科学与文化-3

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,欢迎走进,科学,与,课堂,岭南师,(,三,),一、人类文明与现代科学的关系,二,、科学历程与科学精神,三、现代科学框架内对传统文化的反思,四、物理亦文化,目 录,现,代物理学的认识,论,(1,),认识论的相对性原理,（狭义相对论的时空观）,(2),科学测量与信,息,2.,现代物理学的方法论,模,型方法的实,质,（例：原子模型及氢原子的波尔理论）,抽象思维中的一些重要方法 形象思维的创造性作用,3.,从相对真理到绝对真理,“,科学的全部都不过是对日常思维的一种精炼。,”,“,认识论要是不同科学接触，就会成为一个空架子。科学要是没有认识论,只要这一点是可以设想的,就是原始的混乱的东西。,”,爱因斯坦,1.,现代物理学的认识论,知识体系,（中学知识）,求索真理的历程,人的认识是来,源于实践,在实践中追求和,发展真理,实践及其特点,实践是认识的基础,实践的含义,实践的三个特点,实践是认识的,来源,实践是认识发展的,动力,是检验认识的真理性的唯一,标准,实践是认识的目的和,归宿,实践具有,客观物质性,实践具有,主观能动性,实践具有,社会历史性,真理的,客观性,真理是具体的,有条件的,追求真理是一个,过程,认识具有,反复性,认识具有,上升性,认识具有,无限性,是人们,改造自然和,社会的物质性活动,生产,实践,变革社会的实践,探索世界规律的科学实验,决定,反作用,决定,指导,指导,反作用,实践的基本形式、相互关系,认识论,1,生产劳动,不是孤立的,个人活动,社 会 性,活 动,生产关系,政 治,思 想,其它关系,决定,决定,决定,决定,认识,真理,系统化、理论化,科学理论,理性认识,认识、理性认识、理论、真理、科学理论的关系,系统化、理论化,理论,属于,物理学极大地,丰富了,人类对物质世界的认识，也,改变,和,扩展着,人类的思维方式。物理学的每一个重大的进展，,都是,人类思维观念进步的伟大阶梯。,认识论,2,物,理,学,与,思,维,观,念,盖天说,地心说,日心说,无中心说,现代天文学家已经观测到距我们,130,亿光年的天体,物理学与思维观念,哈雷彗星,机械决定论,牛顿力学,蝴蝶效应,差之毫厘,谬以千里,物理学与思维观念,（,1,）自然规律应该具有简单的形式,；,( ? ? ),（,2),自,然规律应该符合因果关,系,;,(,广义,多因多果,?),（,3),自,然规律应该是普遍一致的；,（,4),自,然规律是可以通过研究逐步认识的。,自然哲学观：,(1),认识论的相对性原理,狭义相对论的基本观点,爱因斯坦勇敢地建立了,“,狭义相对论,”,。他从批判,“,绝对时间,”,入手，强调,“,同时性的相对性,”,，并用一条,“,光速不变原理,”,导出了洛仑兹变换公式，于是,描述物理现象规律的微分方程式在洛仑兹变换下保持形式不变,，这就是,“,相对性原理,”,的严格表述。,Ref.,物理科学发展的规律,属于什么对称性,?,一、伽利略变换式 经典力学的相对性原理,对于任何惯性参照系，,牛顿力学的规律都具有相同的形式,。这就是经典力学的相对性原理。,问：,相对于不同的参考系，经典力学定律的形式是完全一样的吗,？,牛顿力学的回答,:,牛顿力学认为：,1,）空间的量度是绝对的，与参考系无关；,2,）时间的量度也是绝对的，与参考系无关,.,伽利略变换式,当 时,与,重合,位置坐标变换公式：,*,在两相互作匀速直线运动的惯性系中，牛顿运动定律具有相同的形式。,问：,相对于不同的参考系，长度和时间的测量结果是一样的吗,?,绝对时空概念：时间和空间的量度和参考系无关，长度和时间的测量是绝对的。