第二章 辩证唯物主义自然观的的发展 ——系统自然观 研究生课程自然辩证法 .ppt

第二章 辩证唯物主义自然观的发展 ——系统自然观 ; 一、 系统自然观产生的现代自然科学基础（现代科技对辩证唯物主义自然观的丰富与发展）;（一）物理学新发现和物理学革命;2、物理学上空的“两朵乌云”;（1）狭义相对论;时空观的变革;（2）广义相对论; ;（3）量子力学;微观粒子的波粒二象性;例：根据德布罗衣波长公式 λ＝h∕mυ; 量子力学标志了对微观世界认识的深入，揭示了连续性与间断性、波动性与粒子性的辩证统一，凸现了量子现象的整体性，打破了机械决定论的观念。 ;（二）分子生物学;分子生物学的主要内容;（三）系统科学理论 ;（三）系统科学;1.1 系统工程与运筹学;系统工程与运筹学;系统工程与运筹学的产生;第一次世界大战期间 英国数学家，工程师兰切斯特(F.W.Lanchester)对空战进行过数学分析，给出了作战格局的简化数学模型 发明家爱迪生用博弈方法设计了商船回避潜艇攻击的最优航行方 美国教授莫尔斯(P.M.Morse)研究过护航队的损失模型 美国生理学教授希尔(A.V.Hill)研究过高射炮的实效问题,并领导了英国国防部的防空实验小组 ; 第二次世界大战期间 战争初期盟国在军事上处于劣势， 为了对付德国的军事优势不得不采取一套科学的对策方法， 系统工程与运筹学应运而生。 根据系统工程的基本思想，要从整体出发来考虑敌我双方现有的和后备的人员情况，使得雷达系统、防空系统、后勤系统、护航系统、军事指挥系统统一协调起来以达到最高效率，取得战争胜利。 战争初期英国研究了雷达系统与其它防空部门的协同作战问题，战斗机编队对付轰炸机编队的控制技术等。 1942年英国在反对德国的潜水艇作战中，由于研究了深水炸弹最优起爆深度，使得击沉率提高4－7平倍。;系统工程与运筹学诞生的标志;现代系统工程实例;1.2 一般系统论的诞生和发展;一般系统论的诞生和发展;一般系统论的概念;一般系统论的诞生;一般系统论的诞生;系统论的内容;系统论的主要思想观点;系统方法论;2 控制论的诞生和发展;2 控制论的诞生和发展;2 控制论的诞生和发展;2 控制论的诞生和发展;● 维纳的《控制论》是关于怎样把机械元件和电气元件组合成??定的并且具有特定性能的系统的科学，是一门以数学为纽带，把研究自动调节、通信工程、计算机和计算技术以及生物科学中的神经生理学和病理学等学科共同关心的共性问题联系起来而形成的边缘学科。 ● 这门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考虑能量、热量和效率等因素。可是，在其他各门自然科学中，这些因素是十分重要的。 ● 控制论所讨论的主要问题是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质，以及整个系统的总体运动状态。;2.2 从维纳《控制论》到钱学森《工程控制论》 ● 《工程控制论》的目的是研究“控制论”这门科学中能够直接用在工程上设计被控系统与控制器的那些部分。 ● 工程控制论是一门技术科学。技术科学的目的是把工程实际中所用的许多设计原则加以整理与总结，使之成为理论，因而也就把工程实际的各个不同领域的共同性显示出来，而且也有力地说明一些基本概念的重大作用。理论分析是技术科学的主要内容，而且常常用到比较高深的数学工具。 ● 把“工程控制论”建成一门技术科学的好处是：能赋予人们更宽阔、更缜密的眼光和更系统的方法去观察和处理老问题，为解决新问题开辟意想不到的新前景。;●关于工程控制论的讨论 ，应该合理地包括科学中对于工程实践可能有用的所有方面，尤其是不应该仅仅由于数学的困难而逃避任何一个问题，其实，深入地考虑一下就会发觉，任何一个问题在数学上的困难常常带有很大的人为因素。只要把问题的提法稍微加以改变，往往就可以使问题的数学困难减轻到进行研究工作的工程师所能处理的程度。 ●钱学森的《Engineering Cybernetics》的出版，从根本上消除了前苏联和东欧一些国家对维纳《控制论》的敌视和批判态度，并悄悄地修改了各种辞书中的词条，肯定控制论是一门“研究信息与控制的一般规律的新兴科学”。 ;总之，自1948年以来，控制论有了很大的发展。除了研究控制论基本理论和方法的理论控制论在不断发展以外，还发展出工程控制论、生物控制论和社会控制论等分支学科，形成了庞大的控制论学科体系。工程控制论是把控制论的基本原理具体运用于工程技术的产物。50年代，它以自动调节为基础处理单变量的控制问题，称“经典控制论”；60年代以后，发展为以电子计算机为主要技术手段，处理多变量的最优控制问题，形成了“现代控制理论”。生物控制论运用控制论的原理，研究生物体内各种生理调节系统的控制机理，以后又发展出神经控制论和医学控制论，有力地推动了仿生学和人工智能的蓬勃发展。60年代以来，控制论在经济领域的应用获得成功，这促使