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发信人: Muller (胖胖熊), 信区: Other
标  题: 《自然辩证法》课程笔记
发信站: 听涛站 (Wed Dec 15 22:23:10 1999), 转信

          自然辩证法（科学技术哲学）

  
                   绪 论
  
  一、什么是自然辩证法（对象、性质和内容）
  
  1、定义：自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，它研 
  
           究自然科学的辩证法并由此揭示自然界的辩证法，包
  
           括辩证唯物主义的自然观、科学技术观和科学技术方
  
           法论。

  
     唯物辩证法：自然辩证法==>自然科学==>自然界
  
                 历史唯物论==>社会科学==>社会

  
  2、自然辩证法的内容（教学内容）：
  
  1）自然观（自然科学的发展与自然观的进化）
  
  2）科学技术方法论
  
  3）科学技术观

  
  二、学习自然辩证法的意义
  
  1、确立辩证唯物主义自然观，从宏观上把握科学技术发展的进 
  
    程，完善知识结构。 T、∏、＋  型 人才
  
  2、理解和自觉运用科学方法
  
  3、弄清科学技术发展的规律性，尤其是科学技术与生产的关系

  
  恩格斯：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没
  
           有理论思维”

  
  参考书和刊物：
  
  1）《自然辩证法概论》，国家教委社会科学研究与艺术教育司，
  
      高等教育出版社
  
  2）《自然辩证法研究》，中国自然辩证法研究会主办
  
  3）《自然辩证法通讯》，中国科学院主办

  
  考核方式：
  
  1）作业20％
  
  2）期末课程论文 30％
  
  3）闭卷考试 50％  （以笔记为主）        

  
          第一篇：自然观（科学技术发展与自然观的演化）

  
          第一章：古代科学技术与朴素的自然观
  
          第一节：古代科学技术
  
  一、原始人的发明：
  
          100－200万年前制造和实用石器工具；
  
          50万年前：火
  
          14000年前：弓箭
  
          9000年前：原始畜牧业和农业生产；
  
          后来：古针缝衣、陶器烧制、房屋建造和木轮车、
  
                独木舟的相继发明，……
  
      原始人的发明始终同生产实践融为一体，技术起始于生产
  
      原始末期：冶铜技术（划时代意义）
  
      这些处于萌芽状态的科学技术知识，既是生产经验的积累，又是对自然界的初步
认识结果。

  
  二、奴隶社会：
  
      体脑分工，文字、工具==>研究手段
  
  4000 B.C.--2000 B.C. 巴比伦、埃及、印度和中国4大文明 
  
      古国里程碑意义的科技成果：铁器、金字塔

  
  三、古希腊科学：800 B.C--A.D.200
  
      创立自然哲学和理论自然科学，是近代欧洲自然科学产生的主要思想渊源。
  
  1、前期：800 B.C.--400 B.C.
  
      主要成就：科学与哲学一体化的自然哲学，最有价值的成
  
                就是留基伯、德谟克利特的原子论
  
      集大成者亚里士多德（承前启后）：
  
                提出完整的世界体系
  
                研究具体问题（通过经验） 
  
          著作：《物理学》、《论产生和消亡》、《天论》、
  
                《气象学》、《动物的历史》、《论动物的结
  
                 构》、……
  
  2、后期：“希腊化时期”：自然科学与哲学分化，产生了一些
  
            理论学科：
  
            欧氏几何 《几何原本》
  
            阿基米德物理学：浮力定律、杠杆原理、螺旋提水
  
                            器、滑车、投石炮、起重机；
  
                    数学家（墓碑）圆柱体的内切球，2/3
  
            托勒密的天文学
  
            盖伦的医学：把医学和解刨学知识系统化
  
  3、5世纪～15世纪，欧洲进入中世纪，这期间阿拉伯人和中
  
      华民族对世界科学文化发展做出了不朽的贡献：
  
      阿拉伯：东西方交流的桥梁，保留了许多古希腊科学；
  
      中国：东方科学文化的最杰出代表

  
  四、中国古代科学技术
  
      三个阶段：战国到秦汉前（475 B.C.--221 B.C.）
  
                    科学技术的许多门类都取得了重要成就；
  
                秦汉到南北朝（221 B.C.～A.D.581）
  
                    形成了具有中国风格的实用科学体系；
  
                唐、宋朝（618－1276）
  
                    科技达到高峰
  
      5世纪～15世纪：中国在科学技术上居于世界领先地位
  
                四大学科体系：农、医、天、算
  
                四大发明：指南针、印刷术、火药、造纸术
  
      与古希腊比较：由定律、定理表现的理论自然科学不如古希腊，而实用科学长期
处于领先地位
  
      中国古代实用科学：与技术没有分化的一种知识形态。

  
      中国近代科学技术落后的原因：
  
          缺少社会大生产推动
  
          封建压制
  
          中国古代实用科学本身的缺陷
  
          ……

  
          第二节：古代的自然观和科学方法
  
  一、古代的自然哲学，既是古代科学的一种知识形态，又是古
  
      代的自然观学说：探讨自然界本源是一个核心问题
  
  1）泰勒斯：“水是万物之本原”；
  
      阿那克西曼德：“冷、热、湿、干构成万物”；
  
      阿那克西米尼：“气是世界的本原”；
  
      赫拉克利特：“火是万物的本原”（列宁称他为“辩证法
  
                        的奠基人”）。
  
  2）我国的五行说：金、木、水、火、土相杂形成万物；
  
            阴阳说：“阴阳有序，阴阳失调”
  
            八卦说：天、地、雷、风、水、火、山、泽；
  
                    天地（乾坤）两卦是自然界一切现象的最
  
                    初根源。
  
            元气说：“天地合气，万物自生”

