自然演化的自组织机制.doc

5、自然演化的自组织机制。自组织理论及其意义 答：自组织是自然界物质系统自行有序化、组织化和系统化的过程。一个远离平衡态的开放系统通过其与环境进行物质能量和信息的交换，能够形成有序的结构，或从低序向高序的方向演化。开放性、远离平衡态、非线性相互作用和涨落，是自然界物质系统演化的自组织机制。 通过对自组织理论的认识，我们可以分析现在的各个国家甚至社会的发展。我们在对自组织理论有更深入了解的同时，还可以将得到的实际经验应用到社会中去，从而促进社会的发展。自然演化的自组织机制。自组织理论及其意义答：自组织是自然界物质系统自行有序化、组织化和系统化的过程。一个远离平衡态的开放系统通过其与环境进行物质能量和信息的交换，能够形成有序的结构，或从低序向高序的方向演化。开放性、远离平衡态、非线性相互作用和涨落，是自然界物质系统演化的自组织机制。通过对自组织理论的认识，我们可以分析现在的各个国家甚至社会的发展。我们在对自组织理论有更深入了解的同时，还可以将得到的实际经验应用到社会中去，从而促进社会的发展9、科学是始于问题还是始于观察？答：科学是始于问题。科学问题是科学研究的起点，科学研究从科学问题的提出开始，确立了问题就确定了求解目标，预设了求解的范围和方法。科学观察是人们又目的有计划地利用自己的感官认识和描述各种自然现象，获取经验知识的基本手段。与理论思维方法不同，科学观察不是通过演绎、类比等抽象过程，而是依赖感官以及观测仪器直接认识外部世界，记录和报道事实。 所谓科学问题是指通过对科学背景知识的分析而产生的问题。人们在科学研究中，通过对科学背景知识的认真思索和分析，从中发现各种矛盾，它是现有人类认识未解决的矛盾，这种矛盾或疑难，就是科学所要研究的问题。科学研究开始于问题。对于从事科学研究的个人或集体来说，是否善于发现和科学地提出问题，是衡量其科研能力的一个重要标志。是否存在需要研究的问题以及问题的多少与深浅，是表征一个学科是否具有旺盛的生命力的一个重要标志。7、科学假说形成的途径，及其对科学研究的作用答：科学假说是根据已有的科学知识和新的科学事实，对所研究的自然现象及规律提出一种假定性的推测与说明，它是自然科学理论思维的重要形式。形成途径：（）当出现已知科学理论无法解释的新事实时，提出猜测性说明。（）将某一理论推广到原适用范围之外时，对未知规律做出推测。（）为解决新旧事实、新旧理论之间的矛盾时，提出猜测性说明。作用：科学假说是形成和发展新理论的必经途径、是发挥思维能动性的有效方式、同时假说之争推动科学发展。作用：a、对人们的认识具有导向作用。B、是通向科学理论的桥梁。C、激发创造性思维的媒介。D、各种假说之间的争论有利于科学认识的深化。科学假说特征与作用定义：科学假说是根据已知的科学事实、科学理论和方法论，通过创新性思维、概念的预设与分析、理论假设和构造，从而形成的对科学问题的猜测性解答，对新的科学事实的尝试性说明，对有关自然现象及其规律进行假设性推理和描述。特征：a科学性与猜测性的统一；b抽象性与形象性的统一；c多样性与易变性统一作用：a是形成和发展科学理论的必经途径；b是激发科学创造性的有效方式；c不同假说的竞争促进科学的发展。科学假说及其结构，建立假说的方法论原则科学假说是根据已知的科学事实和科学原理，对未知的自然现象及其规律性所做出的猜测性说明和尝试性解答。它是科学理论发展的形式。科学假说是为了回答科学问题而提出的，是对已知科学事实或科学定律的说明或解释，分别称之为定律型假说或理论型假说。科学假说具有科学性与假定性的双重特征，是通向科学理论的必经之路。原则（1）一致对应性。与经过检验的理论相互支持（一致性），能将已有理论作为特例或极限状况（对应性）。（2）可解释性。假说的提出是以经验事实为依据的、对科学问题的解释。因而假说要尽可能解释已有的科学事实。如光量子假说解释了光电效应。（3）可预测性。