專題1補充資料辯證唯物主義自然觀及發(fā)展系統(tǒng)自然觀.doc
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第四節(jié) 辯證唯物主義自然觀的發(fā)展:系統(tǒng)自然觀 系統(tǒng)自然觀是辯證唯物主義自然觀的現(xiàn)代形式之一。本章力求概括和總結(jié)20世紀(jì)以來自然科學(xué)發(fā)展的重大成果,論述系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的自然科學(xué)基礎(chǔ)、系統(tǒng)自然觀的基本觀點及其思維方式,展現(xiàn)自然界的系統(tǒng)存在方式和演化的不可逆性與序向,揭示自然界演化的自組織機制和循環(huán)發(fā)展的無限性。 第一節(jié) 現(xiàn)代自然科學(xué)的發(fā)展和系統(tǒng)自然觀的產(chǎn)生 一、系統(tǒng)自然觀產(chǎn)生的現(xiàn)代自然科學(xué)基礎(chǔ) 1.現(xiàn)代自然科學(xué)革命概況 19世紀(jì)末20世紀(jì)初,由于發(fā)生了物理學(xué)的革命,自然科學(xué)進(jìn)入了一個新的歷史階段即現(xiàn)代自然科學(xué)發(fā)展階段。這場革命起源于19世紀(jì)末的經(jīng)典物理學(xué)危機。物理學(xué)經(jīng)典理論體系的建立,曾使不少科學(xué)家認(rèn)為,物理學(xué)的主要框架已經(jīng)構(gòu)成,剩下的工作只是把一些物理常數(shù)測得更準(zhǔn)確,并將一些基本定律應(yīng)用于各種具體問題。然而,正當(dāng)他們認(rèn)為物理學(xué)已到了頂峰而陶醉于“盡善盡美”的境界時,物理學(xué)的晴朗天空中卻出乎意料地出現(xiàn)了“兩朵烏云”,這就是當(dāng)時用經(jīng)典物理學(xué)理論無法解釋的邁克爾遜一莫雷實驗和黑體輻射實驗。20世紀(jì)初,愛因斯坦、普朗克等科學(xué)家在解決新實驗事實同舊理論之間的矛盾的過程中,創(chuàng)建了以相對論和量子力學(xué)為支柱的現(xiàn)代物理學(xué)理論體系。之后,以物理學(xué)革命為先導(dǎo),涌現(xiàn)出了分子生物學(xué)、控制論、系統(tǒng)論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、分形理論、混沌理論等一系列在自然觀上具有根本變革性質(zhì)的新學(xué)科、新理論。 20世紀(jì)的科學(xué)革命廣泛地發(fā)生在宇觀、宏觀、微觀三大層次上,使整個自然科學(xué)形成一個前沿不斷擴(kuò)大的多層次的綜合的整體。概要說來,由相對論表征的科學(xué)革命是關(guān)于高速及宇觀領(lǐng)域的;由量子力學(xué)和分子生物學(xué)學(xué)表征的科學(xué)革命是關(guān)于微觀領(lǐng)域的;由分形理論、混沌理論等一系列學(xué)科表征的科學(xué)革命,則是介于兩者之間的宏觀的領(lǐng)域的。它們分別從觀、微觀、宏觀三大層次上揭示了自然界的本質(zhì)和規(guī)律。 2.相對論、量子力學(xué)和分子生物學(xué) (1)相對論 1905年愛因斯坦創(chuàng)建的狹義相對論,從相對性原理、光速不變原理和空間與時間均勻性出發(fā),導(dǎo)出了同時性的相對性、尺縮效應(yīng)、時間延緩效應(yīng)、質(zhì)增效應(yīng)、質(zhì)能關(guān)系式等重要結(jié)論,揭示了空間與時間之間、空間和時間與物質(zhì)運動之間、質(zhì)量與能量之間的統(tǒng)一性。1916年他創(chuàng)建的廣義相對論,提出在任何參考系中,自然規(guī)律都可以表示為相同的數(shù)學(xué)形式(廣義協(xié)變原理);引力場對物體的引力作用與物體的加速運動是等效的(“等效原理”);推斷出在引力場中,時鐘要變慢,光的路程要彎曲;指出時問與空間不能離開物質(zhì)而獨立存在,時空的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布,從而揚棄了牛頓的絕對空間和絕對時問觀念,愛因斯坦的相對論揭示了空間、時間與物質(zhì)之間存在的辯證聯(lián)系。 (2)量子力學(xué) 1900年普朗克提出的量子假說,1913年玻爾建立的量子化的原子結(jié)構(gòu)模型,1923年德布羅意提出的物質(zhì)波概念,925年海森堡建立的矩陣力學(xué),1926年薛定諤(SchrSdinger,1887—1961)建立的波動力學(xué),以及之后玻恩對量子力學(xué)和波函數(shù)的統(tǒng)計詮釋,揭示了嶄新的、不同于宏觀客體規(guī)律的微觀客體規(guī)律,闡明了連續(xù)性與間斷性、波動性與粒子性的對立統(tǒng)一,突現(xiàn)了量子(微觀)世界的概率隨機性,從而根本改變了精確確定的連續(xù)軌跡的經(jīng)典概念,經(jīng)典理論中的嚴(yán)格決定論,被因果律僅作為一種近似的和統(tǒng)計趨勢的概念所代替。貝爾定理的證實,確認(rèn)了量子關(guān)聯(lián)的實在性。這種量子關(guān)聯(lián)是非定域性的,它既存在于人與自然之間、主體與客體之間,又表現(xiàn)在宇宙的過去與現(xiàn)在之間,說明自然界是一個統(tǒng)一的、不可分割的整體,這個整體中的各部分是普遍關(guān)聯(lián)著的。 量子力學(xué)的建立,使自然科學(xué)進(jìn)入到人類日常感性經(jīng)驗以外的微觀世界。它反映了人和自然相互作用的特征,表明了人只有通過儀器裝置才能觀察和描述自然,人只有在同自然的相互作用中才能達(dá)到認(rèn)識自然的目的;人絕不是自然之外的與之分離的觀察者或存在者,而是作為自然界的一部分參與到自然現(xiàn)象中去。 “量子關(guān)聯(lián)”這一思想,最初是玻爾在1935年發(fā)表的一篇論文《能認(rèn)為量子力學(xué)對物理 實在的描述是完備的嗎?》中提出來的。他強調(diào)把經(jīng)典物理學(xué)體系分離為各個部分的處理方法在量子領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)失效,因為只要兩個體系合成一個單一的體系,即使只在一段有效的時間內(nèi),這樣的一個組織過程就不再能夠分離。之后,經(jīng)過玻姆和貝爾的研究與分析,使得量子關(guān)聯(lián)的實驗檢驗成為可能。