  
  二、古代自然观的特点：
  
      从整体上对自然界的本质和规律做直观的考察，勾勒了自然界观的总画面，肯定
了自然界的物质性和统一性，论述了自然界事物相互联系、相互作用的辩证法，提出了
对立面的统一和斗争是世界万物发展变化的内在原因。
  
      局限性：质朴性：把自然界统一为具体事物；
  
              思辨性：圆圈式的简单循环；
  
              猜测性：有启发性，但幼稚，有神秘色彩
  
      所以称为“朴素的自然观”

  
  三、研究方法：观察方法；
  
                带有原始性质的实验方法；
  
                初步建立了以演绎为主的逻辑方法体系

  
          第二章：近代前期的科学技术与形而上学的自然观

  
      15世纪～18世纪：随着欧洲社会的大变革，自然科学发生了历史性的伟大转折：

  
      1）牛顿力学为中心的科学体系，第一次科学革命；
  
      2）机器代替手工业的第一次技术革命；
  
      3）打破了宗教神学自然观的束缚，导致了形而上学自然观

  
          第一节：近代自然科学的产生
  
  一、社会历史环境：
  
  1、十字军东征：1096～1291年，东征8次，法、意、德、英
  
                  等国国王参与了东征；
  
      促成十字军东征的三股力量：城市经济和商人
  
                                贵族和骑士
  
                                教会
  
      旗号：宗教改革，实质是侵略
  
      东征后果：东西方贸易增加10倍以上；
  
                消耗封建和教会势力，刺激资本主义发展
  
  2、地理大发现：背景：15世纪托勒密的《地理学》被译成拉
  
                            丁文：地球是圆的；
  
                        托斯堪内里绘制的地图：中国和印度
  
                            在大西洋对岸。
  
  1）哥伦布（意）发现新大陆：1492.8.3～1493.3.15,率三只船
  
  2）达·伽马（葡）到达印度：1493， 率四只船，换回大量香
  
                              料和象牙
  
  3）麦哲伦（葡）环球航行：1519～1922，帅五只船，
  
         西班牙==>南美==>菲律宾==>印度==>非洲好望角==>西班牙
  
          麦哲伦在菲律宾被土著人所杀
  
  4）巨大历史意义：
  
  a)  马克思和恩格斯的高度评价：
  
      《共产党宣言》：“美洲的发现，绕过非洲的航行，给新兴资产阶级开辟了新的
活动场所。东印度和中国的市场，美洲的殖民化，对殖民地的贸易、交换手段和一般商
品的增加，使商业、航海业和工业空前高涨，因而使正在崩溃的封建社会内部的革命因
素迅速发展”
  
  b) 科学探索精神和科学价值：
  
      劳厄（1879－1960）在《物理学史》中说：“我们必须把十五世纪末的伟大的航
海发现，首先是哥伦布的发现，作为新的研究精神的起点。”
  
  3、文艺复兴：
  
  1）“十字军东征”欧洲人发现古希腊
  
  2）提倡“以人为中心”，反对“以神为中心”
  
          肯定现实生活，批判禁欲主义
  
  3）学术空气活跃，出现了许多巨人
  
       但丁、卜伽丘、达·芬奇、赛万提斯、莎士比亚……
  
       复兴与再生
  
       获得知识酵母
  
       破除“信条”，恢复人类理性的权威，培植自由研究精神
  
  4）恩格斯说：“这是人类从来没有经历过的最伟大的、进步的变革，是一个需要巨人
－－在思维能力、热情和性格方面，在多才多艺和学识渊博方面的巨人的时代。”
  
  4、宗教改革运动：
  
  1）16世纪，马丁·路德（德）领导的宗教改革运动
  
      核心：“信仰可以获救”、“廉价教会”
  
  2）加尔文教：人实现上帝使命，提倡私有财产，发家致富光荣
  
  3）宗教改革与科学革命的关系：
  
         同路关系：资反封与科反神，
  
               新教：用自己的意愿解释圣经，自寻信仰
  
               科学家：用自己的经验找真理，用自己的
  
                                            意愿解释世界
  
         又势不两立：新教和旧教一样，迫害科学家，“布鲁诺”
  
  4）马克思说过：
  
     资产阶级的创业史，是一部用剑与火的燃烧着的文字写入人类的编年史的。近代自
然科学就是在这场普遍革命中产生和发展的，它必然会收到这个时代革命精神的影响，
而且它本身就是彻底革命的。       

  
  二、哥白尼的太阳中心说
  
  1、毕德哥拉斯的地动说 （约580～500 B.C.）
  
  1）万物都是数，最重要的数：1，2，3，4
  
                 最理想的数：10 
  
  2）对地星和中心火： 对地星 ，恒星，金木水火土日月，地球
  
  3）恩格斯：“关于地球运动的第一个推测”