,二、经典力学的绝对时空观,注 意,牛顿力学的相对性原理，,在宏观、低速的范围内,，是与实验结果相一致的,.,绝对,时间：所有惯性系有统一的时间,.,绝对,空间：空间与运动无关，空间是绝对静止的,.,“,绝对的真实的数学时间,就其本质而言,是永远均匀地流逝着,与任何外界无关,.,”,“,绝对空间就其本质而言是与任何外界事物无关的，它从不运动,并且永远不变,.,”,牛顿的绝对时空观,牛顿力学的相对性原理,但 实践已证明：绝对时空观是不正确的！,问：,对于不同的惯性系，电磁现象基本规律的形式是一样的吗 ？,真空中的光速,对于两个不同的惯性参考系，光速满足伽利略变换吗 ？,三、光速依赖于惯性参考系的选取吗,球投出,前,结果,:,观察者先看到投出后的球，后看到投出前的球,.,试计算球被投出前后的瞬间，球所发出的光波达到观察者所需要的时间,. (,根据伽利略变换,),球投出,后,？,违反因果律！,900,多年前（公元,1054,年,5,月）一次著名的,超新星爆发,，这次爆发的残骸形成了著名的金牛星座的蟹状星云，北宋天文学家记载从公元,1054,年,1056,年,均能用肉眼观察,特别是开始的,23,天,白天也能看见,.,物质飞散速度,l,=,5000,光年,A,B,当一颗恒星在发生超新星爆发时,它的外围物质向四面八方飞散,即有些抛射物向着地球运动，现研究超新星爆发过程中光线传播引起的疑问,.,但实际持续观察时间：,约为,22,个月,这怎么解释,?,按上面公式计算观察到超新星爆发的时间持续约,l,=,5000,光年,物质飞散速度,A,B,A,点光线到达地球所需时间,B,点光线到达地球所需时间,爱因斯坦对此问题思考了整整,10,年, 1626,岁,最终顿悟只有,光速不变,!,说明同时具有相对性，时间的量度是相对的,和,光速不变,紧密联系在一起的是：在某一惯性系中,同时,发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另一惯性系中,观察,，并,不一定是同时,发生的,.,演示,时间的延缓,在某一惯性系中,不同地不同时,发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另一惯性系中,观察,，,可能是同地不同时,发生的，且,时钟变慢,.,演示,狭义相对论的时空观,1,）,同时具有相对性：在一个,惯性系,中同时发生的事件，在另一个参考系中不一定同时发生；,2,）,时间测量具有相对性：在相对于观测者静止的钟测量的时间为原时，,原时最短,；,3,）,长度测量的相对性：相对于物体静止的观测者测量的长度叫做静长，,静长最长,。,3,）,时，,.,1,）,时间延缓是一种相对效应,.,2,）,时间的流逝不是绝对的，运动将改变时间的进程,.,（例如新陈代谢、放射性的衰变、寿命等,.,）,注意,人类乘接近光速的光子火箭作星际旅行,无论目标有多远，乘客在旅途上花费的固有时间原则上可以任意短。,地球,南门二（,4,光年）,牛郎星（,16,光年）,织女星（,26.3,光年）,小麦哲伦星云（,15,万光年）,在日常生活中,时间延缓,和,长度收缩,是完全可以忽略的,但运动速度接近光速时,这两种效应就变得非常重要,在高能物理的领域里得到大量的实验证实,.,有人要到银河系中心去旅行，银河系直径,10,万光年。飞船以,2g,加速过去，快到银河系中心再减速，然后以同样的方式回来。飞船上的人觉得过了,40,年，地球上的人觉得过了,6,万年。,狭义相对论的基本原理,1,）,广义相对性原理：物理定律在,所有,的,惯性系,中都具有相同的表达形式,.,2,）,光速不变原理：真空中的光速是常量，与光源或观察者的运动无关，即不依赖于,惯性系,的选择,.,关键概念：,相对性,和,不变性,.,相对性原理是自然界的普遍规律,.,所有的惯性参考系都是等价的,.,但,伽利略变换与,狭义相对论的基本原理不符,!,结 论,“,自然科学并不是简单地描述自然、解释自然；它也,是自然与我们相互作用的一部分,。