自1972年以來物理學(xué)界所完成的實驗表明,量子關(guān)聯(lián)確實存在。 (3)分子生物學(xué) 1953年美國生物學(xué)家沃森、英國生物學(xué)家克里克和威爾金斯關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生,它將生物學(xué)的實驗研究水平,推進(jìn)到了大分子層次,并在生物大分子層次上闡明了生物界結(jié)構(gòu)和生命活動的高度一致性。分子生物學(xué)表明,所有生物,包括非細(xì)胞的生物——病毒,都有著共同的遺傳物質(zhì)——核酸,而核酸也有共同的核苷酸鏈的分子結(jié)構(gòu)和基本相同的遺傳機制。其后在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來DNA重組技術(shù)、克隆技術(shù),表明現(xiàn)代生命科學(xué)已發(fā)展到足以改造人類自身、改變?nèi)说淖匀槐拘缘某潭取W匀唤绲娜嘶^程,同時也是人的“自然化”的過程,“作用于他身外的自然并改變自然時,也就同時改變他自身的自然”。分子生物學(xué)向人們呈現(xiàn)了一幅將人的力量也包含其中的更為現(xiàn)實的自然圖景。 3.系統(tǒng)科學(xué) 系統(tǒng)科學(xué)是把對象作為組織性、復(fù)雜性系統(tǒng)從整體上進(jìn)行研究,以揭示其運動規(guī)律和實際處理這類系統(tǒng)的科學(xué)。20世紀(jì)40年代末興起的控制論、信息論、系統(tǒng)論,是系統(tǒng)科學(xué)研究的第一批成果。美國的維納(Norbert wiener,1894—1964)所創(chuàng)立的控制論是最早把對象作為系統(tǒng)考察的學(xué)科,為研究系統(tǒng)的性質(zhì)提供了廣泛有效的概括形式和處理方法。加拿大籍地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲(190l—1972)創(chuàng)立的系統(tǒng)論,第一次定義了“系統(tǒng)”為“相互作用的若干要素的復(fù)合體”,提出了“整體不可分性”的“機體論”和“整體論”原則,使科學(xué)研究的對象從孤立的部分轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體及其規(guī)律的研究。美國數(shù)學(xué)家申農(nóng)(c.E.Shannon,1916—2001)創(chuàng)立的信息論,則為人們提供了研究系統(tǒng)組織化程度和信息在系統(tǒng)中如何有效的傳輸?shù)睦碚???刂普?、信息論和系統(tǒng)論以“系統(tǒng)”的觀點看自然界,提出了系統(tǒng)與要素、結(jié)構(gòu)與功能等新的范疇,揭示了自然界物質(zhì)系統(tǒng)的整體性、層次性、動態(tài)性和開放性。 20世紀(jì)70年代前后相繼出現(xiàn)的耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、超循環(huán)論等自組織理論以及分形理論和混沌理論,則是系統(tǒng)科學(xué)的新進(jìn)展。普里戈金提出的耗散結(jié)構(gòu)理論,闡明了系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的條件和機制,論證了系統(tǒng)進(jìn)化的可能性。德國物理學(xué)家哈肯(1927一) 創(chuàng)立的協(xié)同學(xué),探討了在突變點上,系統(tǒng)如何通過內(nèi)部各子系統(tǒng)之間的協(xié)同、競爭即自組織而形成新的有序結(jié)構(gòu)。法國數(shù)學(xué)家托姆建立的突變論,超越了“自然界無飛躍”的漸進(jìn)進(jìn)化思想,使突變現(xiàn)象成為科學(xué)研究的對象,給系統(tǒng)科學(xué)提供了新的數(shù)學(xué)工具。德國生物化學(xué)家艾根(Manfred Eign)提出的超循環(huán)論,揭示了生物大分子形成的自組織形式,架設(shè)了從無生命向生命過渡的橋梁。非平衡系統(tǒng)自組織理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和序向,不僅指出自然界的演化是自組織的、自己運動的,而且揭示了自然演化的自組織機制。由美國氣象學(xué)家洛侖茲、生物學(xué)家R.梅、物理學(xué)家費根鮑姆(Mitchell Feigenbaum)等人創(chuàng)立的混沌理論,揭示了以往科學(xué)未曾料想到的隱藏在混亂現(xiàn)象深處的驚人秩序以及自然萬物生長演化的普適規(guī)律,提供了一種關(guān)于系統(tǒng)演化的分叉與混沌方式,它揭示了確定性系統(tǒng)的“內(nèi)在隨機性”,體現(xiàn)了隨機性存在于確定性之中,確定性自己規(guī)定自己為不確定性——確定性系統(tǒng)自己產(chǎn)生了隨機運動。它從根本上消除了拉普拉斯決定論的可預(yù)測性這一觀念。 二、系統(tǒng)自然觀的基本內(nèi)涵和思想 系統(tǒng)自然觀植根于相對論、量子力學(xué)、分子生物學(xué)以及以系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、超循環(huán)理論、分形理論、混沌理論為代表的系統(tǒng)科學(xué)等現(xiàn)代自然科學(xué)理論,為人們描繪出一幅從基本粒子、原子、分子化合物直到人類,從微觀領(lǐng)域直至宇觀天體系統(tǒng)演化的自組織、自我運動、自我創(chuàng)造的辯證的演化發(fā)展的自然圖景,深入揭示了自然界的本質(zhì)和規(guī)律,認(rèn)為“‘系統(tǒng)’是總的自然界的模型”。系統(tǒng)自然觀最深層、最基本的內(nèi)涵,在于它揭示了自然系統(tǒng)不僅存在著,而且演化著;自然系統(tǒng)不僅是確定的,而且會自發(fā)地產(chǎn)生不可預(yù)測的隨機性;自然系統(tǒng)不僅是簡單的、線性的,而且是復(fù)雜的、非線性的,闡發(fā)了自然界是確定性與隨機性、簡單性與復(fù)雜性、線性與非線性的辯證統(tǒng)一的思想。 1.從存在到演化 以往的自然科學(xué),如牛頓力學(xué)、麥克斯韋的電磁場論,包括相對論和量子力學(xué)等,所描述的都是可逆過程,表現(xiàn)出時間反演是對稱的,未來和過去沒有差別。