  
  2、阿里斯塔克第一次提出日心说（310 B.C.－230 B.C.）
  
  1）地球和行星都绕日作圆周运动
  
     月亮绕地球作圆周运动  （比哥白尼早1800年）
  
  2）论证：半月时
  
           日食
  
           月食 ：测算：地球直径是月亮的3倍
  
                        太阳直径是地球直径的6～7倍 
  
                                   （实际109倍）
  
                        太阳比地球大是其理论的出发点
  
           解释视差：极远
  
  3）未被接受：两方压力：亚里士多德：天地异同，重物下落？ 
  
               视差？常识给人假象

  
  3、托勒密的地心体系
  
  1） 柏拉图和亚里士多德的同心球： 地球在中心，神推动原动
  
                                  天，力逐级下传
  
  2）阿波罗尼斯的本伦～均伦体系（262 B.C.～190 B.C.）
  
         解释：行星和地球之间距离的变化
  
               行星运行的顺行、留、逆行
  
        从理论与观测相符合这一点说，
  
            它是一次重大而成功的变革
  
  3）喜帕恰斯的偏心球（190 B.C.～125 B.C.）
  
  4）托勒密集地心体系之大成（A.D. 100～170）
  
         《天文学之大成》：系统论证地心说
  
     托勒密认为：在解释现象时，应该用一种能够把各种事实统一起来的最简单的假说
。这种思想是正确的。
  
     后来加到了79个轮子
  
  5）评价：代表人类认识太阳系的一个阶段

  
  4、哥白尼的日心说（1473～1543）
  
  1）简历：在意大利学习10年，1499年成为罗马大学教授
  
           关于地动的学说触动其好奇心，开始改进计算方法， 
  
           后打破地心说，到波兰乡村当牧师，1543年5月24
  
           日出版《天体运行论》，去世。
  
  2）内容：太阳是宇宙中心
  
           地球在运动，公转和自转
  
           月亮是地球的卫星
  
           水、金、火、土、木星以各自的轨道绕太阳公转
  
  3）解释：顺行、留、逆行  34个均伦和本轮
  
  4）缺陷：自转和公转引起的问题（视差）
  
            不如地心说与观测相符
  
           匀速圆周运动，借用均伦～本轮
  
  5）伟大意义：
  
         《天体运行论》是自然科学宣布其独立的革命行为，是近代革命的先声。
  
      a）反对宗教神学：反对被宗教化了的“托勒密体系”
  
      b）反对神云亦云，人云亦云：为自然科学发展开辟了道路
  
      c）对宇宙观、自然观的进步有重要意义
  
  6）哥白尼为什么能提出太阳中心说？
  
  A） 古希腊科学的种子
  
  B） 普遍革命的社会历史环境

  
          第二节  牛顿力学的诞生和形而上学自然观的形成
  
  一、开普勒天体运行三定律：
  
  1、幼年家贫，想当牧师，酷爱数学，认为上帝一定用数学设计
  
                                             宇宙。
  
  2、三次探索：接触到哥白尼体系后，为它的数学简单性与和谐
  
               性而感动。“我从灵魂深处证明它是真实的，我
  
               以难以相信的欢乐心情欣赏它的美。”
  
    第一次：发表《神秘的宇宙结构》，
  
                 杜撰的正多面体与圆内外切
  
         六、四、十二、二十、八<====>土、木、火、地、金、水
  
     1600年：成为第谷的助手
  
             第谷告诫：“一定要尊重观测事实。”
  
    第二次：揭开行星运动之迷，选定火星为研究中心，
  
            无论怎样调整偏心圆，还差8弧分（0.133度）
  
            “就凭这8弧分的差异，便引起了天文学的全部革
  
                新。”
  
            发现：轨道定律：行星在椭圆轨道上运行，
  
                            太阳在一个焦点上
  
                  面积定律：行星与太阳的连线，
  
                            相同时间扫过相同的面积
  
    第三次：探索行星运行的半径与周期的关系：T2＝R3
  
  3、开普勒的自然观和认识论：
  
         一方面深信数学和谐，天体音乐；
  
         另一方面尊重事实。
  
  4、伟大意义：继承发展了日心说，为牛顿力学奠定了基础；
  
               放弃正圆轨道，也背弃了教会的信条；
  
               认识自然规律的信念。

  
  二、伽利略：主要研究地上物体运动的规律；
  
              把科研建立在实验的基础上（近代科学之父）
  
  1、发现：单摆运动（教堂）
  
           自由落体运动（思想实验，比萨斜塔实验）
  
           惯性定律 （思想实验，斜坡实验，受控实验）
  
           抛物运动理论
  
     发明高倍数望远镜，支持日心说。
  
     发表《哥白尼与托勒密两大体系的对话》
  
  2、伟大意义：1）以实践和榜样确立实验科学的地位，
  
                  成为近代科学之父，
  
                  特点：受控实验，思想实验，
  
                        实验与数学相结合；
  
                2）通过用望远镜，支持哥白尼日心说，
  
                      发现木星卫星、太阳黑子，
  
                      月球表面山谷；
  
                3）打破对亚里士多德的迷信
  
  2） 缺陷：伽利略不理解开普勒工作的意义，
  
           天上和地上不能结合，
  
            这个工作留给牛顿去解决。

  
  三、牛顿力学和机械自然观
  
  1、 生平：（1642～1727）生前丧父，三岁后母亲改嫁，
  
                14岁务农，
  
            1661年考上剑桥大学三一学院，选为巴罗的助手，
  
            1665～1667（18个月）回乡躲避瘟疫：
  
                引力、微积分、光分解；
  
            1687～1727（40年）没有大的科学成就
  
     牛顿是一位伟大的力学家、光学家、天文学家和数学家，
  
         是科学史上的一个时代的代表。
  
     恩格斯：“牛顿由于发现了万有引力定律而建立了科学的天 
  
             文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，
  
             由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学
  
             的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力
  
             学。”
  