假说的提出不仅可以解释已知的事实，更重要的是它还可以对未知的或对未来的事实作出推论。例如，大爆炸宇宙论、大陆漂移说、广义相对论等。8、科学选题的基本原则“选题”就是选定一个科学问题来进行研究。科研选题是否得当在研究工作中十分重要，它关系到科研的目标、方法、水平和价值。选题的基本原则：（1）创新性原则。好的选题应当是在现有背景知识中没有解决或没有完全解决的问题，也就是真正有新意的科学问题。（2）科学性原则。好的选题一定要充分考虑当前的背景知识，一定要有相关的科学事实和科学理论作为依据。不要把“永动机”之类，或“伪问题”作为选择对象。（3）可行性原则。好的选题还要认真考虑完成课题的主观条件和额观条件，不宜选得很宽、很复杂，久功不克，导致半途而废。（4）社会需求原则。选题时还要把握好技术进步与社会经济的需求因素。3.进化和退化的关系是什么？ 进化与退化是自然界演化过程中两个相反的方面。二者之间有着本质的区别，即不可逆性。二者之间又有统一性。这种统一性主要表现在以下方面：（1）进化与退化相互包含。在自然界的演化中，以进化为主的的过程往往内在地包含着退化，反之亦然。例如，从猿到人，无疑是生物进化史上的一件最伟大的事情。但从局部功能来看，像攀越能力、消化能力、适应自然环境的能力，都有一些退化的趋势。因为，很难看到纯粹的进化和退化现象。 （2）进化和退化共存共生。进化和退化常常是同时存在和同步发生的。它们往往是一个过程的两个方面。例如，工业化推进了人类社会的文明程度。但是，工业化消耗了地球的几十年来的大量资源储备，向自然界排放了难以计数的废气、废物和废水，带来了生态环境恶化。 （3）进化与退化相互交替。进化和退化往往是交替进行、相互转化的。在一定条件下，进化过程会转入退化；退化过程也可以转入进化。按自组织理论观点，一个开放系统，在远离平衡的非线性区，通过引进负熵和正反馈循环，经涨落和起伏，会从无序趋向有序，从而形成耗散结构。然而，时空有序结构会在一定的外部控制参量条件下进入混沌状态。 总之，进化和退化是自然界中两种相反趋势，二者密切结合，不可分割，每一方是对方发生的条件，二者的结合，形成了自然界演化的循环螺旋式推进方式，使自然界演化过程呈现出周期性。 进化和退化是自然界演化中存在的两种趋势和过程。它们都真实的存在于事物的演化过程中。自然界的演化就是进化与退化的对立统一，表现为进化与退化的相互关系，相互包含，相互转化。进化与退化是同存共生的，没有退化就无所谓进化，没有进化也无所谓退化；任何进化过程内在地包含着退化倾向，退化过程中同样包含着新的进化的萌芽；进化与退化往往又是交替进行相互转化的。现代非线性科学的发展，为事物进化与退化的相互交替，相互转化提供了许多令人信服的证据。非线性系统进过自组织过程从无序演化为有序，又在一定的外部控制参量条件的作用下进入宏观无序而微观高度有序的混沌状态，非线性系统历经无序有序混沌的过程在许多不同领域，不同性质的系统中表现出惊人的相似性。答：区别：进化使反映一个事物在演化过程中性质由无序到有序，由低序到高序的过程，在系统进化的过程中，系统的特点、属性增多，适应环境能力增强、系统结构优化。退化是反映一个事物在演化过程中性质由有序到无序，由高序到低序的过程。在系统退化的过程中，系统的特点、属性减少，适应环境能力减少，系统结构恶化。联系：进化和退化是系统演化过程的两个相反的方向，它们相互包含（即进化中包含有退化，退化中包含有进化）、同时并生（即一个系统进化以另一个系统的物质、能量、信息消耗为基础）、相互转化（在一定条件下，进化和退化和相互转化）。4、自然界物质系统演化的周期性（可能出辨析题）答：系统是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。自然界是物质的，物质结构的层次是无限的，物质处于永恒的运动中，运动无论在量上还是在质上都是不灭的，时间和空间是物质运动的基本形式，自然界的运动是有规律的。