,”,“,我们所,观察到的并不是自然本身,，而,是我们提问方法所揭示的自然,”,。,海森堡,狭义相对论的伟大胜利证明爱因斯坦思想方法的高明。他的高明首先在于把,“,观察者,”,s,和,s,作为认识主体放进理论中去。正如他所说的：,“,物理学的概念是人类智力的自由创造，,它不是,（虽然表面上看来很象是的）,单独地由外在世界所决定的,。,”,Ref.,东方科学文化的复兴,科学,力求理解知觉材料之间的关系,也就是,用概念来建立一种逻辑结构,使这些关系作为逻辑结果而纳入这样的逻辑结构。对构造全部结构的,概念和规则的选择是自由的,。只有,结果才是选择的依据,。,科学理论中的基本假设,是一种特殊的、高层次的假设。这种假设是作为科学理论的逻辑前提和公理基础的面目出现的,而且,为数甚少,。它们是在经验事实的启示或引导下,通过自由的约定、或精神的自由创造、或理智的自由发明、或丰富的想象力、或知觉的洞见和领悟而得到的,。它们,无法直接接受观察和实验的检验,因而不能被经验事实证实或证伪。也就是说,它们既不为真,也不为假,而,是中性的,。,当,经验事实与从它们推导出来的命题或定律发生矛盾时,这只是说明整个基本假设的集合有毛病,至于究竟是哪个假设有问题,经验事实并没有告诉我们,。此时,科学家既可以抛弃整个假设集另起炉灶,;,也可以祛除某个假设,以挽救整个理论,;,还可以对假设做出某些局部的修正或调整,从而避免矛盾,;,亦可以保持基本假设原封不动,通过添加辅助假设或特设假设,把经验事实的反驳,“,对付,”,过去,;,甚至可以,:,“,我自岿然不动,”,指斥经验事实靠不住。至于做,何种选择,那就得靠科学家的卓识或健全的判断力了,。,李醒民“科学公理,:,基本概念和基本假设”,认识论的“相对性原理”,思考：,推广爱因斯坦的思想方法，认识论的,“,相 对性原理,”,可表述为：,你既然要谈认识，便首先必须把自己作为,“,认识主体,”,放进去，其次要考察客体所处的环境。,任何一种事物，都只有在相对于其他事物的运动和变化中才能被认识,，当脱离它的对立物（既其环境，包括认识主体及测量仪器在内）而孤立地（即抽象地）存在着的时候，势必成为神秘而不可理解的东西。,(2),科学测量与信息,i.,“,信息,”,的来源,问题的关键是对,“,信息,”,来源的认识。,许多科学家或明说或默认,“,信息的客观性,”,。相反，我们认为（也是物理学和自然哲学的发展告诉我们的）：,信息不是客观存在的，而是主体对客体作测量时才共同制造出来的,。,过去由于科学测量手段太弱，以为只是把,“,客观存在,”,的信息（如,X,和,P,x,）如实地反映出来，现在我们才懂得：,“,测量,”,过程不只是一种简单的,“,反映,”,过程，而是一种,“,变革,”,过程，,“,信息,”,乃是,“,变革,”,的结果,。矛盾只有当充分尖锐化时才有可能被认识，这种认识在,20,世纪粒子物理学的发展中更是明显地被揭示出来。,波尔有一句精彩的话,“,物理学的任务并不是去发现大自然是什么样的。物理学关心的是,我们对大自然可以说些什么,”,。,日久见真情，患难见人心,“,客体本不含信息,”,是我国哲学,“,古已有之,”,的观点，西方的,康德哲学,也已殊途同归了,(,见,1-3,三,),.,“,信息来自变革,”,的观点,也历史悠久，,孔子,说过：,“,致知在格物，物格而后知至,”,。