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法商学院 蒋小兮 自然辩证法概论 谢谢大家 恩格斯：“整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。” 作为具体的物质形态，仅过进化和退化、向上和向下的发展，形成一个周期。一个周期后，作为一个具体的事物，其过程结束了，但并不是整个事物和全部过程的结束，更不是宇宙末日的到来。 1）恩格斯关于物质永恒循环的思想 由于物质体系内部的矛盾性，一个循环周期完结了，又会在新条件下出现新循环和新发展周期。任何一个具体事物都只是自然系统中物质无限发展过程中的一个环节、一个阶段。 如：振荡式宇宙模型。 “序”：时空结构的规则性，既可用来描述自然系统的状态，也可用来反映自然系统演化的过程。它表现为时空结构的规则性，和时间演化过程的某种规律性。 3）自然界的进化：有序化和对称破缺 ⑴序、有序和无序 有序：事物或系统要素之间有规则的联系和转化（要素的有规则排列，变化的明显的周期性，行为的一定的关联性等）。 自然界中的有序可分为结构序（包括时间序、空间序、时空序）和功能序。 无序则反之（系统内部各要素混乱而有规则的组合、变化的无规则性）。 系统都是有序与无序的不同程度的辩证统一。这种统一的不同程度，构成了系统的一定秩序，即“有序度”。事物或其状态不同的有序度构成一系列的阶梯。向有序化发展意味着有序度增高，向无序化发展意味着有序度降低。 系统的有序度可以有不同的参量来描述： 热力学中用“熵”表示系统的无序程度； 在系统论和信息论中，系统的序则用它所包含的信息量来度量。 有序和无序是相对的： 世界上没有绝对的有序，也没有绝对的无序； 有序与无序在一定条件下可相互转化。 对称态对应着无序态。最对称的世界没有任何秩序和结构，没有任何特殊方向和特殊点。平衡态就是如此。 ⑵对称和破缺 “对称”：一定变换下的不变性。 按现代宇宙学，宇宙就起源于混沌、无序，起源于这种对称态。 宇宙的演化就是一个从完全对称性到对称性逐步丧失、非对称性逐步形成的过程。 （对称）破缺：在一定变换下所表现的可变性，或对称性的降低。实际对应着有序态。 复杂性和层次结构正起源于某种对称性的破缺。自然界的有序化是对称性破缺的结果，对称性的破缺使系统向有序化、组织化、复杂化演化。 ①现今的宇宙产生于150亿~200亿年前，起初没有天体，也没有任何粒子和辐射，只有一种单纯而对称的真空状态（作为奇点的量子真空）以指数方式膨胀(“暴胀”)着。 大爆炸学说描述的宇宙形成过程就是对称性破缺、对称性逐步丧失的过程： ②“暴胀”之初，四种相互作用力不可区分，可观测宇宙比原子核还小，半径仅10-33cm，密度高达1087t/cm3，温度高达1032K，使得大约每隔10-34s宇宙的尺度就扩大一倍。 ③随着宇宙的膨胀和降温，原真空态发生一系列相变：10-44s时，引力作用分化出来，夸克和轻子可相互转变；10-36s时强相互作用同电、弱作用分离，开始出现物质与反物质的不对称；10-10s后，弱作用与电磁作用分离。 ④大爆炸后大约10-23s，宇宙增大约1050倍以及大量最基础的基本粒子的产生标志着宇宙的形成。 自然界的进化就是一个不断发生对称性破缺的过程： 自然界每发展到一个新的里程碑，都必有一个基本的物质的或相互作用的、时间的或空间的对称性破缺与之相适应； 高度有序化、复杂化和组织化的系统，即是对称性逐步破缺过程的产物。 2.自然系统演化的基本方式 1）分叉：稳定性和不稳定性 2）突现：突发性、间断性和不可预测性 3）“内在随机性”：确定性和随机性 在演化的道路上，由于内外因素的作用，系统会不断地出现多种可能性和分支。这种类似“进化树”的“分叉”是自然演化的一种基本方式。 1）分叉：稳定性和不稳定性 a d c b x t 分叉的选择表现在通过远离平衡态对外部随机涨落的敏感性上。在近平衡态，涨落随生随灭，对系统并不造成破坏性影响。在远离平衡态，系统对微小涨落变得极为敏感。 分叉表明了系统稳定性与不稳定性的辩证统一。对系统进化来说，稳定性是不稳定性的基础，不稳定性是达到新的稳定性的必经之途。 突变论表明，系统可通过渐变或突变而进化。自然系统的进化是渐变与突变、连续性与间断性的统一。 突现：系统的各个组成部分相互作用而产生（突然出现）新的形态、结构和性质。 2）突现：突发性、间断性和不可预测性 突现有三个基本特性： ⑵间断性 ⑴突发性 ⑶不可预测性 突现的不可预测性实际上是由确定性非线性系统内含的随机性所决定的。 非线性系统与线性系统不同，后者不同时刻的状态之间的关系是确定的（可由系统运动方程确定）。 3）“内在随机性”：确定性和随机性 即使没有外部随机作用，不涉及大多数现象或群体效应，初始条件也是确定的，非线性系统自身也会产生随机性（波动）。这是