇尚自然，試圖按照自然的本來面目自然原因來考察自然。第二講自然觀的演變基本點：（1）探討了世界的本原，認為世界及宇宙萬物都是由某種基本東西演變而來的

（2）關于運動的一般認識，認為世界是相互作用和聯系的一個整體，是處于不斷的運動變化之中的；變化的原因在事物內部.萬物從本原中產生,又復歸于本原.運動變化遵循規律。（3）在人和自然的關系上，認為人是自然界的一部分，人的最高理想和目的不是去行動，不是去控制自然，而是靜觀，即深入到自然中去，領悟自然的奧秘和創造生機。總的說來,把自然看作一個自身有生命的\不斷生長發育著的有機體.數是萬物。注重用數的關系和比例來表示宇宙萬物的秩序與規律。

畢達哥拉斯學派古代原子論觀點一切事物由原子組成，原子有絕對的充實性，原子在虛空中運動。原子和虛空不可見，但卻是客觀存在的。雖然看不到原子的本來面目，但能對原子進行思維。德謨克利特一切個體事物的本源與本質是它們各自的理念，而理念則是自在自為的實體或存在，是各種具體事物之永恒的、純正的原型與基本模式。柏拉圖“理念世界”亞里士多德的世界本原說事物的本質寓于事物本身中，是內在的，不可超越的。為了把握真理，必須重視感性經驗。四因說來說明存在的原因質料因、形式因、動力因、目的因自然界的事物都可用目的因來解釋如對運動的解釋

特征：

（1）樸素的唯物論（占主導地位，當然也有唯心的部分）

（2）樸素的、辯證的。因為它從事物的聯系、變化、演化、運動的方面來看待事物，但由于當時科技的落后，沒有建立在大量的科學技術發現的基礎之上，這種自然觀只能是樸素的，這是人類早期智慧顯示的標記。

（3）整體性、系統性。（4）直觀性、猜測性、思辨。由于這些特征，這些自然觀只能存在于古代，這也是其局限性，到了近代就不適用了，不得不被另一種自然觀所代替。

1近代自然科學的產生背景與經典力學的興起

（１）歷史的曲折—中世紀的神學統治

上帝創世說，神思說，靈魂不朽說（２）從15世紀到18世紀中葉，是近代自然科學產生的前期，在此期間，科學技術在歐洲迅猛發展，與當時的社會條件是分不開的二近代自然科學的產生與機械形而上學自然觀A生產力的發展促進了科學技術的發展B航海事業的發展及新大陸的發現對科學技術起了推動作用。積累了巨大的財富，為資本主義的最初的原始積累提供了物質基礎。

C宗教改革和文藝復興。

宗教改革

16世紀德國人路德發表了《九十五條論綱》，發起了宗教改革運動，并很快席卷全歐洲。宗教改革運動反對羅馬教皇對各國教會的控制，否認教皇有解釋教義的絕對權威，主張教徒個人可以直接與上帝溝通，并根據自己的心理體驗來解釋《圣經》不必由神父作中介。文藝復興和宗教改革的方向是一致的，是新興資產階級反對向封建專制制度的解放運動。（1）機械自然觀機械自然觀是單純用機械力學解釋自然現象的哲學觀自然界是一架由各種零部件組裝而成，按照一定的規則朝著一定方向運轉的機器2近代自然觀及特征

牛頓第一次提出了力的概念。

力是改變物體機械運動狀態的、能夠精確度量的力學上的一種物理量。把全部科學歸結于力，從種種運動現象來研究力，再用力去解釋各種自然現象。

牛頓堅信一切現象都可以用力來解釋。在《自然哲學之數學原理》第一版序言中他指出：“哲學的全部重任在于由運動現象去研究自然力，再由這些力去推演其他現象……我希望其他的自然現象了同樣能由力學原理推導出來。”

以法國科學家、哲學家笛卡爾、拉美特利等人為代表，他們把萬物都看成機器，甚至于包括動物和人。

拉美特利這樣說，“如果哲學的領域里沒有笛卡爾，那就和科學的領域里沒有牛頓一樣，也許還是一片荒原。的確……他第一個完美地證明了動物是純粹的機器。”進而拉美特利又以生理學家的身份說到：“讓我們勇敢地作出結論：人是一架機器，在整個宇宙里只存在著一個實體，只是它的形式有某種變化。”

“人的身體是一架鐘表，不過是一架巨大的、極其精細、極其巧妙的鐘表。”嚴格的機械決定論

在牛頓的《自然哲學之數學原理》中，已經表達了“對于自然界中同一類結果，必須盡可能歸之于同一原因”的思想，也就是說因果是一一對應的。比如，只要我們知道了物體運動的初始狀態和邊界條件，利用牛頓定律及其方程，便可以單值地確定物體任何時刻的運動狀態。