,1937,年,毛泽东,在,实践论,一文中说：,“,你要有知识，你就得要参加变革现实的实践，你,要知道梨子的滋味，你就得变革梨子，亲口吃一吃,，你要知道原子的组织和性质，你就得实行物理学和化学的实验，变革原子的情况。,”,ii.,我国哲学,中对信息的,论述,2.,现代物理学的方法论,认识论和方法论密不可分。从知识结构层次上看，也许,认识论更基础一些,。但也必须看清，现代物理学许多,认识往往是依赖于思维方法和研究方法的不断深入才获得的,。,科学方法具有诸多特点 ，主要是,历史性,和,连续性,，,独立性,和,相关性,，,客观性,和,先验性,，,合一性,和,分立性,，,一元性,和,多元性,，,整体性,和,层次性,，,批判性,和,保守性,，,精确性,和,灵活性,，,广博性,和,局限性,。本节只讨论方法论的若干方面。,Ref.,李醒民科学方法的特点,近代科学的发展靠两样东西，一个是分析演绎逻辑方法，包括从特殊到一般的,归纳法,和从一般到特殊的,演绎法,；另一个是在严格条件控制下的精密测量，即所谓的,科学实验,。,爱因斯,坦认,为：,从哲学认识论角度分析，,现代科学的这两个基本手段,是为,如何将,感性认识上升到理性认识服务的。,伽,利略科学方法论,1.,精确实验，总结实验规律；,2.,提出假说，定量解释实验规律；,3.,根据假说，利用数学和逻辑推理，获得推论；,4.,对推论进行客观、可重复、精确定量的实验检验；,5.,修改理论及假说；,6.,实验检验假说和理论；,. . .,英国著名的百科全书学者卡尔,皮尔逊在它的科学的规范中曾写着：,“科学的统一仅仅在它的方法，而不在于它的材料，,科学方法是通向绝对知识或真理的唯一入口,。”,实践,认识,指导实践,再认识,科学方法,=,归纳法,+,演绎法,+,科学实验,物理学是实验科学,实践是认识的基础，实践决定认识,（必须立足实践，重视调查研究，,一切从实际出发,）,物理学理论指导实验,认识对实践起反作用，正确,(,错误,),认识对实践起积极,(,消极,),的推动,(,阻碍,),作用，,（理性思维，科学态度，理论联系实际）,物理学使用理想模型,真理是具体的有条件的，真理与谬误相伴而行,（探索真理的过程中，要正确对待错误，解放思想，怀疑意识，理性批判，谦恭心态）,物理学由实验验证理论,实践决定认识，认识具有反复性和无限性,（与时俱进，开拓创新，在实践中追求和发展真理）,物理学中的认识论和方法论,模型方法的实质,抓主要矛盾：,从波尔模型的成功，可以看出：一种,“,模型,”,往往是指理论上比较直观的图像。能否成功取决于是否抓住了问题中的,“,主要矛盾,”,，如果正确地抓住了，就能够使由此模型理论所得到的结果与实验相符，或者可以合理解释历史上难以理解之谜。,玻尔模型的三个假设,抓住了原子结构的,“,主要矛盾,”,，所以取得了成功。,i.,量,子论,1900,年，普朗克引入能量子的概念，解释了黑体辐射的规律，为量子理论奠定了基础；,1905,年，爱因斯坦提出光量子学说，说明了光电效应的实验规律，为量子理论的发展开创了新的局面；,19201926,年，康普顿效应的发现、以及理论分析和实验结果的一致，有力地证明了光子学说的正确性。,原子模型及氢原子的波尔理论,ii.,光,谱学,19,世纪,80,年代，光谱学的发展，使人们意识到光谱规律实质是显示了原子内在的机理。,iii.,电,子的发现,1897,年，,J.J.,汤姆孙发现了电子,促使人们探索原子的结构，为运用量子理论研究原子结构提供了理论和实验基础,.,历史背景,原子模,型,1903,年,J.J.,汤姆孙,提出：原子中的正电荷和原子的质量均匀地分布在半径为,10,-10,m,的球体范围内,，而原子中的电子浸于此球中。,i.,原,子的葡萄干蛋糕模型,缺点：,不能解释正负电荷不中和；,不解释氢原子光谱存在的谱线系；,不解释,a,粒子大角度散射。