非平衡态自组织理论证明，一个远离平衡态的开放系统，通过与外界环境交换物质、能量和信息，从环境中获取负熵流来抵消系统内部的熵产生，就可能在一定条件下使系统从一种混乱无序的状态演化为一种稳定有序的结构。同样，混沌理论也揭示了通向混沌的道路，说明了系统从有序向无序的转化过程。在自然界的演化过程中，正是由于以上两个演化才使得自然界经历了“混沌有序新的混沌新的有序”的循环发展过程。自然界的系统演化，既不是单调地走向有序和进化，也不是单调地走向无序和退化。有序和无序的不断转化，进化与退化的不断交替，使自然界处于永恒的物质循环之中。6、一个不可忽视的真相中主要描述了气候变暖和异常现象，种种迹象令人震惊。首先，全球变暖的危害全球变暖不但危害自然生态系统平衡，而且还威胁人类的食物、居住和生存环境。1自然灾害频发极端天气气候事件发生频率的增加将会增大天气灾害的风险，由于全球气候变暖，使得大气环流等随之发生改变，伴随而来的是台风等极端气候事件频频发生，2水资源短缺全球变暖使水循环的过程速度加快，降水的空间不均匀性增加。由于气温增高，水汽蒸发加速，全球雨量每年将减少，各地降水形态将会改变。3农作物产量发生改变农业可能是受全球变暖影响最大的部门。由于温度升高，旱涝加剧、水资源短缺，改变植物、农作物的分布及生长力，并加快生长速度，造成土壤贫瘠，作物生长将受到限制，使许多地区作物减产，还间接破坏生态环境,改变生态平衡。4疾病危害加剧气候变暖使热量带向高纬移动，由此引起的环境改变会迫使一些动物转移，频繁转移为疾病的传播提供了便利条件。气候变暖给许多病菌提供了更为广阔的活动空间，病菌的繁殖率和传播速度将更大更快。气候变化还会使人的抵抗能力和免疫能力下降，这些因素综合在一起，就会增加瘟疫流行的几率。5海平面上升全球变暖使极地冰川融化和使海水热膨胀，从而导致海平面上升。随着全球变暖，世界上一些低海拔地区可能被海水淹没，饮用水也受污染.。同时，海平面上升对人类的生存和经济展也是一种缓发性的自然灾害，导致海岸线后退、海水倒灌、洪水排泄不畅、海堤受损和农田盐碱化等，进而影响航运、水产养殖业等。6生物数量变化气候变化对生物多样性的影响，取决于气候变化后物种相互作用的变化。随着温度的变化，动植物对气候变化的典型反应需要有逐渐适应的时间，再加上森林的减少，森林格局发生变化，动植物生存将受到威胁，许多动植物将大量消失，造成生物多样性减少。其次，全球变暖导致温室效应气候变暖已是不争事实,人类活动“很可能”是导致气候变暖的主要原因。这里说的人类活动主要是指人类通过工业包括各种工厂及汽车等大量煤、石油、天然气等石化燃料的燃烧，向大气中不断排放温室气体,造成温室气体在大气中聚集，温室效应增强，从而使全球气候变暖。目前，越来越多的学者认为，气候变暖主要因素是人类活动排放的CO2、CH4等大量温室气体。CO2的增加主要是人类使用化石燃料所致，而CH4和NO的增加主要是由于人类的农业生产活动。最后，我们必须采取行动，保护我们赖以生存的环境，大力应对措施全球变暖我们面对着这样无可辩驳的事实，即：为了保持地球适于人类居住的斗争正处于关键时刻。温室效应带来的全球变暖正给世界带来毁灭性的打击。作为地球变暖问题的对策技术，简单而不产生新环境问题的高效率技术几乎是没有的。因此，不得不考虑温室效应气体排放量的削减。虽然现在并没有找到十分直接而积极认真的对策，但确实到了我们人类需要立即采取行动的时候了。目前已经有许多人提出了防止全球变暖的对策方案。这些方案由政策、手段和技术三个选项组成，同时还给出了实施的时间表。所谓政策的选择主要是各种措施的方阵，种类及其繁多，其中包括限制氟利昂气体的生产和使用、控制汽车排气、改善汽车燃耗、提高发电率、能源向太阳能和生物能转移等。手段的选择是指保障政策得以实现的途径，其中包括气体排放限制和土地利用限制等直接限制手段，征收费用和污染税等手段，提供补助资金和开