非平衡系統(tǒng)自組織理論則將熱力學(xué)定律的“時間之矢”與動力學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性、不可逆性聯(lián)系起來,使時間從一個外部參量轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀谎莼膬?nèi)在尺度,指出“時間之矢”是與物理系統(tǒng)相聯(lián)系的內(nèi)部屬性從而提出了“內(nèi)部時同”的概念,表明自然科學(xué)從存在的科學(xué)走向演化的科學(xué)。與此相聯(lián)系,人們對于自然界的認(rèn)識,也就從認(rèn)識存在深入到認(rèn)識演化,即認(rèn)識到自然界不僅是存在的而且是演化的,并試圖在存在和演化之間架起一座橋梁。 2. 確定性和隨機性的統(tǒng)一 自從1687年牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》以來,確定論觀點在自然科學(xué)領(lǐng)域一直被奉為正統(tǒng),以致機械決定論者構(gòu)造了一個封閉的簡單的宇宙模式,認(rèn)為只要人們找到一個無所不包的宇宙方程,并且知道宇宙的一切初始條件和邊界條件,那么,宇宙的過去和未來都會呈現(xiàn)在眼前。這就是前面所提到的拉普拉斯決定論。但是,混沌理論表明,對于那些原來看來完全確定的非線性系統(tǒng),即使不受外界影響,初始條件是確定的,系統(tǒng)自身也會自發(fā)地產(chǎn)生不可預(yù)測的隨機性(稱之為“內(nèi)在隨機性”)。這類情況不是稀有的特例,而是普遍行為,完全確定論的描述在牛頓力學(xué)中僅限于稀如鳳毛麟角的特例。人們終于認(rèn)識到,自然界是確定性與隨機性的辯證統(tǒng)一。 3.簡單性和復(fù)雜性的統(tǒng)一 正如人的認(rèn)識發(fā)展道路是從認(rèn)識簡單事物開始一樣,近代科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展也是從研究簡單系統(tǒng)開始的。經(jīng)典科學(xué)研究的對象主要是線性的、解析的、平衡態(tài)的、規(guī)則的、有序的、確定的、可逆的、可作嚴(yán)格邏輯分析的對象,這本來是合理的、必然的,但也形成一種傳統(tǒng)觀念,即認(rèn)為復(fù)雜性只存在于生命和社會歷史領(lǐng)域,物理世界是簡單的。因此,不問是否有可能,總是把復(fù)雜性完全簡化為簡單性來處理(實質(zhì)上是人為地消除復(fù)雜性),其基本的方法是分析的、還原的。然而,從20世紀(jì)60年代以來,自然科學(xué)把注意力轉(zhuǎn)向現(xiàn)實世界的復(fù)雜性系統(tǒng),研究非線性的、非解析的、非平衡態(tài)的、不規(guī)則的、無序的、不確定的、不可逆的、不可作嚴(yán)格邏輯分析的對象,越來越廣泛和深刻地揭示出了自然界的復(fù)雜性的一面,表明 一個復(fù)雜的系統(tǒng),不能被看做是許多要素的簡單組合,而是存在著要素之間的反饋、自催化、自組織的相互聯(lián)系和協(xié)同作用。正如普里戈金在《探索復(fù)雜性》一書中所指出的:“復(fù)雜性不再僅僅屬于生物學(xué)了,它正在進(jìn)入物理學(xué)領(lǐng)域,似乎已經(jīng)植根于自然法則之中了?!比藗円呀?jīng)意識到必須將追求簡單性和探索復(fù)雜性結(jié)合起來。 4.線性和非線性的統(tǒng)一 以往的科學(xué)實質(zhì)上是以線性系統(tǒng)為研究對象的線性科學(xué)。數(shù)學(xué)的發(fā)展早已線性系統(tǒng)的研究提供了包括線性代數(shù)、線性微分方程、傅立葉分析、線性算子理論和隨機過程的線性理論在內(nèi)的強有力的解析方法和工具。正如人的認(rèn)識發(fā)展道路是從認(rèn)識簡單事物開始一樣,近代科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展也是從研究線性系統(tǒng)這種簡單對象開始的。物理學(xué)家首先考察沒有摩擦的理想擺、沒有粘滯的理想流體,數(shù)學(xué)家首先研究線性函數(shù)、線性方程,等等。這本來是合理的、必然的。線性模型是一大批現(xiàn)實系統(tǒng)的良好近似。事實上,線性科學(xué)在理論和實踐上都有極其光輝的成果,迄今許多令人注目的重大理論和技術(shù)創(chuàng)造都是線性科學(xué)的貢獻(xiàn)。但在性科學(xué)成功發(fā)展的同時,也在自然觀上形成了一種線性觀,即把線性系統(tǒng)視為客觀世界的常規(guī)現(xiàn)象、正常狀態(tài)或本質(zhì)特征,把非線性系統(tǒng)視為例外情形、病態(tài)現(xiàn)象或非本質(zhì)特征,非線性系統(tǒng)僅僅是線性系統(tǒng)的擾動等等;認(rèn)為只有線性現(xiàn)象才有普遍規(guī)律,可以提出一般原理,制定普適的方法,非線性現(xiàn)象沒有普遍規(guī)律,不能建立一般原理和普適的方法。20世紀(jì)七八 十年代,分形理論、混沌理論等研究所刮起的“非線性風(fēng)暴”,使人們終于明白:現(xiàn)實世界中的非線性問題不是少見的例外而是普遍現(xiàn)象,線性問題才是少見的例外;非線性特性不是細(xì)枝末節(jié)而是基本特征和本質(zhì)的存在,線性特性才是非本質(zhì)的存在和次要方面;線性系統(tǒng)只不過是一部分簡單非線性系統(tǒng)在一定條件下的近似;自然界是線性與非線性的辯證統(tǒng)一。 三、系統(tǒng)自然觀確立的重大意義 1.豐富和發(fā)展了辯證唯物主義自然觀 系統(tǒng)自然觀的確立,是對辯證唯物主義自然觀的豐富與發(fā)展,并且成為辯證唯物主義自然觀的重要組成部分。 首先,系統(tǒng)自然觀揭示了自然界的系統(tǒng)性、整體性和層次性,指出整個自然界是以系統(tǒng)方式存在著的有機整體,整體性是自然界最基本的屬性;自然界物質(zhì)系統(tǒng)都是由不同的層次結(jié)構(gòu)組成的,這種層次結(jié)構(gòu)是無限的;世界的統(tǒng)一性表現(xiàn)為系統(tǒng)客體的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的相互依賴、相互補充即物質(zhì)、能量、信息三個基本要素的統(tǒng)一性,系統(tǒng)自然觀 豐富和深化了辯證唯物主義的物質(zhì)觀。 