這個思想被法國數學家、哲學家拉普拉斯加以發揮，也稱為“拉普拉斯決定論”：

“我們應當把宇宙的現狀看作它先前狀態的結果以及它后繼狀態的原因。假定在某一時刻，有一種智慧能夠把握自然界所有的力以及組成自然界的一切事物的特定狀況──這種智慧博大精深足以對所掌握的資料進行分析──那么，它就能將宇宙間最龐大的物體到最微小的原子的運動全部都囊括于同樣的公式之中，對于它來說，沒有什么是不確定的，未來，一如過去，都呈現在它的眼前。”

(2)形而上學自然觀自然界的絕對不變性萬事萬物只是在空間上的并列物質是由原子構成的，原子是物質不可再分的最小粒子，具有不可入性如1830年發生的地質學史上的第一次大爭論：“水火之爭”

評價

肯定方面形而上學的自然觀首先是唯物主義自然觀，是人類認識史上的一個階段，是一種進步，它對當時的自然科學起了積極的推動作用，是對“經院哲學”的一種背叛，并在細節上超過了古代的樸素的自然觀。

否定方面

1、不科學：用機械運動的方法觀察自然界；2、唯物主義的不徹底。

1近代自然科學的發展

從18世紀下半葉開始，歐洲發生了以蒸氣機應用為主要標志的近代第一次技術革命，并相繼在歐洲的許多國家發生了產業革命，使資本主義工場手工業向機器大工業過渡，促進了資本主義生產的突飛猛進。生產的發展為自然科學的研究提供了新的事實材料和實驗手段，為自然科學的新飛躍奠定了基礎。三辯證唯物主義自然觀的形成

與此相應，自然科學的發展也呈現了新的特點：從分門別類地收集材料進入相互聯系地整理材料、從分析研究空間并存的事物進入探索時間相繼的過程。上述自然科學的一系列成就，在形而上學自然觀上打開了一個又一個的缺口，并為新的自然觀的產生準備了條件。恩格斯指出：“我們現在不僅能夠指出自然界中各個領域內的過程之間的聯系，而且總的來說也能指出各領域之間的聯系了，這樣我們就能夠靠經驗自然科學本身所提供的事實，以近乎系統的形式描繪出一幅自然界聯系的清晰圖畫。”“新的自然觀的基本點是完備了：一切僵硬的東西熔化了，一切固定的東西消散了，一切被當作永久存在的特殊東西變成了轉瞬即逝的東西，整個自然界被證明是在永恒的流動和循環中運動著。”作為馬克思主義哲學體系組成部分的自然辯證法，就是在這樣的自然科學基礎上建立起來的。2、黑格爾哲學對自然科學的總結黑格爾哲學中心概念是絕對精神，絕對精神在自我反觀、自我實現中經歷三個階段邏輯階段：含存在、本質、概念自然階段：含機械性、物理性、有機性精神階段：含主觀精神、客觀精神、絕對精神3恩格斯批判黑格爾，創立了辯證唯物主義自然觀創立標志：恩格斯的《自然辯證法》。此外，還有《反杜林論》、《反費爾巴哈論》等。

*特征：聯系的、發展的、系統的。

*基本內容：

（1）世界是物質的

（2）物質是運動的

（3）運動的多樣性

（4）運動的規律性

辨證唯物主義自然觀區別于以往自然觀

（1）這種自然觀既克服了形而上學自然觀的局限性，又擺脫了古代自然觀的樸素的、自發的屬性，而是根據近代自然科學發展的最新成果建立的新的自然觀，它是建立在精確的觀察材料上的；

（2）自然史和人類史的統一（3）天然自然于人化自然的統一(4)人與自然的對象性關系是能動性和受動性的統一

辯證唯物主義自然觀取代形而上學自然觀的必然性

（1）自然科學的發展狀況揭示了自然界的辯證關系。此時的科學由收集資料到整理資料；各個學科同時迅速發展；研究對象由既成的事物向研究事物的發展過程轉變。

（2）科學研究方法的轉變：由分析向綜合轉變。(自然科學研究從搜集材料的階段進入系統地整理材料和理論概括的階段)

四、20世紀自然觀的發展

20世紀初，相對論、量子理論以及物質結構理論的產生，導致了物理學領域的深刻革命，這場革命動搖了形而上學自然觀的基礎即經典力學。與19世紀相比，20世紀自然科學的發展有兩個特點：

A科學向縱深發展，揭示了小至微觀，大至宇觀的層次結構。

B科學向橫向發展，出現了既高度分化又高度綜合的整體化趨勢。

與此相應，以新能源、新材料、生物工程、航天技術、海洋技術、信息技術為主要內容的世界新科技革命迅速發展起來，這些技術與計算機技術相結合造成了一種嶄新的技術體系，以此為手段，人工自然的疆界迅速擴大，其社會效應和環境效應成為引人注目的問題，也必須從自然觀和方法論的高度進行研討。當代自然觀的新發展的概括1、時空的絕對性和相對性

