第二讲 系统自然观一 自然界的系统的存在方式
1 系统的定义:系统是若干有特定属性的要素经特定关系而构成具有特定功能的整体。或者说,系统是以各要素的属性为基础经由特定关系而形成的属性不可分割的整体。
完备描述一个系统需具备以下四个条件:要素、结构、功能和环境
A 要素:要素是构成系统的组分和组元。
B 结构:结构是系统诸要素之间相互联系、
相互作用的总和。这些关系可以是数量关系,也可以是时空关系,更重要的则是相互制约关系。
C 功能:系统在内外关系中表现出的特性和能力 影响系统功能的因素 F = f(E,C,S)
D 环境:指与系统组成要素发生相互作用而又不属于这个系统的所有事物的总和。
2 系统的类型从系统与环境的关系分:
孤立系统 封闭系统 开放系统从系统所处状态分:
平衡态系统 近平衡态系统 远离平衡态系统从系统内各要素相互作用的特点分:
线性系统 非线性系统
3 自然系统三要素
物质:标志客观实在的哲学范畴,它是指在人之外,不依赖于人的意识、并能为人的意识所反映的客观实在
能量:
20世纪传统观念认为 物理上 能量是 指做功的本领在一定意义说是 物质运动的一种度量,用它来描述物质运动的数量、形式和相互转化
信息:本体论意义上指一切物质运动的状态和方式,认识论意义上是关于物质运动的状态和方式的表达或反映,是系统有序程度的标记一般认为信息 只能 出现在通讯系统当中。通讯系统的最简单模型为:
信源 信道 信宿编码 解码噪声最简单的通讯系统信息最基本的概念是信源的消息通过信道,
被信宿接受后,可以降低信宿的不确定性。
说到信息的实质,首先应强调的是信息归根到底是物质 (一切不依赖于意识的客观存在 )的一种属性。信息不能离开物质而单独存在,客观世界和人类大脑中都不存在与物质相分离的信息。
但必须把信息与一般的物质属性区分开来,才能把握信息的特殊本质。一个突出的特点是信息的不守恒性,
而守恒性是物质 (包括能量 )的基本特性。
尤其独特的是表征物质客体属性的信息可以同该客体分离开来,固定在叫做载体的其他物质客体上。严格地讲,一个物质客体的属性只有通过与其他物质客体的相互作用并在其他物体中得到反映或表征,才能称为该物质客体的信息。
整体性 表现
整体不等于部分之和整体和部分关系:加和性关系 非加和性关系非加和性关系是系统的特征,它表征着新属性的出现,表征着系统与其构成之间的质的差别,其形成在于内部的相干性。系统各部分彼此约束、选择、协同、放大,
共同导致属性不可分割的整体的形成
4 自然物质系统的属性例,水分子是一个系统,它由两部分 ( 要素 ) 组成,这两个要素相互作用形成 H2-O的结构,它具有不同于 H和 O的性质,即水分子的特性,
水与构成它的 H和 O有加合性的一面,
例如质量,又有不可加合性的一面,
水分子的性质不是两个 H原子和一个 O原子性质简单相加而成,而是它们间的非线性相互作用而成,H
原子和 O原子进入水分子后,受到约束和选择,例如它们的活动空间只能在水分子的范围,它们成键的方向被水分子选择为特定的 ( 键角 ),这三个原子相互配合 ( 协同 )
形成水分子的特征 。
系统自我保持、自我修复的稳定性。这依赖于系统与环境进行物质、能量和信息的交换除整体性外,系统还具有层次性、动态性、
功能性、开放性的特点
5自然系统的层次结构
A,中国套箱式的等级结构特点:低层系统对高层系统具有构成性关系同一层次的系统之间存在着相干性关系
B,自然界的层次结构分非生命世界和生命世界非生命世界微观、宏观和宇观层次生命世界分生物大分子、细胞、组织、器官、
系统、生物个体、种群、群落、生态系统
层次与复杂性拉兹洛指出,“上层系统并不是一定比它的下层系统更复杂”
原因在于,“系统进化创造出来的等级不单单是结构等级,而且还是控制等级。”
D,层次与结合度反比 关系,这是物质机构稳定性的原因物质束缚程度,B/E0
三个夸克 核 原子 分子 地球 太阳系 银河系 星系团
10-1 10-3 10-5 10-9 10-10 10-8 10-6 100
E,层次与物质量的丰度、质的多样性
F,因果链层次的关系决定了方法论的基本趋向。正因为上下层次间有双向因果关系,才有还原论方法和整体论方法区别。
还原论认为,各种生命过程,甚至人的思维过程,
本质上都可以还原为物理和化学过程,都可以用物理化学的手段去研究,用物理化学定律做出解释 。
物质系统的不同层次是高一级系统要素的同时,
还是一个独立的系统,具有不同的质,整体性是系统的本质特征 。 当低层次系统作为要素加入高层次系统之后,由于要素之间的相互联系和作用,
它的属性和功能就会受到某些约束 。 新的物质层次出现之后,新质也随之出现 。 可见,还原论是错误的 。