其次,系統(tǒng)自然觀揭示了自然界物質(zhì)系統(tǒng)的開放性、動態(tài)性和自組織性,指出自然界的一切物質(zhì)客體都是不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的開放系統(tǒng),亦即自然界的任何客體都是動態(tài)的開放系統(tǒng),同外界不發(fā)生物質(zhì)、能量和信息交換的絕對封閉系統(tǒng)是不存在的;自然界物質(zhì)系統(tǒng)不是被動的,而是主動的,它能夠自發(fā)地或自主地有序化、組織化和系統(tǒng)化,即具 有自組織性,從而更具體、更生動地闡明了諸如運動是物質(zhì)的存在方式、矛盾是運動的源泉、運動方式的多樣性和絕對性等思想,極大地豐富和深化了辯證唯物主義的運動觀。 再次,系統(tǒng)自然觀揭示了時間的不可逆性,提出了“內(nèi)部時問”的概念。指出“時間之矢”是與物理系統(tǒng)相互聯(lián)系的內(nèi)部屬性;以系統(tǒng)、要素、結(jié)構(gòu)、功能、層次、有序、無序、整體等概念對物質(zhì)存在的空問形式、物質(zhì)的廣延性作了定性和定量的描述,更具體、更生動地闡明了空間和時間是物質(zhì)存在的基本形式以及空間、時間與物質(zhì)相互聯(lián)系、不可分割的思想,進(jìn)一步豐富和深化了辯證唯物主義的時空觀。 最后,系統(tǒng)自然觀揭示了自然界在循環(huán)發(fā)展中有序與無序、進(jìn)化與退化的辯證統(tǒng)一,論證了辯證唯物主義自然觀關(guān)于運動、發(fā)展的大循環(huán)思想。非平衡態(tài)自組織理論證明,一個遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng),通過與外界環(huán)境交換物質(zhì)、能量和信息,從環(huán)境中獲得負(fù)熵流來抵消系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生,就可能在一定條件下使系統(tǒng)從一種混亂無序的狀態(tài)演化成為一種穩(wěn) 定有序的結(jié)構(gòu)。同樣,混沌理論也揭示了通向混沌的道路,說明了系統(tǒng)從有序向無序的轉(zhuǎn)化過程。在自然界的演化過程中,正是由于混沌可以產(chǎn)生有序,有序又將復(fù)歸于混沌,才使得自然界經(jīng)歷了“混沌一有序一新的混沌一新的有序”的循環(huán)發(fā)展過程。 2.提供了系統(tǒng)思維方式 隨著系統(tǒng)自然觀的確立,形成了一種探索組織性、復(fù)雜性問題的思維方式——系統(tǒng)思維方式?!敖裉煳覀冋慷靡粓鏊季S方式的轉(zhuǎn)換:轉(zhuǎn)向謹(jǐn)嚴(yán)精細(xì)而又是整體論的理論。這就是說,要構(gòu)成擁有它們自己的性質(zhì)和關(guān)系集成的集合體,按照同整體聯(lián)系在一起的事實和事件來思考?!毕到y(tǒng)自然觀突破了傳統(tǒng)的科學(xué)思維方式,為人們提供了系統(tǒng)思維這樣一種嶄新的科學(xué)思維方式。 所謂系統(tǒng)思維方式,是把對象當(dāng)做一個系統(tǒng)的整體加以思考的思維方式,它根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)、關(guān)系、結(jié)構(gòu),把對象的各個組成要素有機地組織起來構(gòu)成模型,研究系統(tǒng)的功能和行為,具有整體性、綜合性、定量化和精確化的特征。這種思維方式認(rèn)識對象的基本思路是: 第一,把對象作為其構(gòu)成要素以一定的聯(lián)系組成的結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一整體(系統(tǒng))來考察,從整體、部分、環(huán)境的相互聯(lián)系、相互制約、相互依賴的關(guān)系中揭示對象的整體性質(zhì)和運動規(guī)律。它首先從整體出發(fā),對事物進(jìn)行綜合研究,然后以綜合為指導(dǎo),對事物的組成部分進(jìn)行分析,探討它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,最后又在分析的基礎(chǔ)上回到整體的綜合研究。 第二,認(rèn)為由各要素組成的整體,具有不同于各要素功能簡單相加的新功能, 新功能,即認(rèn)為系統(tǒng)具有非加和的性質(zhì)——系統(tǒng)性質(zhì)。人們認(rèn)識系統(tǒng)就在于找出這種系統(tǒng)性質(zhì),構(gòu)造一個新系統(tǒng)的目的就在于利用這種非加性來實現(xiàn)某種新功能。 第三,把所觀察的系統(tǒng)都看做動態(tài)的開放系統(tǒng),認(rèn)為任何系統(tǒng)都處于 一定環(huán)境之中,它與外界環(huán)境有著千絲萬縷的聯(lián)系。任何系統(tǒng)要得到自身的發(fā)展,必定是與環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換。 第四,系統(tǒng)思維方式對某一具體系統(tǒng)的研究側(cè)重于無序、不穩(wěn)定性、多樣性、不平衡性、非線性等方面,這與傳統(tǒng)的千方百計將系統(tǒng)簡化為穩(wěn)定、有序、均勻、平衡、線性作用的思維方式有很大差別。需要指出的是,系統(tǒng)思維方式與還原論、形而上學(xué)思維方式不同。它觀察事物的側(cè)重點不是部分而是整體;它不是立足于分析而是立足于綜合;它不是像形而上學(xué)思維方式那樣把分析與綜合分為截然不同的兩個階段的單向性思維,而是把綜合與分析通過反饋耦合形成雙向性思維。應(yīng)用還原分析方法,要取決于兩個條件:一是“部分”之間的相互作用不存在或者微弱到某些研究任務(wù)可以不考慮的程度;只有在這種情況下,部分才能實際地、邏輯地、數(shù)理地“求出”來,然后“放在一起”。二是描述部分的行為的關(guān)系式是線性的;只有這樣才有累加性條件,即描述總體行為的方程和描述部分行為的方程具有相同形式,可以通過部分過程相加來取得總體過程。因此,傳統(tǒng)的思維方式對于內(nèi)部聯(lián)系不緊密、相互作用較弱、局部行為與整體行為相差不大的事物是基本適用的,但對于多因素、復(fù)雜系統(tǒng)就不能適用。只有用系統(tǒng)思維的方式,才能把握事物的整體功能。 第二節(jié) 自然界的系統(tǒng)存在方式 一、系統(tǒng):自然界物質(zhì)存在的普遍形式 1.何謂“系統(tǒng)”? “系統(tǒng)”一詞,源于古希臘語,表示“站在一起”(stand together)或“安置在一起”(place together)的意思。