,ii.,a,粒,子散射实验,R,S,O,F,P,T,大部分,a,粒子穿过金箔后只偏转很小的角度；但是在实验中竟然发现有少量,a,粒子的偏转角度大于,90,0,，甚至约有几万分之一的粒子被向后散射了。,a,粒子大角度散射否定了汤姆孙的蛋糕模型。,iii.,卢,瑟福的原子有核模型或行星模型,1911,年，,卢瑟福,提出原子,有核模型,或称,行星模型,：原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，电子围绕这个核旋转，核的大小与整个原子相比是很小的。,原子的有核模型可以解释,a,粒子的大角度散射问题。,iv.,卢,瑟福的原子有核模型的困难,经典电磁理论：,作加速运动的电子会不断地向外辐射电磁波，其频率等于电子绕核旋转的频率。由于原子不断地向外辐射电磁波，其能量会逐渐减少，电子绕核旋转的频率也要逐渐地改变，因而原子发射的光谱应该是,连续光谱,。,由于原子总能量的减少，电子将逐渐接近原子核而导致电子会,落到原子核,上。,实验事实：,原子是,稳定,的,原子所发射的,线,光谱具有一定的规律！,v.,氢,原子的玻尔理论,定态假说：,电子在原子中，可以在一些特定的圆轨道上运动，而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态）并具有一定的能量。,其中,n,=1,2,.,称为主量子数,量子化条件：,电子以速度,v,在半径为,r,的圆周上绕核运动时，只的电子角动量,L,等于,h,/(2,p,),的整数倍的那些轨道才是稳定的,玻尔的三个基本假设,跃迁假设：,当原子从高能量的定态跃迁到低能量的定态，即电子从高能量,E,i,的轨道跃迁到低能量,E,f,的轨道上时，要发射能量为,h,n,的光子：,卢瑟福的原子核模型,氢原子光谱的巴尔末公式,普朗克能量子概念,解决“,连续光谱”问题,解决“,电子湮灭”问题,解决“,定态轨道”问题,ii.,建立模型要,仔细分析条件,由于客观事物的复杂性，同时存在的矛盾不止一种，且不同条件下所突出的主要矛盾也不一样，原来略去的,次要矛盾有可能上升为主要矛盾,。,一般理,论模型是建立,在下列三,种陈述上：, 特定的起始条件， 特定的最终结果以及 普遍有效的推理陈述。,相同的起始条件和最终结果可能有,不同,的推理陈述。,物理学的探,索通常以,一些简单的基本假设,，而不,以较,多约定的数,学运算及推理,来建立理论模型,。,一条氢光谱线，实际包含了波长很接近的许多条，称为,光谱线的精细结构,。对它的解释,必须考虑电子的自旋运动和绕核的轨道运动,之间的相互作用。这在波尔原子模型中是“,次要矛盾,”，被“暂不考虑”。,费曼参加,1986,年美国挑战者号载人宇宙飞船起飞后爆炸一事的原因分析。他以敏锐的物理分析和通过示范实验，判断出 “,低温下橡皮垫圈硬化破裂导致燃料泄漏”,这一似乎是“次要矛盾”的主要原因。,iii.,模型方法的使用是反映了研究者的一种,直觉,的形象思维能力，这也是一种,超逻辑思维,。,在自然科学研究中，,不仅需要形式逻辑和数学推理的能力,（人,左脑,功能），,也需要,（甚至是更需要）一种,超逻辑思维能力,（,右脑,功能）,。,归纳和演绎的结合,:,即从特殊,(,的现象,),到一般,(,的规律,),再从一般回到特殊。在牛顿以前,一般认为归纳法和演绎法是两种互相排斥的方法,牛顿在科学方法上的重大贡献就是将两种方法结合起来,两种方法相辅相成。,例如,:,牛顿万有引力定律的建立过程,充分体现了两种方法的结合是科学研究的一种普遍形式,:,观察,(,或实验,),提出科学假说建立公式解释已知实验,预言新结果实验检验。,抽象思维中的一些重要方法,:,文科生应向理科生学习！