何謂同時性的相對性？不同地點的兩個事件我們何以知道它是同時發生的呢？這個問題看似平常，卻至關重要。

同時性不是絕對的，而取決于觀察者的運動狀態。這一結論否定了牛頓力學所引以為基礎的絕對時間和絕對空間框架。狹義相對論的提出：

兩大假設（基本出發點）：

⑴狹義相對性原理在一切慣性坐標系內不能通過物理試驗來判斷該慣性系是靜止的還是。或者說，物理規律的數學表示在一切慣性系表示不變；

⑵光速不變原理在所有的相互作勻速直線運動的坐標系中，光在真空中的速度都是不變的。

狹義相對論的五大推論：

⑴同時性是相對的；

⑵運動物體的長度在運動方向要收縮；

⑶運動時鐘要變慢；

⑷物體質量將隨速度增加而增加；

⑸在光速運動條件下，物體的質量與能量可以相互轉化。相對效應產生于兩個相對運動的慣性系，且速度與光速比擬，不同慣性系看到的同一事件的時間延緩量和運動的尺縮量是不同的尺縮鐘慢效應說的是：對于兩個相互運動的參照系來說，處在某參照系中的觀察者將會發現另一參照系中的物體，其運動方向縮短了，其時鐘走慢了。這兩個效應都只是相對論效應。在本參照系中的觀察者將看不出這種效應。而且相對論效應是相互的，你看見我的尺縮鐘慢，我也看見你的尺縮鐘慢。

時間和空間隨著物質運動速度的變化而變化尺縮鐘慢效應狹義相對論揭示了空間、時間、質量和物質運動之間的聯系否定了牛頓的絕對時空觀，空間和時間不再是與物質及其運動無關的獨立實體，經典物理學中的基本常數如物體長度、時間間隔、慣性質量等都不再是絕對的，而與參考系的選擇有關。物體的運動狀態、時空特性、慣性質量等基本屬性是相對于一定的參考系而言的，因而對它們的測量和認識依賴于參考系的選擇。廣義相對論：基本原理：1廣義相對性原理—所有參考系，無論慣性系還是非慣性系，都同樣適合表達自然定律2等效原理—一個存在引力場的慣性系和另一個有加速度的非慣性系比較，并無本質的區別廣義相對論的理論體系

幾個推論：1、引力的實質=時空彎曲2、引力場方程——宇宙學方程愛因斯坦廣義相對論認為，重力場的時間空間特性是依賴于物質的質量分布的，物質的質量愈大、分布愈密、重力場愈強，則空間的“曲率”就愈大、時間的流逝就愈慢。銀河系正面圖

廣義相對論指出，由于有物質的存在，空間和時間會發生彎曲，引力場實際上是一個彎曲的時空。也就是說，牛頓提出了萬有引力，而愛因斯坦事實上取消了它：引力的本質是沒有引力，宇宙中無處不在的引力其實不是引力，而是時空的彎曲！在彎曲的宇宙時空中，天體只能沿路程最短的短程線運動，投射到歐幾里的空間中，就呈現出橢圓形的運動軌道。廣義相對論指出，時間與空間不能離開物質而獨立存在，時空的結構和性質取決于物質的分布，物質存在的空間不是平坦而是彎曲的，物質的密度越大，其周圍的空間越是彎曲。揭示了空間與時間之間，空間時間與物質及其運動之間存在的辯證聯系。2、從存在到演化無時間性如牛頓力學、相對論、量子力學F=md2r/dt2把t–t，方程形式不變，對時間反演對稱，意味時間無方向性時間的重新發現

熱力學第二定律：湯姆遜：不能從單一熱源取熱全部轉化為功而不產生其它影響。克勞修斯：熱不可能從低溫物體流向高溫物體而不產生其它影響用熵表述為：一個孤立系統的熵總趨于增大（熵增定律）在動力學框架內的新的時間之矢也出現了相對論為基礎的宇宙學指出宇宙膨脹量子力學：測量在20世紀，演化的觀念進一步發揚耗散結構理論、協同學、突變論，勾畫了自然從存在到演化的畫面，展示了自然演化的不可逆性的序向，提出了“內部時間”的新概念，使時間從一個外部參量轉變為自然演化的內在尺度，展示了自然界演化的分叉、突現方式。3、自然的簡單性與復雜性統一自然界不作無用之事，只要少做一點就成了，多做了卻是無用；因為自然喜歡簡單化，而不愛用什么多余的原因夸耀自己-----------牛頓自然規律的簡單性也是一種客觀事實，而且真正的概念體系必須使這種簡單性的主觀方面和客觀方面保持平衡。————愛因斯坦自然的規律性：表明自然具有機械性的確定性、固有的秩序、決定性、必然性、和單一因果關聯等還原性自然的外在分離性自然的祛魅對稱性可逆性復雜性它表現為一種眾多因素相互作用的一種狀態。不可還原，超越還原的特征涌現例：氫和氧原子組成了水，氫它有可燃性，作為氧原子組成的氧氣，它有助燃性，但是，當我們把氫和氧原子組合在一起，變成水這樣一種液態，或者是其他狀態，它這兩個性質都沒有了具有分形的特征，自嵌套，自分叉，自相似科克曲線科56具有分數維數