這個意思與偶然堆積的意思相反,表示按一定的關(guān)系結(jié)合起來的意思。 在現(xiàn)代一般系統(tǒng)論的研究中,貝塔朗菲將“系統(tǒng)”定義為“處于一定的相互關(guān)系中并與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各組成部分(要素)的總體(集合)?!敝袊茖W(xué)家錢學(xué)森則主張把極其復(fù)雜的研究對象稱為“系統(tǒng)”,將“系統(tǒng)”表述為“由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機整體”。概而言之,所謂“系統(tǒng)”,是由若干相互聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有特定結(jié)構(gòu)與功能的有機整體。這一概念包含著以下四個要義: 第一,系統(tǒng)是由若干要素組成的,要素是構(gòu)成系統(tǒng)的組分或單元,單一要素不能成為系統(tǒng),即系統(tǒng)內(nèi)部具有可分析的結(jié)構(gòu); 第二,“系統(tǒng)”在于“系”,即系統(tǒng)內(nèi)諸要素之間、系統(tǒng)要素與系統(tǒng)整體之間的相互聯(lián)系、相互作用,形成了特定的結(jié)構(gòu); 第三,“系統(tǒng)”還在于“統(tǒng)”,即要素彼此之間聯(lián)系成為一個統(tǒng)一的有機整體; 第四,系統(tǒng)作為一個整體對環(huán)境表現(xiàn)出特定的功能,功能之所以為整體所具有,是由于功能以結(jié)構(gòu)為載體,并在系統(tǒng)諸要素的功能耦合中突現(xiàn)出來。 2.系統(tǒng)是自然界物質(zhì)存在的普遍形式 在古希臘時代,人們就確認(rèn)系統(tǒng)是自然界物質(zhì)存在的普遍形式。公元前6世紀(jì),赫拉克利特在《論自然》一書中寫道:“世界是包括一切的整體。”公元前5世紀(jì),德謨克利特著有《宇宙大系統(tǒng)》一書,明確地把整個宇宙或自然界看做一個巨大的系統(tǒng)。 在18世紀(jì),萊布尼茨認(rèn)為,宇宙是“預(yù)定和諧”的、“被規(guī)范在一種完滿的秩序中的統(tǒng)一體系”。狄德羅指出,自然界是由各種元素所構(gòu)成的物質(zhì)的總體。1755年康德發(fā)表的《自然通史和天體理論》和1796年拉普拉斯出版的《宇宙體系論》,明確提出了物質(zhì)的宇宙是一個整體、體系的觀念。1770年,霍爾巴赫在《自然的體系》中寫道:自然就是“由不同的物質(zhì)、不同的配合,以及我們在宇宙中所看到的不同的運動的組合而產(chǎn)生的一個大的整體”。 19世紀(jì),恩格斯明確指出系統(tǒng)是自然界物質(zhì)的存在方式。他說:“我們所面對著的整個自然界形成一個體系,即各種物體相互聯(lián)系的總體,而我們在這里所說的物體,是指所有的物質(zhì)存在,只要認(rèn)識到宇宙是一個體系,是各種物體相互聯(lián)系的總體,是各種物體相互聯(lián)系的總體,那就不能不得出這個結(jié)論來?!? 確認(rèn)系統(tǒng)是自然界物質(zhì)存在的普遍形式,不僅要把整個自然界看做一個系統(tǒng),而且要認(rèn)識到自然界中的所有物質(zhì)客體都自成系統(tǒng)。從微觀的基本粒子到宇觀的總星系,從無機界到有機界,從天然自然到人工自然,從人類社會到人類思維,宇宙間的一切事物,都無一不自成系統(tǒng)。在非生物界如基本粒子、原子、分子、地上物體、地球、太陽系、銀河系、星系團(tuán)、超星系團(tuán)、總星系等等,在生物界如生物大分子、細(xì)胞、個體、群體、生態(tài)系等等,都是由其內(nèi)部若干要素按一定規(guī)則相互聯(lián)系、相互依賴而組成的、具有確定結(jié)構(gòu)與功能的相對獨立的系統(tǒng)。 自然界的一切物質(zhì)客體不僅自成系統(tǒng),而且又互成系統(tǒng)。這也說明了自然界物質(zhì)系統(tǒng)的普遍性。大系統(tǒng)中有小系統(tǒng),小系統(tǒng)中有更小的系統(tǒng),若干小系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互作用組成大系統(tǒng),一些大系統(tǒng)則又相互聯(lián)系、相互制約組成更大的系統(tǒng),如原子系統(tǒng)可看做是由粒子子系統(tǒng)構(gòu)成的,而分子系統(tǒng)又可看做是由原子子系統(tǒng)構(gòu)成的,由此類推,直至宇宙系統(tǒng)。 顯然,系統(tǒng)與要素的規(guī)定是相對的。系統(tǒng)之成為系統(tǒng),要素之成為要素,只是在特定的聯(lián)系中才能成立。要素在自身的內(nèi)在聯(lián)系中成為系統(tǒng),系統(tǒng)又在自身的外在聯(lián)系中成為要素。因此,任何一個系統(tǒng)都是較高一級系統(tǒng)的要素,同時任何一個系統(tǒng)的要素本身又是較低一級的系統(tǒng)。譬如,相對于地球、行星而言,太陽系是一個大的系統(tǒng),而相對于銀河系來說,太陽系就只不過是一個要素了。 二、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的基本特點 1.開放性 自然系統(tǒng)具有物質(zhì)、能量、信息“三要素”。依據(jù)系統(tǒng)與外界環(huán)境之間是否存在物質(zhì)、能量和信息的交換,可以將其區(qū)分為孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。 孤立系統(tǒng),是與其環(huán)境隔絕的系統(tǒng),與其環(huán)境之間沒有物質(zhì)、能量、信息的交換。一般說來,孤立系統(tǒng)只是一種理想或近似的狀態(tài)。根據(jù)熱力學(xué)第二定律,在孤立系統(tǒng)中,物質(zhì)的微觀狀態(tài)可能性總是趨向最大的數(shù),從而達(dá)到熵最大。 封閉系統(tǒng),是與外界環(huán)境沒有物質(zhì)交換但有能量交換的系統(tǒng)。根據(jù)質(zhì)能關(guān)系式E=mc2,能量是可以換算為物質(zhì)的質(zhì)量的。與外界絕對沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng),自然與外界也就不會能量交換。