混沌与复杂性讲义-科学网—博客.doc

混沌与复杂性讲义 吴国林 博士/教授/博士生导师 思想政治学院 科学技术哲学研究中心 科学网: 吴国林博客，密码:666666个人简介： 广东省社会科学基金《量子信息的哲学研究》（2004） 教育部人文社会科学基金《量子控制论的哲学研究》（2006） 国家社会科学基金《当代量子技术的哲学研究》（2010） 作为首席专家，主持2011年教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目：当代技术哲学的发展趋势研究。 《物理学哲学导论》，人民出版社，2007。 《量子信息哲学》，中国社会科学出版社，2011年。 Questions： 我们的世界是简单还是复杂？世界是由简单演化而来还是由复杂演化而来？ 我们需要用什么样的模式认识世界？人的主体性在认识世界中起多大的作用？ 何为实在（Reality）? 实在是由不实在变来的吗？ 什么叫哲学？ 什么叫科学？科学的基本涵义是什么？ 什么是科学精神？什么是人文精神？ 哲学与科学的关系，原创性的科学都必须有哲学理念与哲学思维的渗透。比如，公理的提出等。 民主、自由与科学有内在的联系吗？ 现代自然科学的探索：一是牛顿力学的不足；二是走向复杂性。 一、机械唯物主义的自然观的特征 机械自然观 （l）机械论 mechanism。 机械决定论。F=ma 拉普拉斯 两体 三体以上有混沌（chaos）运动 不可积问题 多体问题 拉美特利（1709～1751）《人是机器》，机械运动，把万物都看成机器，甚至包括动物和人。 以笛卡儿（René Descartes,1596～1650） “我思故我在” I think, therefore I am. 牛顿则是更深层次的机械论的代表，他坚信一切现象都可以用力学来解释，他在《自然哲学之数学原理》第一版序言中指出：“我希望其他的自然现象也同样能由力学原理推导出来。” （2）决定论determinism。认为物体运动变化的原因和结果是—一对应的，只要知道物体运动的初始状态和边界条件，利用牛顿力学定律及其方程就可单值地确定物体任何时刻的运动状态。 拉普拉斯（1749-1827）可以说是这一思想的代表。 （3）还原论reductionism。把整体归结为所有部分的线性叠加，把复杂事物还原为简单事物，把高级运动形式归结为简单机械运动形???。 把高层次的东西还原为低层次的东西。 还原：高层次的事物用低层次的性质来说明。 涌现论（emergencism） （4）原子论Atomism。波意耳Boyle：元素, Dalton （5）时间是无限的，空间是无限的。时间空间与物质没有关系。 Unlimited, space, time, matter （6）力是超距作用 量子信息/纠缠 （7）归纳法induction 二、自然界物质的系统性 自然界以什么方式存在？辩证唯物主义的自然观认为，自然界或自然界中的一切物质客体都是以系统的方式存在的。 系统的定义有多种不同的表述。不同的学科，由于研究范围和重点的不同，常常给出不同的系统的定义。一般系统论的创始人贝塔朗菲说：“系统可以定义为相互关联的元素的集。” 贝塔朗菲：《一般系统论》(中译本)，社会科学文献出版社，1987年版，第46页。 以后他又将系统的定义稍为扩充：“系统的定义可以确定为处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分(要素)的总体(集)。” 贝塔朗菲：《普通系统论的历史和现状》(中译文)，载于《系统论控制论信息论经典文献选编》，求实出版社，1989年版，第143页。 著名系统科学家钱学森则认为：“所谓系统，是由相互制约的各个部分组成的具有一定功能的整体。” 钱学森：《工程控制论》序，科学出版社，1980年，xiii。 从这些定义中，系统较全面的定义应具有如下涵义。 (1)一切系统均由多个元素(至少是两个元素)组成，具有多元性的特点。 (2)同一系统的不同元素之间相互关联，相互作用，而且联系具有某种确定性，形成一定的结构，人们能够据以辨认该系统，并与其他系统相区别。就是说，系统具有相关性特点。 (3)系统的多元性和相关性，产生了系统的整体性，具有整体的结构、整体的形态和整体的边界，并以整体的方式与环境相互作用，表现出整体的特性或功能。 从系统的定义中可知，要完整地规定或描述系统，必须包括如下四个基本因素： (1)系统的组成。 (2)系统的结构。 (3)系统的环境。 (4)系统的行为和功能。 (5)系统的边界。把系统与环境分开来的东西，称为系统的边界（boundary）。 还有一个问题：系统与状态的关系。 三、自然界自组织演化的机制和条件 The Conditions of Evolution of System from Disorder to Order: Self