  2、万有引力理论（站在巨人的肩上）
  
  1）背景：开普勒提出行星运行三定律后，很多科学家试图揭开
  
                 其原因。
  
           惠更斯（荷兰）的向心加速度公式（a=V2/R）
  
                如果同T2=R3结合，就能得出平方反比公式，
  
                但没有，认为：向心力不等于引力。
  
           胡克：重力就是引力，物体与地心的距离不同，
  
                 重量不同，后来提出平方反比的思想。
  
           贝尔纳认为：概念属于胡克，公式属于牛顿。
  
  2）牛顿：思绪从“苹果落地”飞到了月亮上；
  
           旋转问题：旋转的“石头”，绳子呢？
  
           思想实验：高山发射火炮，向心力就是重量，
  
                     月亮类似炮弹；
  
           把惠更斯的向心加速度公式与开普勒第三定律结
  
               合，得出万有引力公式；
  
          解释潮汐现象；
  
          三次检验：地球形状的测定，
  
                    （在赤道钟表比法国慢2.5分/天）
  
                    哈雷彗星回归
  
                    海王星的发现（英国的亚当斯，
  
                                  法国的勒维列）
  
         对海王星的发现，恩格斯给予高度评价，
  
                    认为最后证明了哥白尼～牛顿体系
  
  2、 牛顿的力学思想和机械论：牛顿力学为机械论哲学的产生和
  
         流行，提供了主要的自然科学基础

  
      外加力==>外因论
  
      只改变速度和位置，不改变质量==>只有量变，没有质变
  
      力学定律对物体无论质量与速度大小都适用==>机械论：机械力学解释一切
  
      力学的精确预言==>单一决定论，
  
  物质特性：惯性、广延性、不可入性、
  
            坚实性与机械原子论适应
  
      所以，机械论的出现不可避免。
  
  4、牛顿的绝对时空观：
  
         优点：抽象，时空和运动，可取；
  
         缺点：时空绝对，与物质及运动无关不可取
  
  5、牛顿的神学观：存在全能的上帝
  
         论据：太阳系的巧妙安排；
  
               行星的横向推动力；
  
               动物的巧妙构造；
  
               上帝精通力学和几何学，具有光学知识，
  
                   声学技巧。

  
  四、第一次技术革命
  
          发端于英国，而后遍及欧洲，
  
          以纺织机械的的革新为起点，以蒸汽机发明为标志；
  
          特点：科学革命与技术革命平行（有相互影响）发展。

  
  五、形而上学自然观的形成
  
  1、 特点：自然界绝对不变，自然界的一切从来如此，并将 
  
              永远如此；万事万物只是在时间上彼此并列着， 
  
              没有时间上的历史发展。
  
  2、原因：蒸汽机械生产和机械力学；
  
           分门别类、孤立静止的研究方法，
  
               形而上学的思维方式。
  
     所以，形而上学自然观有其历史必然性
  
  2、 恩格斯：“形而上学的思维方式，虽然在相当广泛的、
  
               各依对象的性质而大小不同的领域中是正当
  
               的，甚至必要的，可是它每一次都迟早要达到一
  
               个界限，一超过这个界限，它就要成为片面的、
  
               狭隘的、抽象的，并且陷入不可解决的矛盾
  
              ，因为它看到一个一个的事物，忘了它们的相互
  
               联系；看到它们的存在，忘了它们的产生和消
  
               失；看到它们的静止，忘了它们的运动；因为它
  
               只见树木，不见森林。”
  
      正因为如此，随着自然科学研究范围的不断扩大，形而上学思维方式必将为辩证
思维方式所取代。

  
  第三章：近代后期（1800－1899）的科学技术
  
                             与自然辩证法的创立
  
            1）主要部门由搜集材料为主转化为整理材料为主的
  
                         理论综合；
  
            2）电磁理论引起第二次技术革命；
  
            3）自然科学在形而上学的自然观上打开一个个缺
  
                口，导致自然辩证法的诞生，及自然观、科技
  
               观和方法论变革

  
      第一节：自然科学的全面发展
  
  一、天体演化学
  
  1、笛卡尔的星云说：1644年在《哲学原理》中指出：
  
          宇宙太初混沌，上帝赋予物质旋涡流，
  
          中心形成太阳，较远细微物质分散，
  
          较粗大的形成地球和行星
  
          第一个提出星云说。

  
  2、康德～拉普拉斯的星云说
  
  1） 康德星云说：1755年，31岁的康德匿名出版了《自然通史  
  
                 和天体论－－根据牛顿力学定理试论整个宇
  
                          宙的结构及其力学起源》
  
                  第一个科学地提出太阳系起源的假说。
  
    要点：a）太阳是由星云形成的：
  
                 一团弥漫物质通过万有引力形成的
  
                “给我物质，我就能用它造出一个宇宙来！”
  
                “因为有了本质上具有引力的物质，
  
                 那么大体上就不难找出形成宇宙体系的原       
  
                 因。”
  
          b）太阳系形成的过程中的基本矛盾是吸引和排斥：
  
                 “吸引和排斥相互斗争会引起一种运动，
  
                 这种运动是自然界永恒的生命。”  
  
                     （辩证唯物主义）
  
          C）对恒星轨道的解释：
  
                        同向性：引力与压力（排斥）平衡，
  
                                下落运动变为圆周运动
  
                                两向变一向（通过撞击），  
  
                                         自转
  
                        共面性：
  
                        近圆性：
  
         D）行星质量和密度分布的原因：
  
                             离太阳近的密度大，远的密度小
  
                             而质量大（形成时的范围宽度）
  
  2）拉普拉斯星云说：1796年出版《宇宙体系论》
  
                      当拿破伦问此书为何没有一处提到“上    
  
                      帝” 时，拉答：“我用不着那个假定”
  
       要点：旋转着的炽热的气体冷却收缩形成太阳系，
  
             角动量守恒：J＝MVR  R小，则V大；
  
             离心力＝吸引力，形成气体环（冷却）==>行星；
  
             ==> 同向性、共面性和近圆性；
  
             自转：环外部线速度大，卫星与行星形成过程
  
                                        类似，
  
             土星光环是没有形成的卫星
  
  3）星云说的意义：打破了牛顿的机械宇宙观，
  
                   描绘了自然界的循环图景
  
     恩格斯给予高度评价：
  
                “在僵化的自然观上打开了第一个缺口。”
  
                “康德的发现包含着一切进步的起点。”

  
  二、地质学中的“灾变论”与“渐变论”之争
  
  1、居维叶（法）的灾变论：  居维叶是古脊椎动物学创始人。
  
     发现化石特点：地层越新越接近现代，
  
                   这已经揭示了生物进化规律，
  
     但居维叶把这些发现与创世说调和，提出“灾变论”，
  
                   多次创造；
  
         代表作：《地球表面的革命》，
  
                  18286种动物化石分为27个系统，
  
                  27次创造。
  
     恩格斯的评价：在词句上是革命的，在实质上是反动的。
  
                   它以一系列重复的创造行动，代替了第一上
  
                   帝的创造行为，使神迹成为自然界的根本杠
  
                   杆。”
  
