3第三章自然界的物质及其存在方式

⑵各种能量形式之间的转化与守恒性（能量守恒）， 从能量的角度证明了自然界物质形态的统一性
能量转化：机械能→热能→电能→光能→… 能量守恒：总能量不变
⑶质量和能量相互转化的规律，证明了自然界物质 形态的统一性；
E=mc2
表明： 能量和质量能够转化 转化时，按照严格的比例关系来转化，比例关系是C2 以质量为度量的物质和以能量为度量的运动，具有统 一性
——具有最高的抽象性、普遍性
不管是自然界中被人们认识到的物质，还是自然界中尚未被人们 认识到的物质，都具有这两性
二、自然界物质形态的多样性
自然界存在着的是物质，而自然界物质显现出来的 是什么呢？是物质形态
自然界的物质形态首先表现出无限多样性
——这是物质根本性质的具体展开，是根本属性的具体化
20世纪初，随着原子物理学的创立，人们探讨原子的内在结构。如汤 姆生的原子均匀模型、卢瑟福的原子有核模型、玻尔的原子结构模型
此后，人们又深入到原子核的内部。如海森堡和伊凡宁柯提出原子核 的结构理论。
20世纪以后，基本粒子被越来越多地发现，创立了基本粒子物理学。 现在人们已经发现了四百多种基本粒子。
爱因斯坦：
“相信有一个离开知觉主体而独立存在的外在世界，是一切自然科 学的基础”。
月亮不管有无人观察它，基本粒子不管有无人研究它，它都存在着
第二，列宁的“物质”概念，肯定了自然界物质的根本特性之 二——可知性。
自然界中的物质，不管人们感觉是否能够直接感知它们，它们都 具有可知性，都是可以被人们所认识的。
相物理学领域：
固态冰→液态水 前后总质量、总能量不变
爱因斯坦的质能关系式：E=mc2
说明：静止质量和运动质量的变化与守恒。
“质量亏损”说明的是：
静止质量转化为能量（即运动质量）
第二节 自然界物质联系的系统方式
——自然界的系统观或系统自然观
内容：
一、系统及系统方式 二、自然界物质系统的类型（多样性) 三、整体与部分：系统的基本矛盾之一 四、涨落与稳定：系统的基本矛盾之二
一、系统及系统方式
1. 什么是系统？
系统的定义：
“系统是由两个或两以上的要素组成的，在一定的环境中，具有特定结构 和功能随机整体。”
含义：
⑴系统是由两个或两个以上的要素构成的
要素：构成系统的基本组成部分或基本单元，相对于系统来说，也称为子系统
⑵系统是具有特定结构的整体
结构：系统中各种关系和各种联系的总和
微观
原子——原子核与电子组成， 原子核——质子与中子组成
界
自然界
基本粒子——包括：重子类、轻子类
夸克，等——上夸克，下夸克，奇异夸克及它们的反夸克
动物界——目前地球上已知的动物大约有150万种 生命界 植物界——据今所知，生存的植物达30多万种
微生物界——主要是一些细菌、病毒等
种类繁多 结构复杂 形态多样
2 自然界的物质“不仅有相互邻近的历史，而且也有先后相继 的历史。” 《自然辩证法》
3 “自然界不仅存在着，而且生成着或消逝着。”《自然辩证 法》
恩格斯的三句话至少包含了两层涵义：
第一，自然界“是一幅由种种联系和相互作用无穷 无尽地交织起来的画面”。自然界中的物质，在空 间上有“相互邻近”的历史。
（爱因斯坦将它作为狭义相对论的一个结论）
实物粒子的速度随着参考系的不 同而变化
实物粒子有一定的体积
场的速度是一个定值，等于光速 3×108m/s。
（爱因斯坦将狭义相对论的一个基本原理）
场的速度不受参考系的影响
场弥漫于整个宇宙空间
实物粒子具有不可入性
场具有叠加性
三、自然界物质形态的统一性
1. 自然界的物质形态在化学元素上的统一性；
包含了三个方面：
⑴各种实物粒子之间的转化以及在质量、电荷等方面的守恒性 （物质守恒），从实物粒子角度证明了自然界物质形态的统一 性
化学领域：水→氢气+氧气 表明：物质形态转化，但总质量守恒
原子核物理学：P++e→n或n→e+P+ 表明：质子能转化为中子，中子也能转化为质子，但总质量、 电荷数是守恒的
现了。 20世纪以后，随着射电天文学、空间科学技术的发展，对恒星、银河系、
河外星系等的化学元素的分析发现：发现，它们的化学组成与地球上也 是一样的。
⑵生命界和非生命界在化学元素上具有统一性
即构成生命体的化学元素与构成非生命体的化学元素是相同的。
现代科学已以揭示出，组成生命的主要元素：C、H、O、N、P、S、Cl、 Na、K、Ca、Mg、Fe、最多，占98%。
一、自然界的物质及其根本特性
1 自然界存在着的是什么？
辩证唯物主义的答案——物质
2 自然界物质的根本特性是什么？
列宁在《唯物主义和经验批判主义》一书，在给“物质”下定义的时候， 给出了明确的答案。