,类比法,:,日本汤川秀树说,:“,类比是一种创造性思维的形式,假定存在一个人所不能理解的某物,他偶尔注意到这一某物与他所熟悉的某一他物的相似性。他通过将两者比较就可以理解他在此刻之前尚不能理解的某物。 如果他的理解是恰当的而且还没有人达到这样的理解,那么他就可以说他的思维确实是创造性的。”,创造力和直觉,(1987,年,),例如,:,类比万有引力得库仑定律中的,1/,r,2,；,类比光的波粒二重性提出物质粒子的波 粒二重性。,注意,:,类比有时,要出错,例如,惠更斯类比声波提 出光也是纵波。,科学想象,是在联想的基础上形成的,有时表现为,形象的对比,有时表现为,大胆的猜测,。但是任何科学想象都是,植根于一定时代科学知识的土壤里,依赖于一定的背景知识的。,“,想像力比知识更重要,，因为知识是有限的，而想像力是概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。,”,爱因斯坦文集,例如：,电磁学中,电力线,磁力线是一些形象的概念；,分子物理学中,分子被看作光滑、弹性小球；,原子模型中，有“葡萄干”、“行星”模型,形象思维的创造性作用,:,直觉,是人对经验背后本质的直接猜测和把握。,人们往往对逻辑思维研究多于对直觉思维研究。,例如,:,居里夫人靠“大胆的直觉”认为放射性不局限铀,比铀强的元素是有可能的。,爱因斯坦评价玻尔, “,很少有谁对隐秘的事物具有这样一种直觉的理解力，同时又兼有这样强有力的批判能力。他不但具有关于细节的全部知识，而且还始终坚定地注视着基本原理。”,爱因斯坦的追光实验,爱因斯坦凭直觉作出判断,:,这不可能,!,灵感,是一种顿悟式的、突发性的直觉。,它们是以创造者善于思考,不断探索和实践经验的积累为前提,决不是凭空想象和心血来潮的结果。,例如,:,贝克勒尔突然想看一下未受太阳照射过的铀盐情况。,(,发现放射性,),卢瑟福突发奇想要测,粒子大角度散射。,(,发现原子核,),阿基米德在洗澡时,突然大叫发现了测皇冠体积的方法。,(,发现浮力定律,),Ref.,科学发现中的偶然性,理科生应向文科生学习！,3.,从相对真理到绝对真理,爱因斯坦,：,“,相信世界在本质上是有秩序地和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。,”,这表达了科学家对于真理可认识性的坚定信念。同时科学家也清醒懂得：,一切具体的真理是相对的而非绝对的,，我们,只能通过对相对真理的认识不断地逼近绝对真理,。,真理判断的标准,首先是,实验,，然后看理论是否越来越,简单,(,简单性原理,),，是否越来越,统一,(,统一性原理,),。,认识论,3,“,一种理论的前提的,简单性越大,它所涉及的事物的种类越多,它的应用范围越广,它给人们的印象也就越深。因此,古典热力学对我造成了深刻的印象。我确信,这是在它的基本概念可应用的范围内决不会被推翻的惟一具有普遍内容的物理学理论。,”,“,我们关于物理实在的观念决不会是最终的。为了以逻辑上最完善的方式来正确地处理所知觉到的事实,我们必须经常准备改变物理学的公理基础,。,”,爱因斯坦,Ref.,科学公理,:,基本概念和基本假设,因果性原理在量子物理基本规律的讨论中受到了挑战，量子物理的基本规律是统计规律。哥本哈根学派甚至认为：,大自然的一切规律都是统计性的，经典因果律只是统计规律极限,。而爱因斯坦等人则表示不同意量子理论对自然界的描述本质上是统计性的，并认为量子力学理论不完备,(,见,6-5),。,作为人对世界的某种认识的科学理论,并非“自然之镜”,它,交织着“信念之网”,浸透了主体的主观成分,（例如牛顿理论） 。