  3、 赖尔（英）的渐变论：发表《地质学原理》，用地质过    
  
             程（风、雨、河流、潮汐，……，地震）解释；
  
             “渐变论”在僵化的自然观上打开了第二个缺口。
  
     恩格斯的评价：“只是赖尔才第一次把理性带到地质学中，
  
                   因为它以地球的缓慢变化的渐进作用，代替  
  
                   了造物主的一时兴发所引起的突然革命。”

  
  三、能量守恒和转化定律的发现
  
  1、背景：多种能量形式的转化：1800年伏特电池：化==>电
  
                                尼科尔森电解水：电==>化
  
                                奥斯特：电==>机械
  
                                法拉第：机械==>电
  
        至此，动摇了把自然界的运动都看作机械运动，
  
              冲击着人为割裂自然现象的形而上学思维方法。
  
  3、 做出发现的几个重要人物：卡诺：理想热机（1924），
  
                                   后得出370公斤/千卡
  
                              迈尔：医生（航海得到启发）
  
                                    1984年发表定律第一人
  
                              焦耳：造酒商，系统实验，
  
                                    772英尺磅/千卡
  
                                    Q＝0.24I2R
  
                              赫尔姆霍茨：生理学实验：
  
                                       mgh=1/2mv2
  
          恩格斯强调：守恒==>守恒与转化
  
  3、伟大意义：自然界运动多样性的统一，
  
               在形而上学自然观上又打开了一个缺口，
  
          恩格斯：“伟大运动的基本定律”

  
  四、原子～分子论的建立和门捷列夫发现元素周期律
  
  1、原子～分子论的建立
  
  1）背景：罗蒙诺索夫（俄）的质量守恒定律
  
           李希特尔（德）的酸碱中和定律，当量定律
  
           普鲁斯托（法）定比定律
  
     质变与量的构成之间存在一定的依赖关系，为什么？
  
  2）道尔顿创立原子论（1803）：
  
      把以上定律与物质由原子组成的观念联系起来；
  
      原子论基本点：物质由不可再分的原子组成；
  
                    原子量；
  
                    复杂原子（化合物）
  
          与古代原子论和牛顿原子论的区别：
  
                               原子量和化学符号
  
  3）分子假说的提出和分子论的形成：
  
         a）盖·吕萨克的气体反应简比定律：
  
            解释：化合时，原子整数比==>体积整数比
  
            推论：相同体积有相同的原子数
  
            对此，道尔顿不接受，认为：不同原子的体积不同
  
                                      会出现半个原子：
  
                                      2H＋O＝2HO1/2
  
         b）阿佛加德罗提出分子假说（1811）：
  
                分子阶段，单质分子和化合物分子
  
                化学反应是分子重新组合
  
                相同体积的不同气体有相同                           
  
                                    的原子数
  
                没有被采纳，后出现混乱：OH：H2O，H2O2
  
                                         CH：有机物
  
         c）康尼查罗（1860）重申分子论，被接受
  
  3） 原子～分子论的意义：原子：重要综合，化学的中心
  
                              （恩格斯评语）
  
                         分子：巩固了原子论，有利于结构理
  
                                 论发展
  
                         原子～分子论在物质结构方面的统
  
                                 一性（自然界）
  
  2、门捷列夫发现元素周期律（1869）
  
  1）背景：原子量测定的日趋精确；
  
           原子价的建立；
  
           元素发现量的积累：电解方法（戴维电解出钾钠钙钡
  
                                         锶镁等），
  
                             光谱分析法（铯铷铊铟等）
  
                             1800年27种，1860's年63种
  
          理论准备：迈尔的“六元素表”（1864）
  
                    钮兰兹的“八音律”（1865）
  
  2）门捷列夫的发现：用量与质的关系修改原子量：铀116==>240
  
                          共修改15种元素
  
           大胆空格：“类铝”  镓，
  
                           1875年（法）布瓦博德朗
  
                             修改比重：4.7==>5.9～6.0
  
                     “类硼”  钪
  
                     “类硅”  锗
  
  3）重要意义：a）指导科学发现：24年发现20种新元素
  
                   对研究原子结构，合金制造，催化剂选择，   
  
                   天体起源有意义；
  
                b）揭示自然界的辩证规律，为辩证自然观提供
  
                   坚实科学基础；
  
                c）恩格斯：“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的
  
                   量转化为质的规律，完成了科学史上的一个
  
                   勋业。这个勋业可以和勒维列计量尚未知道
  
                   的行星海王星轨道的勋业居于相同的地位
  
                        
  
  五、生物进化论和细胞学说
  
  1、细胞学说的提出：1838年施莱登发现植物细胞
  
                      1839年施旺发现动物细胞
  
     重要意义：把动植物在细胞水平上统一起来，
  
                     （自然界的物质统一性）
  
  2、生物进化论：
  
  1） 达尔文的学生时代：喜欢动植物标本，
  
                  放弃医学，改学教会学
  
  2） 随贝格尔号航行：5年航行改变了观念
  
  3） 生物进化观的形成：生物由共同的祖先进化而来，
  
                           但机制不清
  
                       人工选择会产生新种，
  
                         （受中国的启发）
  
                       自然选择：适者生存（海岛鸟的特点）
  
                       如何实现：生存斗争，进化动力
  
                                （受马尔萨斯人口论启发）
  
  4）《生物进化论》发表（1859）
  
           与华莱士不谋而合，1958年同时发表论文。
  
  5）围绕进化论的斗争：反对达尔文的人包括地质启蒙老师，
  
                          朋友赖尔；
  
                       焦点：打击宗教神学
  
                       赫胥黎和海克尔
  
         （1999年8月美国肯萨斯州教育理事会决定把生物
  
                进化论从该州的课程表中驱逐出去。）
  
  伟大意义：生物学革命，不仅对整个科学，而且对哲学有深远
  
            影响，破除创世说；
  
            马克思学说的“自然史基础”和“自然科学根源”
  
