第二讲-自然观——20世纪科技发展和自然辩证法.pptx

五、20世纪科技发展与自然辩证法壹19-20世纪之交的物理学革命20世纪科技、哲学与社会贰壹1）物理学新发现19-20世纪之交的物理学革命2）物理学革命1）物理学新发现科学发现导致的思想观念上的争论马赫对绝对时空观的批判原子论与能量论（唯能论）之争0102争论应对列宁—《唯物主义和经验批判主义》20世纪下半叶科学新进展0403列宁——《唯物主义和经验批判主义》物质观：物质的最基本的性质，是它的客观实在性,原子被打破了，是他的旧物质结构的旧“界限的消失”,而不是“物质的消失”。运动观：没有运动的物质和没有物质的运动是同样不可想象的。时空观：时空是客观存在的,人们关于时空结构的认识是发展的、可以改变的。实践观：实践是确定的，与唯心主义划清界限，但实践又是不确定的，随着人们认识的发展而发展。真理观：绝对性与相对性的统一。20世纪下半叶科学新进展看,当时的科学中还有许多问题：比方说牛顿力学中可逆（F=ma＝m(d2v/dt2),也就是时间的二次微分，这个是可逆的，而热力学中不可逆的（有方向而在生物学中，演化方向：生物学进化（从无序到有序）,热力学退化（熵增定律，总是自发地奔向无序）。还涉及到决定论（确定论）与统计论、简单性与复杂性、线性与非线性间的关系，2）物理学革命爱因斯坦——相对论 1905年——狭义相对论（时间与空间、质量与能量） 1915年——广义相对论（物质、时间与空间关系）量子理论 1900年——普朗克（能量子假说） 1905,爱因斯坦,光量子理论。 20世纪初——卢瑟福（有核原子模型）。 1913——玻尔(经典量子论原子模型) 。 1923——德布罗意,（物质波即实物粒子与光子一样具有波粒二象性)。 1926——薛定谔（波动力学）。 1926——海森堡（矩阵力学）。 1927——（量子力学）。 这些新发现动摇了原子和元素不可分、不变、是物质组成最小单位的形而上学的观念。同时，正当人们陶醉在物理学经典体系“尽善尽美”的境界时，物理学的晴朗天空中却出现了“两朵乌云”，这就是当时经典物理学理论无法解释的麦克尔逊—莫雷实验和黑体辐射实验。物理学陷入空前的危机。 ?经典物理学的危机实质是形而上学思维方式和机械论自然观的危机，表明旧理论在新发现面前的无能为力。19世纪中叶， 麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了以光速C传播的电磁波的存在。到19世纪末，实验完全证实了麦克斯韦理论。电磁波是什么？它的传播速度C是对谁而言的？当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质叫做“以太”，电磁波是以太振动的传播。但人们发现，这是一个充满矛盾的理论。如果认为地球是在一个静止的以太中运动，那么根据速度叠加原理，在地球上沿不同方向传播的光的速度必定不一样，但是实验否定了这个结论。如果认为以太被地球带着走，又明显与天文学上的一些观测结果不符。1887年迈克尔逊和莫雷利用光的干涉现象进行了非常精确的测量，仍没有发现地球有相对于以太的任何运动。对此，洛仑兹提出了一个假设，认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩。由此他证明了，即使地球相对以太有运动，迈克尔逊也不可能发现它。爱因斯坦从完全不同的思路研究了这一问题。他指出，只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念，一切困难都可以解决，根本不需要什么以太。 19世纪，由于冶金以及照明设备制造等的需要，人们急需找到黑体辐射强度和辐射频率的关系。1889年卢默与鲁本斯通过研究空腔辐射得出了黑体辐射光谱的实验数据。但是，单使用实验数据找对应点的方法十分不便，于是，人们开始了寻找一般的公式。1900年，瑞利根据经典统计力学推出了一个公式1905年，金斯修正了瑞利辐射公式中的一个数值错误，但是计算出的结果与实验数据相违背。 1911年，奥地利物理学家用“紫外灾难”来形容经典理论的困境。黑体辐射所展现出的问题，最终导致了量子论革命的爆发。20世纪初，正是在解决新实验事实同旧理论之间的矛盾的过程中，爱因斯坦和普朗克等科学家创立了以相对论和量子力学为支柱的现代物理学理论体系。??1、相对论1905年德国科学家爱因斯坦创建狭义相对论，科学地揭示了时间与空间、时间和空间与物质运动之间、质量和能量之间的统一性。1916年他又创立了广义相对论，揭示了空间、时间与物质之间存在的辩证关系。双生子悖论时空弯曲1915年，爱因斯坦根据他的相对论得出推论：宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为，宇宙是有限封闭的。如果是这样，宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克。但是，迄今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小100倍。也就是说，宇宙中的大多数物质“失踪”了，科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。 一些星体演化到一定阶段，温度降得很低，已经不能再输出任何可以观测的电磁信号，不可能被直接观测到，这样的星体就会表现为暗物质