不過,在能量交換中所涉及的物質(zhì)交換數(shù)量極小,有時可以忽略不計,在這種情況下我們便有了一個封閉系統(tǒng)。例如,如果忽略掉從宇宙空間中落入地球上的流星和宇宙塵埃,就可以把地球近似地看做一個封閉系統(tǒng),它接收太陽及其他恒星的輻射能,這些輻射能所代表的物質(zhì)質(zhì)量與地球質(zhì)量相比是微乎其微的。 開放系統(tǒng),是與外界環(huán)境自由地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的系統(tǒng)。開放系統(tǒng)有許多非一般的特性。第一,開放系統(tǒng)具有“等結(jié)果性”。在任何封閉系統(tǒng)中,最終狀態(tài)是初始條件決定的,如在化學(xué)平衡中,反應(yīng)物的最終濃度決定于初始濃度。如果初始條件或過程有所改變,最終狀態(tài)也要改變。而對于開放系統(tǒng),不同的初始條件可能以不同的方式達(dá)到相同的最終狀態(tài),這就是所謂的“等結(jié)果性”。例如,一個正常的海膽個體可以來自一個完整的卵,也可以來自半分開的卵,還可以來自兩個整卵合成的卵,等等。第二,開放系統(tǒng)被定義為在同環(huán)境交換物質(zhì)的過程中呈現(xiàn)出輸入和輸出、自身物質(zhì)組分的組建和破壞的系統(tǒng)。這就是說,開放系統(tǒng)的外部特征是存在輸入和輸出,同環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換;內(nèi)部特征是不斷破壞自身舊物質(zhì)組分,不斷組建新的物質(zhì)組分,可以稱為廣義的“新陳代謝”。這兩方面互為條件。由于內(nèi)部不斷進(jìn)行組分的建構(gòu)與破壞,故需與環(huán)境不斷交換物質(zhì)、能量;由于物質(zhì)的輸入和輸出不斷進(jìn)行,系統(tǒng)內(nèi)部才可能有組分的不斷破壞與組建。每一種生物本質(zhì)上都是開放系統(tǒng),生命有機體之所以能處于有組織的活動狀態(tài),即具有新陳代謝、生長、發(fā)育、自我調(diào)節(jié)、刺激反應(yīng)和天然的能動性等基本特征,就是由于生命系統(tǒng)能夠不斷地與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換。 事實上,自然界不存在嚴(yán)格意義上的孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng),任何系統(tǒng)都與外界環(huán)境有千絲萬縷的聯(lián)系,都或多或少、或快或慢地同環(huán)境交換物質(zhì)、能量和信息。自然界實際存在的系統(tǒng)都是開放系統(tǒng),只是不同系統(tǒng)的開放程度有很大不同。一個系統(tǒng)的開放性微弱到相對于一定的目的可以忽略不計的程度,作為一種抽象,可以視為一個孤立的或封閉的系統(tǒng)。自 然界的物質(zhì)系統(tǒng)都是與環(huán)境存在相互作用的開放系統(tǒng),而整個自然界就是由各種動態(tài)的開放系統(tǒng)組成的。 2.動態(tài)性 現(xiàn)實的自然系統(tǒng)都是開放系統(tǒng),都有物流、能流、信息流不斷地運動,任何自然系統(tǒng)都有一個從孕育、產(chǎn)生、發(fā)展、成熟到衰退、消亡的過程,自然系統(tǒng)的這種運動、發(fā)展、變化過程,就是它的動態(tài)性。從本體論看,自然界是物質(zhì)的,二物質(zhì)是系統(tǒng)的;不論能量和運動還是信息與控制,都是物質(zhì)系統(tǒng)的屬性。既然沒有不運動的物質(zhì),那么自然界物質(zhì)系統(tǒng)便是動態(tài)系統(tǒng),靜態(tài)僅是動態(tài)的特例,所以物質(zhì)系統(tǒng)是隨時間不斷變化的。系統(tǒng)的變化發(fā)展有兩個方向,一是進(jìn)化的方向,一是退化的方向。封閉系統(tǒng)由于熵增加必然從有序走向無序,朝著退化的方向發(fā)展,最終達(dá)到熱平衡而“死寂”,而開放系統(tǒng)由于與外界有物質(zhì)、能量、信息的交換,從外界輸入負(fù)熵流,依據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論與協(xié)同學(xué)關(guān)于非平衡態(tài)系統(tǒng)自組織理論,在一定條件下可以從無序走向有序,朝著進(jìn)化的方向發(fā)展。 3.整體性 整體性是自然系統(tǒng)最突出、最基本的特征。所謂系統(tǒng)的整體性,是指系統(tǒng)的各個要素按一定的方式構(gòu)成的有機整體,系統(tǒng)是諸要素的有機集合而不是各要素的簡單地機械加和,系統(tǒng)的性質(zhì)、功能和規(guī)律不同于它的各個組成要素的性質(zhì)、功能和規(guī)律,即系統(tǒng)具有各組成要素所沒有的新的性質(zhì)、功能和規(guī)律;另一方面,處于系統(tǒng)整體中的組成要素的性質(zhì)、功能和 規(guī)律,也異于它們在孤立狀態(tài)的性質(zhì)、功能和規(guī)律。 整體性是一切自然系統(tǒng)的普遍屬性。從基本粒子到總星系,從核酸、蛋白質(zhì)到人體,天然自然物到人工自然物,每一具體物質(zhì)形態(tài)都是以系統(tǒng)的方式存在的有機整體,呈現(xiàn)出各種不同的整體性。例如,由許多核苷酸單體按一定方式連接組成的核酸,具有儲存和傳遞生物遺傳信息的特性,而單個的核苷酸則不具備這一特性。而當(dāng)以核酸為主的遺傳體系與蛋白質(zhì)為主的代謝體系之間出現(xiàn)了偶聯(lián)作用,多分子體系內(nèi)部建立了信息傳遞、控制與調(diào)節(jié)的新關(guān)系時,也就出現(xiàn)了新陳代謝、自我繁殖、生長發(fā)育和遺傳變異等生命特征。人腦有幾千億個神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)元。神經(jīng)元間的聯(lián)結(jié)方式極其復(fù)雜,極其精細(xì),正是這些連接所構(gòu)成的基本神經(jīng)回路成為腦功能的基礎(chǔ)。 由于系統(tǒng)整體性的特點,組成系統(tǒng)的各個要素不能一一分解成獨立于系統(tǒng)的要素。如果要這樣分解,那么分解出來的要素就不再具備其在系統(tǒng)整體中所具有的性質(zhì)、功能和規(guī)律。也就是說,組成部分(要素)是在整體制約下的相對獨立的成分,一旦脫離了系統(tǒng)整體,就會喪失作為整體組成要素所表現(xiàn)出來的特性、功能和行為。 