維數是幾何學及空間理論的基本概念。直觀地說，維數就是為了確定幾何對象中的一個點的位置所需的獨立坐標數目。如點是零維，直線是一維，平面是二維。在一般幾何學中，維數均為整數。但奇異吸引子往往具有非整數維數。系統在到達混沌區以后，被限制在奇異吸引子內。在吸引子內，可以到處游蕩，各態歷經，但其軌道又不能充滿整個區域，它們彼此之間有無窮多的間隙。這樣的實體可以認為比二維大，比三維小，是一個分數維數。對分數維數的研究，已發展出一門新的學科，稱為分形幾何。非集中控制性自組織4、世界的決定性與非決定性統一在牛頓力學的機械傳統里，一切自然過程都服從決定論性的因果律。這中決定論性的因果律人們也稱之為機械決定論或拉普拉斯決定論。愛因斯坦始終認定“上帝不會擲骰子”。統計熱力學：概率引入科學，表明群體行為的規律已喪失了確定性，只能以確定的概率加以預言量子力學

普朗克提出了“能量子”的概念，對“紫外災難”作了解釋，認為能量是不連續的；愛因斯坦由此進一步提出了“光量子”學說，揭示了光的波粒二相性，并奠定了量子力學的理論基礎；經德布羅意，最后由海森堡與薛定諤發展完成。量子力學的建立實現了物理史上的第五次大綜合，統一了波粒二相性。

量子性量子關聯統計規律性量子力學在自然觀上的貢獻

(1)豐富了辯證唯物主義的物質觀，揭示了物質世界的波粒二相性，證明了世界的統一性；否認了形而上學自然觀的“非此即彼”，承認了物質世界是“亦此亦彼”的。揭示了物質世界是建立在連續與非連續，粒子性與波動性之上，不能擺脫一者去認識另一者，不能將它們隔離開來，是粒子與波動，連續與階段的統一。

因為量是連續的，所以運動也是連續的。時間是關于前和后的運動的數，并且是連續的。——亞里士多德自然界是不允許飛躍；自然界里的一切都是以著色的方法逐漸而均勻地完成的。如果在兩個東西之間有一個空的間隔，那么從一個東西過渡到另一個東西有什么基礎呢。————————波涅特(2)牛頓力學固有的嚴格決定論的數學微分方程、因果律，在量子世界圖景中都或多或少地遭到了破壞。

量子力學的基本方程——薛定格方程，也是一個微分方程，根據初始條件得到的方程的解是量子力學中的波函數。波函數描述微觀粒子的運動狀況，但它不能確定地表示一個微觀粒子在何時何地出現，只告訴我們微觀粒子在某時某地出現的幾率。量子力學中的測不準原理明白無誤地表明，對于微觀粒子，位置和動量不能同時測定，時間和能量也不能同時測定，如果其中一個兩測得越準，另一個量越測不準。所以在微觀領域，那種決定論性的因果律，不再起作用，替代它的是統計性的因果律。混沌理論是對決定論的又一次挑戰正是在這種意義上，格萊克說：“混沌是20世紀物理科學中的第三次革命，就像前兩次革命一樣，混沌割斷了牛頓力學的基本原則。”混沌定義包含有序的特殊狀態宏觀無序無律、微觀有序有律的狀態與規則運動相對的行為混沌是指發生在確定性系統中的貌似隨機的不規則運動

特性--混沌對初始條件具有敏感依賴性，任何一處微小的變化都會使系統在隨后的發展中發生預想不到的變化。混沌理論的創始人之一，美國氣象學家洛倫茲把這一特性形象地比喻為蝴蝶效應。他說，一只蝴蝶在巴西扇動翅膀，也許就是得克薩斯一場龍卷風的起因。

釘子缺，蹄鐵卸，蹄鐵卸，戰馬蹶，戰馬蹶，騎士絕，騎士絕，戰事折，戰事折，國家滅。68非平衡過程產生的混沌是一種“奇異吸引子”當演化時間趨于無窮