            恩格斯：唯物史观与进化论相比。

  
          第二节：自然辩证法的创立

  
  一、自然观和科学方法论的进展
  
  1、自然科学的发展在形而上学的自然观上打开了一个个缺口，
  
  1）生动地显示了自然界是相互联系、发展变化的关系：
  
         星云说、渐变论、能量守恒与转化定律
  
         元素周期律、进化论
  
  2）找到了事物千差万别，但又相互联系、相互转化的物质基础
  
         原子～分子论、细胞
  
     这些揭示了自然界的辩证图景。
  
  2、科学方法论的进展：
  
  1）观察、实验和数学等传统方法提高到一个新水平
  
  2）发展出整理经验材料的新方法，
  
        如，比较方法（达尔文）、历史方法（赖尔）
  
            假说方法（门捷列夫、道尔顿、康德）
  
     总之，19世纪，自然观和方法论的进展为辩证自然观
  
           和自然辩证法的建立奠定了基础。

  
  二、德国古典哲学中辩证自然观的出现
  
  1、康德以吸引和排斥来解释星云说，把历史主义带进了自然
  
          科学。
  
  2、黑格尔在唯心主义范围内对当时的自然科学成就作了全面概
  
         括：
  
         提出辩证法三规律和一些范畴，归纳与演绎、
  
         分析与综合、
  
         具体与抽象、历史与逻辑的辩证统一。
  
     《自然哲学》把自然界分为：
  
           力学    吸引与排斥
  
               （空间总是充实的空间，事物本身是时间性的，                   
              
  
                 空间和时间从属于运动。
  
           物理学  批判热质说，电与磁相互转化，
  
                                       光的连续性间断 
  
           有机学  地质有机==>植物有机体==>动物有机体
  
      “头足倒立”的辩证法

  
  三、自然辩证法的诞生：
  
          马克思和恩格斯总结和概括自然科学成果，
  
          批判吸收了前人的辩证法，创立自然辩证法
  
          《自然辩证法》著作是自然辩证法诞生的标志。
  
  1、论证了辩证唯物主义自然观取代形而上学自然观的历史必然性
  
  2、确立了新的自然观的主要内容和辩证法的若干范畴：
  
         从星体到微粒，有无穷层次；
  
         时间、空间、运动与物质的关系
  
         把运动归结为：机械运动、物理运动、化学运动、
  
                       生物运动，
  
                       这些运动形式相互转化。
  
  3、总结了自然科学发展的规律性：
  
         科学、技术和生产的关系；
  
         科学与哲学的关系；
  
         理论思维的重要性；
  
         科学发展的几何规律；
  
         人、自然、技术、社会协调发展；
  
  4、科学预见：原子可分、电运动的物质承担者、
  
               边缘学科是发展方向：
  
         恩格斯：“在分子科学和原子科学的接触点上（物理学
  
                  家和化学家）双方都宣称与己无关，但是恰
  
                  恰就在这一点上可望取得最大成果”，预示
  
                  了物理化学的出现。
  
                 “……化学进入到有机生命的领域，而且它已
  
                  经足以使我们确信：它独自就可以给我们说
  
                  明向有机体的辩证转化”
  
                  即生物化学将出现。

  
          第四章：现代科学技术与自然辩证法的发展

  
          第一节：物理学革命

  
  一、量子力学的建立：
  
  黑体辐射问题（光谱只与温度有关），是开尔文的“一朵
  
          乌云”，导致量子力学的出现。

  
  1、普朗克的能量子假说：
  
  1）1896（德）维恩的经验公式：P(v)=BV3e-AV/T
  
          根据热力学导出，把光作为粒子（类似分子），
  
          在短波段与实验符合，长波段与实验不符合。
  
  2）1900（英）瑞利－金斯公式：P(v)=
  
          根据经典电动力学、统计物理导出，
  
               把光作为波的汇集，
  
          长波段符合，短波段出现“紫外灾难”。
  
  3）1900（德）普朗克公式：P(v)=
  
          用内插法获得，长波和短波段都符合，很快证实。
  
  4） 普朗克的理论说明：能量是不连续的，一份一份的，
  
                                         即能量子。
  
  5）量子概念的意义：人类认识史上的一次革命；
  
          普朗克的态度：“孤注一掷的行动”

  
  2、爱因斯坦的光量子假说（1905）：
  
      把能量子用于对光的解释，提出光量子，
  
      和波粒二项性：对于统计的平均现象，光表现为波动；
  
                    对于瞬时的涨落现象，光表现为粒子。
  
     解释：光电效应：hv=1/2mv2+A

  
  3、卢瑟福的原子有核模型和玻尔的原子结构理论
  
  1）卢瑟福的原子有核模型：根据a粒子轰击铝箔散射实验推出
  
  2）玻尔原子结构理论：把普朗克的能量子假说引入有核模型，
  
         提出定态、能级和跃迁概念，量子力学发展的里程碑
  
     特点：经典理论与量子理论的混合物（半径、轨道），
  
           只能解释氢原子。
  
     经验：玻尔的成功在于科学前沿三方面（能量子假说、“行
  
           星”模型和光谱学成果）的结合。

  
  4、德布洛意（法）的物质波（不是机械波和电磁波）
  
  1）生平：历史学毕业，在哥哥的影响下学习自然科学。
  
  2）用类比的方法提出物质波假说：
  
         光学：波动性：费尔马原理，有粒子性
  
         力学：粒子性：莫伯图原理，应该有波动性，即物质波
  
               关键：这两个原理有相同的数学形式。
  
      预言：电子穿过小孔的衍射现象，解释玻尔的“定态”。
  
      得到爱因斯坦的重视。
  
      1927年证实：戴维逊、革末、G.P.汤姆逊实验
  
      1929年获诺贝尔奖
  
  3）意义：概念极为深刻，表达极为简单；
  
           从普朗克==>爱因斯坦==>玻尔==>德布洛意==>量子力学

  
  5、量子力学的建立：建立在物质波的基础上
  
  1）海森堡的矩阵力学：抛弃电子轨道，以可观察量（如原子发
  
         光的频率和强度）之间的关系为依据，用“对应原理”
  