由于系統(tǒng)的整體必然出現(xiàn)新的特性,以及一個要素和結(jié)構(gòu)合理的人工或復(fù)合系統(tǒng)的整體功能或整體效應(yīng)總是大于它的各組成部分之和,所以系統(tǒng)的整體性又被表述為“整體大于它的各部分的總和”?!罢w大于各孤立部分之和”是古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出的哲學(xué)命題,原意是強調(diào)整體不等于它的各構(gòu)成部分之和,整體除了它的部分(要素)外,還加上它的形式,亦即為了理解一個整體或系統(tǒng)不僅須了解其各個部分,而且同樣還須了解它們之間的關(guān)系這就是說,要從事物的關(guān)系中、相互作用中去了解系統(tǒng)整體的規(guī)律性。 4.層次性 所謂自然系統(tǒng)的層次性,是指一方面系統(tǒng)由一定的要素組成,這些要素是由更小一層次的要素組成的子系統(tǒng),另一方面系統(tǒng)自身又是更大系統(tǒng)的組成要素。在一般系統(tǒng)論中,是用“等級性”、“等級秩序”來描述這一現(xiàn)象的。一般認(rèn)為,自然系統(tǒng)的層次性主要是自然界物質(zhì)系統(tǒng)的縱向聯(lián)系的體現(xiàn),它揭示了物質(zhì)系統(tǒng)之間縱向的或垂直的有序關(guān)系。實際上,自然系統(tǒng)的層次性還包括兩個方面:一是系統(tǒng)在某一等級上又可以分為多側(cè)面的層次,即同一級的復(fù)雜系統(tǒng),可從橫向上分為若干互相聯(lián)系、互相制約又各自相互獨立的平行層次;二是一個高度復(fù)雜的自然系統(tǒng)以縱向?qū)哟魏蜋M向?qū)哟螢榛A(chǔ),還可以構(gòu)成縱橫交錯的立體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),形成交叉層次。 層次性是自然界的基本屬性。從宇觀到微觀,從無機界到有機界,人們都能見到這種層次性。在宇觀世界,存在著行星系、恒星系、星系、星系團(tuán)、超星系團(tuán)、總星系等層次;在微觀世界,有分子、原子、原子核和基本粒子等層次。在生物界,則存在著生物大分子、細(xì)胞、組織、器官、個體、種群、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈等層次。 自然系統(tǒng)的這種層次性特征,實質(zhì)上是自然系統(tǒng)普遍差異性的表現(xiàn),而系統(tǒng)的等級層次恰恰是在差異形成的“關(guān)節(jié)點”上被區(qū)分開來的。在兩個層次之間往往存在著“關(guān)節(jié)點”,兩個“關(guān)節(jié)點”之間屬于一個層次?!瓣P(guān)節(jié)點”之外屬另一個層次。在“關(guān)節(jié)點”處,系統(tǒng)的性質(zhì)出現(xiàn)質(zhì)的飛躍,系統(tǒng)的層次隨之發(fā)生轉(zhuǎn)換。正如恩格斯所指出的,各個非連續(xù)的部分 (層次)“是各種不同的關(guān)節(jié)點,這些關(guān)節(jié)點決定一般物質(zhì)的各種不同的質(zhì)的存在形式”。 自然系統(tǒng)不同層次之間具有不同的質(zhì)的規(guī)定性和量的規(guī)定性,是部分與整體、連續(xù)性與間斷性的統(tǒng)一。系統(tǒng)連續(xù)性的中斷形成相互異質(zhì)的層次。橫向結(jié)構(gòu)連續(xù)性的中斷,形成橫向?qū)哟位蚱叫袑哟危豢v向過程的中斷,形成過程層次。中斷的關(guān)節(jié)點,即是相鄰層次的分界線。層次與系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是相對的,系統(tǒng)是多質(zhì)、多量、多層次、多向的復(fù)合結(jié)構(gòu),而層次只具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中一部分特定質(zhì)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容。系統(tǒng)與層次結(jié)構(gòu)上的對立,引起了兩者在功能上質(zhì)與量的根本差異。系統(tǒng)與層次的統(tǒng)一性表現(xiàn)在:系統(tǒng)與層次相互依存、彼此作用,并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。 三、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次 1.自然系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 所謂自然系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),是指自然系統(tǒng)的諸組成要素之間相互關(guān)系的總和,它表現(xiàn)為系統(tǒng)內(nèi)部的組織形式、聯(lián)系方式或秩序。所謂自然系統(tǒng)的功能,是指系統(tǒng)與外部環(huán)境相互作用中表現(xiàn)出來的性質(zhì)、能力和功效。自然系統(tǒng)的功能體現(xiàn)了系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的物質(zhì)、能量、信息的輸入與輸出的變換關(guān)系。自然系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能之間存在著一定的聯(lián)系。對于一個自然系統(tǒng)來說,結(jié)構(gòu)是功能的內(nèi)在根據(jù),功能是結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。沒有內(nèi)部的聯(lián)系,就不會形成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);而沒有外部的聯(lián)系,也不會有系統(tǒng)的功能。與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性相反,系統(tǒng)的功能由于系統(tǒng)開放程度和開放方式不同而表現(xiàn)出多樣的可能性。