,“,科学理论,只是科学家借助经验和理性,把握现象或外观,并用“心灵之眼”穿透它们,最后以适当的方式勾画的简单的和易于领悟的世界图像,;,这样的世界图像并不是原原本本的实在世界本身,而只是人所感知到的实在世界所呈现出来的某种不完备的映射或同构,;,该图像只能是近似的和暂定的,仅,具有相对真理,的颗粒,它随时准备让位于更好的图像。,科学,只不过是人们观察和认识世界的一个视角、一种方式、一条进路,哲学家、文学家、 诗人、画家、音乐家、宗教家也分别用抽象概念、日常语言、意像、色彩、音符、神谕和信仰勾画他们认识的世界,并以此作为他们的安身立命之所。”,值得思考,Ref.,现代科学革命的认识论和方法论启示,例：,绿夸克,蓝夸克,红夸克,大爆炸,阴、阳希格斯粒子,;,或,阴电、阳电胶子,一生二,二生三,中子、质子、,原子,、分子、物体,电子,夸克,(,红、绿、蓝,),中微子,三生万物,物理是科学还是文化？,中性,夸克由,4,条希格斯粒子构成，分绿、红、蓝三色,中子由夸克，阴、阳电胶子构成；质子由,八卦,理论,希格斯粒子,（超炫）,空、静、和（平衡、对称）稳,定；,动,、生（对称性破坏）事物发展、变化。,“,道,”,的内涵,“有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立而不改，周行而不殆，可以为天地母。吾不知其名，强字之曰：道，强为之名曰：大。,”,“道之为物，惟恍惟惚。惚兮恍兮，其中有象；恍兮惚兮，其中有物；窈兮冥兮，其中有精，其精甚真，其中有信”。,“天下万物生于有，有生于无”。,我的理解：,道法自然,混沌混元气始一，左旋右转分两仪。,阴阳相生宇宙见，负阴抱阳万物异。,注释：,混元一气：希格斯粒子；,两仪、阴阳：正负（夸克、电子）；,宇宙：时空；,负阴抱阳：电子绕原子核转，构成不同原子。,物理是科学还是文化？,57,热力学第二定律,自然界中,真实存在的,一切过程,都是按一定方向进行的，都是,不可逆,的。,热只能自动地从高温物体传递给低温物体，而不能向相反的方向进行,。,落叶永离，覆水难收。,生米煮成熟饭，破镜难重圆。,人老不能还童，死灰不复燃。,熵增加原理,：孤立系统中进行的一切自发过程，都是不可逆过程，,在这个过程中熵要增加,.,物理是科学还是文化？,不具有时间反演对称性,热力学第二定律与科学发展观,可利用的能量,不可用的能量,总能量守恒,最终达到,“,永恒的死寂状态,”,封闭系统的发展规律,地球能源有限,国家资源有限,家庭、感情需要稳定,必须尽量利用系统外的太阳能及其产生的短周期再生能源，如光伏、水利、风力、海浪发电等。,必须尽量扩大进、出口贸易，发展海洋经济。,必须尽量增加收入，参与献爱心、慈善事业、爱护动物活动,。,国家需要发展,必须不断改革。,（扩大内需是短期行为）,(,文革时是继续革命）,物理是科学还是文化？,人法地，地法天，天法道，道法自然,老子,规律：对称性,对称性自发破缺,建立,新的对称性,对称性,守恒定律,对称性破坏,低层次的对称,低层次的守恒定律,物理学,哲学,家庭,社会,对称性,对立统一性,对称性破坏,矛盾,解决矛盾在新的起点上统一,对称性,和谐、,平衡,对称性破坏,发展、,打破平衡,建立新的平衡,对称性破坏,不和、吵架,新的和睦,对称性,和睦,物理是科学还是文化？,离婚也是一种,“,和睦,”,反者道之动，弱者道之用。,老子,科学家、文学家和艺术家作为揭示,宇宙和情感,奥秘的探索者和创造者，后者的最高境界是,以人性之浪漫情怀拥抱宇宙之道,，前者的最高境界是以,按宇宙之道表达人性的浪漫情怀,，,他们追寻的终极目标都指向了真、善、美的最高境域。,事实上如,一个硬币的两面,，科学和艺术源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义。