  2）薛定谔的波动力学：受物质波的启发：
  
         通常力学：波动力学＝几何光学：波动光学
  
         用波函数描写微观粒子的波动性==>波动力学
  
     后来证明矩阵力学与波动力学本质相同，称其为量子力学
  
  3）如何理解量子力学的“波”？
  
  a）玻恩的“统计解释”：“几率波”：
  
      波函数在某一点的强度同在该点找到粒子的几率成正比。
  
  b）海森堡的“测不准关系”：
  
         “h”在宏观世界可忽略，在微观世界不可忽略。

  
  6、量子力学中的哲学争论：
  
  1）玻尔的“互补原理”
  
      为从哲学上解释测不准关系、波粒二象性。
  
  认为：在描写量子现象时，一些经典概念的使用将排斥另
  
        一些经典概念，而另一些经典概念在另一种情况下
  
        却是描述现象所必须的，即互斥有互补。
  
      例如：粒子（实体）和波（场）：一种实验表现为粒子性
  
                                    另一种实验表现为波动
  
                                        性
  
            同一实验不能粒子和波兼得
  
  强调：测量效应：仪器与粒子的相互作用==>测不准==>统计
  
                   性，
  
            能描述单个体系（而不是单个粒子）的状态的理论，
  
            就是完备的理论。
  
      主张：物理学应该描述“观察到的物理实在”，
  
                而不是不受干扰的物理实在；
  
            应该用统计决定论，而不是传统的单值决定论；
  
  2）爱因斯坦认为量子力学是不完备的理论
  
      主张：不受干扰的物理实在；
  
            完备的理论不仅能说明经验，而且要对单个过程
  
            作出决定论描述，统计性理论是不完备的。
  
  3）如何看待玻尔与爱因斯坦的争论？
  
  a） 新的实验结果对玻尔有利，现大多数物理学家站在玻尔一
  
        边，
  
  b）新的自然观认为：自然界统计描述不是人们对自然界无知，
  
                      或知识不完备造成的过渡状态，而是自
  
                      然界本质特性的反映。
  
  c）量子力学的发展加深了人们对微观世界普遍联系和因果关系
  
         的认识，会丰富和发展辩证唯物主义自然观。

  
  二、相对论革命  （爱因斯坦，1879－1955）
  
        
  
        有人说：爱因斯坦应该获得五个诺贝尔奖：
  
        分别是：对布朗运动的研究、光量子理论、狭义相对论、
  
                质能关系式、广义相对论。
  
        奇迹：前四项完成于1905年3月～9月，6个月完成；
  
              无名师指导，不在科研单位，业余搞科研，个人
  
              研究。
  
        “奥林比亚科学院”（与索洛文和哈比希特）
  
        爱因斯坦：“与其说我是物理学家，到不如说我是哲学
  
                    家”

  
  1、狭义相对论的创立
  
  1）在迈－莫实验和洛伦兹变换基础上，
  
         抛弃静态以太理论，坚持相对性原理的普遍性
  
                  （世界统一性自然观）
  
         坚信迈克斯韦方程的正确性－－光速不变
  
  2）如何解决相对性原理与光速不变的矛盾？
  
     灵感：“对于一个观察者来说是同时发生的两个事件，
  
            对另一个观察者，就不一定是同时的。”火车实验
  
            即同时性的相对性。
  
         他抓住解决矛盾的关键，即把洛伦兹的“当地时间”
  
           定义为“时间”。
  
    这样，爱因斯坦从狭义相对性原理和光速不变原理出发，
  
          推导出洛伦兹变换，创立狭义相对论。
  
    因此，解决矛盾的关键：发现伽利略变换与光速不变的矛盾，
  
                          抛弃伽利略变换所体现的绝对时空
  
                          观。
  
  3）爱因斯坦为什么能创立狭义相对论？
  
  a） 世界统一性自然观的支配：（是爱因斯坦创立狭义相对    
  
                                 论的关键）
  
      世界不是杂乱无章的，而是简单的、和谐的、有规律的；
  
      一些普遍规律和原理的存在是世界统一性的重要表现，
  
      找到了这些基本原理和规律就能对自然界加以统一描写。
  
    因此，“物理学家们的最高使命是要得到哪些普遍的基本定
  
            律，由此，世界体系就能用单纯的演绎法建立起
  
            来。”
  
    例如：把伽利略变换用于迈克斯韦方程时，发现它不协变了，
  
          似乎相对性原理不再有效了。
  
          爱因斯坦在世界统一性思想的支配下，不肯接受这种
  
              不协变；
  
             坚持相对性原理的普遍性，并找到光速不变原理，
  
              同时将两者协调起来，创立狭义相对论。
  
  b）逻辑思维和直觉思维相结合：
  
         爱因斯坦从世界统一性==>理论体系的简单性。
  
  逻辑简单性：“指这个体系所包含的彼此独立的假说或公
  
               理最少”
  
  爱因斯坦：“逻辑上简单的东西，当然不一定是物理上真
  
              实的东西，但是，物理上真实的东西一定是
  
              逻辑上简单的，也就是说，它在基础上具有
  
              统一性。”
  
      狭义相对论体现了逻辑简单性的要求：
  
                 它从两个基本原理出发，演绎出洛伦兹变换，
  
                 再演绎出一系列推论。

  
     狭义相对论的两个基本原理是怎么建立的？
  
     爱因斯坦：“要通向这些定律，没有逻辑的道路，只有通过
  
                那种以对经验的共鸣和理解为依据的直觉才能
  
                得到这些定律。”
  