例如,由20種氨基酸和4種核苷酸組成的生命系統(tǒng),由于它們相互組合方式不同,而形成了各種不同的結(jié)構(gòu)(生命個體),導(dǎo)致了地球上200多萬種動物、30多萬種植物和10多萬種微生物的存在,出現(xiàn)了功能各異、絢麗多姿的生物世界。 自然系統(tǒng)具體的結(jié)構(gòu)紛繁復(fù)雜,但總的看來可分為兩種基本形式:其一,同時態(tài)的相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),即系統(tǒng)諸要素在空間上的聯(lián)系與組合秩序。例如DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。有的自然系統(tǒng)盡管存在十分短暫(某些共振態(tài)粒子的壽命為10-23秒),也有其相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),并且正是結(jié)構(gòu)使得該系統(tǒng)具有其他系統(tǒng)相區(qū)別的屬性。其二,歷時態(tài)的運動演化的時間結(jié)構(gòu),即系統(tǒng)隨著時間的延伸而呈現(xiàn)的流動性、變動性秩序。如某些自然系統(tǒng)隨時問的周期振蕩,生命系統(tǒng)中存在的時間節(jié)律等。由于任何事物都具有廣延性和持續(xù)性,因此系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)形式和時間結(jié)構(gòu)形式一般是交織在一起的,系統(tǒng)諸要素不僅在空間上有相互結(jié)合的關(guān) 系,而且在時間上有前后更替的順序。 “相互作用是事物的真正的終極原因。”根據(jù)目前科學(xué)所達(dá)到的認(rèn)識,自然界中各種物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),主要是由引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用構(gòu)成的。在質(zhì)量巨大的天體系統(tǒng)之間,由于引力相互作用起著決定的作用,所以才構(gòu)成星系團(tuán)的結(jié)構(gòu)、恒星系的結(jié)構(gòu)、行星系的結(jié)構(gòu)等。由于原子內(nèi)部的電子與原子核之問、各種不同狀態(tài)的電子之間、分子內(nèi)部各原子之間以及物體內(nèi)部諸分子之間存著實質(zhì)上是電磁相互作用,于是才構(gòu)成了原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、物體的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu);而原子內(nèi)部的核結(jié)構(gòu)、強子結(jié)構(gòu)等則只要是電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用的的綜合結(jié)果的具體表現(xiàn)?,F(xiàn)代分子生物學(xué)和量子生物學(xué)也力圖用這四種相互作用來解釋生物大分子的結(jié)構(gòu)。因此,從這個意義上說,自然界的基本相互作用是一切物質(zhì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)與根源,而自然界的各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)則是這些相互作用的具體表現(xiàn)形式和實現(xiàn)方式。 2.無窮嵌套的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的自然圖景 自然界物質(zhì)系統(tǒng)之間及其與子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的縱向聯(lián)系與橫向聯(lián)系,形成了無窮嵌套的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的圖景。這一圖景一方面表現(xiàn)為無數(shù)相同等級的系統(tǒng)相互依存,構(gòu)成水平網(wǎng)絡(luò),另一方面還表現(xiàn)為不同等級的系統(tǒng)在縱的方向上相互聯(lián)系構(gòu)成的垂直層次結(jié)構(gòu)。所謂“立體網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu),還包含著這樣兩個意思:一是每一個物質(zhì)系統(tǒng)并不一定由緊接著的下一個層次的物質(zhì)系統(tǒng)所構(gòu)成,它可能由其底下相隔若干層次的某一層次或幾個層次的系統(tǒng)組成,例如原子是由下一層次系統(tǒng)的原子核與再下一層次的電子所組成;有一些恒星如中子星則是直接由基本粒子組成。二是某一層次的系統(tǒng)組成高一級層次時,并不一定組成唯一的高層次系統(tǒng),而是可以組成兩種以上的不同層次,因而層次之間的聯(lián)系出現(xiàn)了分支的現(xiàn)象。例如,分子這一層次既可以組成凝聚態(tài)物體、行星系、星系、星系團(tuán)、超星系團(tuán)等層次的系列,也可以組成生物大分子、細(xì)胞、生物個體、種群、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈等層次系列。這種關(guān)于物質(zhì)系統(tǒng)在垂直方向相互疊加形成的自然圖景,拉茲洛曾給予了這樣的生動而形象的描繪:“自然界的組織結(jié)構(gòu)就像一座復(fù)雜的、多層的金字塔,——在它的底部是許多相對簡單的系統(tǒng),在它的頂部是幾個(極頂是一個)復(fù)雜的系統(tǒng)。所有自然的系統(tǒng)占據(jù)了這些界限之間的位置;它們同上面和下面的層次連接在一起。就它們的組成部分來說,它們是整體,但就更高層次的整體來說,它們又是部分?!? 值得注意的是,自然系統(tǒng)等級序列的最上層和最下層都不是封閉的,也就是說它既無上限,亦無下限。我們既不能把整個宇宙看做是目前所知道的總星系,也不能把已知的基本子看做是構(gòu)成宇宙的最小單元。物質(zhì)層次是不可窮盡的,自然界是無限的。 思考題: 1、自然界物質(zhì)系統(tǒng)的基本特點? 2、系統(tǒng)自然觀的意義何在?- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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