“物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的， 它不依赖于我们的感觉而存在，为我们感觉所复写、摄影、反映。”
因此，就自然界整体而言，自然界中的物质是某种既成的东西， 是既不能创造，也不能消灭的东西，物质本身是不灭的。
这是从质上对自然界物质的特性的揭示 这是对自然界科学大量事实的概括和总结，表现在诸多的科学领域。
2. 表现：
化学领域：
H2O→H2↑+O2↑ 反应前后总质量、总能量不变
2. 根据其状态的不同，被划分为六态:
固态：石头、铁块多种晶体 液态：常温下的水、高温下的铁、钢等 气态：大气、水蒸汽 等离子态：当气态物质温度高达几千度时，气体原子中的电子脱离原子，
使原子成为带电的离子，这种气体就是等粒子体。 超密态：也称为超固态，各种高密星体、中子星。
中子星密度达：1014~1015 克/厘米3 矮星的密度为：105~108 克/厘米3
第一，列宁的“物质”概念肯定了物质的最根本特性——客观实在性
肯定了自然界物质的客观实在性，其意义在于： 一方面，肯定了物质对于意识根源性，物质的第一性、本原性 另一方面，肯定了意识对物质的依赖性，意识的第二性、派生性
对自然科学来说，意义重大 自然界物质是自然科学的基础，是不依赖自然科学是否对它研究而存在的 ——这是进行自然科学研究的最基本的范式或思想。
实物粒子和场是能够相互转化的。（这在微观领域中非常明确）
电子和正电子相遇，产生“湮灭”现象，实质是转化为光子（场、电 磁波）
同样，在核子场中，光子→正电子+电子
四、物质不灭原理
1. 原理的内容：
自然界中的物质，就具体的物质形态而言是有生有灭的，但某一 物质形态的消亡，必然伴随另一物质形态的产生；
⑶系统是处在一定环境中的整体
环境：是系统赖以存在的各种外部条件的总和
⑷系统是具有特定功能的整体。
功能：系统在外部环境中所表现出来的特性和能力，是系统整体属性的一种体 现。
场：是实物粒子周围存在的一种特殊物质，是自然界以连续的、不间断 的形式存在着的物质形态
电场、磁场、引力场、介子场等
场是法拉第提出的。将“场”定义为：它是“以太的紧张状态，如同被压缩 或拉伸的弹簧一样。”
这是一种不科学的定义，因为：以太不存在；比喻性、拟人化的解释 实际上，场与实物粒子相对应，是实物粒子周围连续存在物质形态。它也是
为了探讨这些基本粒子的结构，创立了各种“强子”模型：“费米— 杨振宁”模型、“板田复合”模型、“夸克”模型、“层子模型”等
这样，自然界的物质形态在夸克、层子等基本粒子层次上的统一 性，因为这些物质形态都是（夸克、房子）组成的
3. 物质守恒、能量守恒及物质与能量的内在联系， 揭示了自然界物质形态的统一性
太阳系、恒星、恒星团、星系（银河系、河外星系） 、星系团，超导系团、类星体、总星系等。 其中，恒星包括：红外星、主序星、红巨星、高密星 体（白矮星、墨矮星、中子星、墨洞）等。 星系包括：棒状星系、椭圆球体星系、旋涡星系、不 规则星系等。
分子——由原子组成，包括单原子分子、双原子分子、多原子分子等
自 然
⑴天与地在化学元素上具有统一性
即构成地球上物质的化学元素与构成天体的化学元素是相同的。
对地球上物质的化学元素的认识，归功于近代的化学 对天体化学元素的研究，首先归功于19世界诞生的光谱分析法。
光谱分析法：说明组成太阳、行星的元素与地球上是相同的。 当时发现“氦”，被命名为“太阳上的元素”，后来在地球上也发
1自然界存在着的“是什么”？ 2自然界是“怎样”存在着的？
分为四节的内容：
第一节 自然界的物质及其形态——回答第一个问题
第二节 自然界物质联系的系统方式
第三节 自然界的层次结构
回答第二个问题
第一节 自然界的物质及其形态
——自然界的物质观或物质自然观
内容：
一、自然界的物质及其根本特性 二、自然界物质形态的多样性 三、自然界物质形态的统一性 四、物质不灭原理
4. 实物粒子和场的内在联系，证明了自然界物质形态的 统一性
任何物质粒子周围都存在着场，有多少中实物粒子就有多少种场；
如：电荷周围有电场，地球周围有引力场，核子周围有核子场，人的 周围——什么场？
任何场都是实物粒子的场，每一种场都有与之对应的实物粒子；
电场，对应着的实物粒子：电荷 磁场，对应着的实物粒子：运动的电荷
如，眼睛的视觉波段是，在“可见光”范围内，“红橙黄绿 青蓝紫”，而其它波段，可以借助于其它仪器，照样能够研 究它。
如，人们制成的射电望远镜，就能观察在“可见光”范围之 外的其他波段，因此天文学在20世纪60年代有四大发现—— 脉冲星、类星体、微波背景辐射、星际有机小分子