     爱因斯坦：“一般可以这样说：从特殊到一般的道路是直觉
  
                的，而从一般到特殊的道路则是逻辑的。”
  
         狭义相对论的两个基本原理就是根据经验事实，通过直
  
                觉思维建立起来的。
  
  2、广义相对论的建立
  
  1）广义相对论与狭义相对论相比有很大的不同
  
     狭：旧理论与新事实发生矛盾下产生的，条件成熟；
  
               没有爱因斯坦，也会创立。
  
     广：当时牛顿引力理论同经验事实没有发生明显的矛盾；
  
         虽然，根据牛顿引力理论，水星近日点的近动的总效应
  
         是1度32'37/百年”，而实际观察值为
  
            1度33'20”/百年。
  
         相差：43”/百年，微不足道。
  
     爱因斯坦认为：当时只有他才能创立广义相对论。
  
  2）广义相对论的产生是爱因斯坦在一种哲学思想的指导下，
  
         对狭义相对论的推广。
  
  a）“狭“的速度极限与牛顿引力的瞬时超距作用相抵触，
  
         由此，有必要对牛顿的引力理论加以改造。
  
  b）但是，更重要的是爱因斯坦把相对性原理推广到非惯性系。
  
         从世界统一性观点看，狭义相对论还是不彻底的，还
  
         被局限于惯性系。
  
     由此看来，推动他去建立广义相对论的动力不是新事实与旧
  
         理论之间的矛盾，而是在世界统一性哲学思想的指导
  
         下，对狭义相对论的推广。
  
  c）发现“等效原理”是建立广义相对论的关键。
  
        等效原理：从时空小范围看，一个没有引力场的匀加速
  
                  运动的坐标系同有引力场的惯性系是等价
  
                  的。
  
              即：惯性立场＝引力场    “理想电梯实验”
  
                  惯性质量＝引力质量
  
       有了“等效原理”就可以把相对性原理推广到非惯性系，
  
                  从而建立广义相对论。
  
       爱因斯坦在“等效原理”的基础上，进一步推断，光线在
  
                  引力场中传播的路径要发生弯曲。
  
      爱因斯坦说：发现“等效原理”是他一生中最愉快的时刻。
  
  d）广义相对论认为：
  
          现实物质存在的空间不是平直的殴氏空间，而是弯曲
  
          的黎曼空间。空间弯曲的程度取决于物质的质量及其
  
          分布状况，空间曲率就体现为引力场的强度，引力只
  
          不过是空间弯曲的“效应”，这样，就取消了牛顿万
  
          有引力的假定。
  
      广义相对论还认为：
  
         时空特性取决于物质的分布，越密，越弯曲，引力场越
  
         强；由于引力势的高低不同，时钟的快慢也要发生变
  
         化。
  
         由此，广义相对论深刻地揭示了时空同物质的统一性惯
  
               性。
  
         （爱因斯坦的后半生进行“统一场论”的研究）

  
  相对论意义：不仅是一次科学革命，而且有重要的哲学意义，
  
              揭示了时间、空间、物质、运动、质量、能量的
  
              本质联系，印证和丰富了辩证唯物主义自然观。

  
      第二节：现代宇宙学的产生和发展

  
      宇宙学：从整体的角度来研究宇宙的结构与演化。

  
  一、牛顿宇宙学理论理论及其困难
  
  1、 牛顿的宇宙图象：无数的天体均匀地布满在无限的空间之
  
                     中。空间是三维欧氏空间，无论向前向
  
                     后，向左向右，向上向下，都可以一直延
  
                     伸下去，没有一个方向有终点。
  
  2、“光度悖论”和“引力悖论”
  
  a）1832年（德）奥尔波斯提出光度悖论：
  
          即白天同黑夜一样亮。
  
          解释：星的数目，亮度
  
  b）引力悖论：1894年（德）塞里格尔提出：
  
          如果有无限多个星充满在无限的空间，那么作用在每
  
          一个星球上的引力的总和将是无限大。这样每个星体
  
          都将被扯的粉碎而毁灭。
  
     从这两个悖论说明，从牛顿理论和宇宙无限这两点出发，
  
         不能给出一个的无逻辑矛盾的宇宙模型。

  
  二、相对论宇宙模型的提出：
  
  1、1917年爱因斯坦发表《根据相对论对宇宙学所做的考察》，
  
          根据广义相对论，并加进了有斥力的“宇宙项”（平
  
          生所犯的最大错误），
  
          得到一个静态的、有限无界的宇宙模型。
  
  2、1922佛里德曼模型（俄）
  
          他得到了爱因斯坦的场方程的均匀的和各向同性的通
  
          解，
  
          即，动态模型，按空间曲率K为正、零、负三种情况，
  
          取决于宇宙物质的密度，宇宙或膨胀，或收缩。

  
  三、哈勃定律
  
  1929年发现：河外星系谱线红移与距离之间存在着粗略的
  
               正比关系，
  
          得出宇宙膨胀论。
  
          这是20世纪天文学最重要的发现之一。

  
  四、大爆炸宇宙学的提出
  
      1948年伽莫夫把宇宙膨胀论和基本粒子的运动联系起来，
  
           把宇宙起源和元素起源联系起来，
  
           提出热大爆炸宇宙学，
  
           认为宇宙有一段由密到稀，由热到冷的演化史。
  
           预言：宇宙遗留下来的微波辐射背景温度为5度K。

  
  五、3度K微波背景辐射的发现
  
      1964年贝尔实验室的彭齐斯和威尔逊意外地发现，
  
      这一发现最有力地支持了热大爆炸理论，
  
      1978年两人获得诺贝尔奖。
  
      
  
      
  
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        我来了。我看见了。我战胜了。

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