,李政道,物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。,孔子,掌握世界的四种方式,科学、艺术、宗教、经济。,人类精神文化背景制约着人类的认识活动（,自在之物,），,观察到的感性材料与精神文化背景在人那里相互作用并转化为,为我之物,。,马克思、恩格斯观点,宗教,、,科学通过矛盾斗争,促进人类的认识活动,的发展,(,自在之物,为我之物,),，以便于人类,改造世界,；,经济,、,艺术通过矛盾斗争,促进人类本身,的发展,(,应用,“,为我之物,”,),，以便于人类更好地,认识世界,。,认知宇宙的哲学观点：,自在之物,为我之物,用经济、艺术的手段改造、利用、加深认识,未认知的事物,(,自在之物,),世界,已认知的事物,(,为我之物,),用科学、宗教的方式探究、认识,宗教,应广义理解（包括价值观、处世观受当时人类精神文化背景制约）。,人,(,有思维的生命,),产生科学、经济的认知形式,形象思维,抽象思维,产生宗教、艺术的认知形式,什么样的宗教、艺术、科学、经济是最好的形式？！,感悟,1,未来一定可知,(,用科学方法详细,研究,),非线性大系统,(,分形、混沌、社会,),客观,世界,线性子系统,(,数、理、化、工,),未来未必可知,(,用科学、宗教方式,探究,),遵从自发破缺机制：可发生,质变,(,进化,变异,消亡,),易形成理性、求真、客观、严谨的习惯思维方式,(,理科生,),易形成感性、唯美、整体、通融的习惯思维方式,(,文科生,),遵从狭义对称性原理,:,仅发生,量变,(,多少,大小,快慢,),必须融合,文理兼通,感悟,2,应该以,信誉、敬业为重,非线性大系统 ：,国家、社会,人类,世界,大系统内的线性子系统：,企业、个人,应该以,利益、防突为重,属于混沌系统，简单因果关系不成立。做好事、树形象，关键吗？,遵从因果关系：善恶报应，好人好报。,感悟,3,科学、经济、艺术认知世界的方式,:,无国界,普遍认同！,模仿自然界自我保护！,按科学办事！,个人观点,宗教认知世界的方式,:,有派别,故,需要建立,普世价值观！,人为实现？自然过渡？,慈爱,.,自由,.,诚信,.,自然界相似子系统构成的大系统的,进化规律是,:,自然界遵循的最高法则：广义对称性原理,感悟,4,相似,子系统的,涨落,导致个别子系统间的不平衡,(,一果可以多因,),。,事物的本性：求同（,求对称，求平衡,）,什么样的方式才能使系统,和平的,“,求同,”,？,平衡,不平衡,新的平衡或变异或消亡,热力学第二定律,遵从自发破缺机制,子系统的,“,求同,”,本性,导致其间的平衡或更不平衡,(,一因多果,),。,自然界平衡的方式,温度变化（四季、南北方、厄尔尼诺）,什么样的方式才能使系统,和平的,“,求同,”,道法自然,平衡,不平衡,新的平衡,热力学第二定律,遵从自发破缺机制,温度上升,子系统活跃、敏感,温度下降,人类平衡的方式,经济变化？（国家、制度，极端组织？）,平衡,不平衡,新的平衡,热力学第二定律,遵从自发破缺机制,经济、舆论、,思变、革命,？,周期变化？,和平？暴力？,科学,文化,联系,感悟,5,小系统：,局部、个别；,特征：,精确、严谨,非线性科学的学习、了解很重要,有利于两种文化的融合,科学,文化,科学文化,求真假,西方文化,线性科学,认真、严谨、唯一、理性,非线性科学,东方文化,人文文化,辩善恶,大系统：,整体、多元；,特征：,不确定、近似、分岔、自相似性,通融、大局、多元、感性,？,探究：,标度？,混沌？,宇宙分形体,Thank You !,“三”衍万物分，,“六”连九州同。,“中庸”惑之要，,“贵柔”事善终。,动静法天道，周而始不重。,科学亦文化，融沁世顺通。,