自然辩证法专题

自然辩证法专题1第1页，课件共152页，创作于2023年2月引言:人文修养的人生价值一、几种常见的误解:1.对课程的误解，黑格尔：意识形态三层次：2.对人文科学的误解原因：①由于生存压力很大而导致社会上普遍重“术”轻“道”政治法律思想文艺道德等宗教哲学2第2页，课件共152页，创作于2023年2月②由于人文科学知识的直接利用率较低。人文科学对问题的思考有很多是超越现在的现实、超越具体利益、超越个体存在的意义层面或价值层面的思考，直接利用率较低③与社会中人们急功近利的心态相关**过于讲究实惠、多得到不如现得的心理3.为什么说认为“人文科学没有用”是一种误解？第一，对有用无用的判断实际上建立在一种不太真实的大前提基础上。逻辑学：前提正确结论不一定正确前提错误结论一定错误3第3页，课件共152页，创作于2023年2月第二，人文科学的知识以及与之相应的人文精神的修养修炼，实际上是会影响到我们人生幸福的非常重要的因素。人生目的——追求快乐幸福人生的三个三分之一*努力工作*享受生活、感悟生命*睡眠4第4页，课件共152页，创作于2023年2月二、人文修养的人生价值⑴人文修养与工作成就和工作快乐①有益于科学研究。现代科学发展的趋向：人文科学和自然科学的方法走向融和②会影响到工作方法（工作方法是成功的重要条件）第谷与刻卜勒；爱因斯坦；

③有益与科学精神的培养。科学精神既包含着理性精神、实证精神、分析精神，也包含着很人文的开放精神、民主精神、批判精神等。5第5页，课件共152页，创作于2023年2月④会影响人的认知视角自然科学研究与人文科学的差异：A.自然科学的结论往往是一唯的，或是具有唯一性的，从逻辑学上讲就叫做：不能同真只能同假。人文科学研究却可以是多视角多层面的，并且往往可以多视角同真并可以同假。

B.自然科学研究的结论往往可以用实验来加以实证和重复实验，并且可以加以量化，人文科学的许多已经成果都很难实证和重复实验且很难加以量化。如幸福、美、思想丰富性等6第6页，课件共152页，创作于2023年2月⑤人的人品人格情智等会影响工作成就**一个人一辈子工作成就和人生幸福，大约只有30%是靠智力智商（IQ），而70%的要靠情感智商（EQ），这是很多IQ高达160的人却很难获得成功的原因——戈尔曼《情感智商》**要成功必须会合作，但“人总是喜欢那些喜欢自己的人，不喜欢那些不喜欢自己的人”——阿伦森**人际交往存在着增值效应和减值效应7第7页，课件共152页，创作于2023年2月⑵人文修养与生活幸福①人文修养会影响对幸福的理解和追求对幸福的二种基本判断倾向：一种是以内在标准来判断，它看重的是人的尊严、人格、人品、价值等，一种是以外在的标准来判断，它看重的是金钱、权利、地位等。**对外在的东西不能追求无度，否则会异化**对外在东西的追求不能失去做人的基本原则，更不能让人性中恶的东西加以膨胀扩散8第8页，课件共152页，创作于2023年2月②人文修养会影响对幸福的判断和感受幸福其实是一个非常相对的概念**得失：得与失**幸福与痛苦——悖反叔本华：幸福是一个不断陷于痛苦并摆脱痛苦的过程人是通过经历痛苦去感受到幸福的，甚至有时候为了能得到幸福，往往会先把自己推向痛苦的状态之中。9第9页，课件共152页，创作于2023年2月③人文精神会使我们有一个一辈子的精神支柱**物质生活的富裕是人生幸福的一种基本的条件或重要条件,但却不是充分条件——幸福不是有钱人的专利**心理学家奥尔波特将“有比较一致的人生精神追求”看作是健康人格的六要素之一④人文修养可以为我们获得幸福创造条件人的一生生活应该是多彩和丰富的，生活的能力、品位情趣等东西，都和人文修养很紧密的联系在一起10第10页，课件共152页，创作于2023年2月结语：自主而适意的人生需要以人文修养的提升为条件

11第11页，课件共152页，创作于2023年2月

正处、副处，最后都不知落在何处；正局、副局，最后都是一样的结局；正部、副部，最后都在一起散步；总理、副总理，最后都是一个道理；主席、副主席，最后都会一样缺席。人生如赛场，上半场按学历、权力、职位、业绩、薪金比上升；下半场以血压、血脂、血糖、尿酸、胆固醇比下降。上半场顺势而为，听命；下半场事在人为，认命！愿您上下兼顾，两场都要赢。没病也要体检，不渴也要喝水，再烦也要想通，有理也要让人，有权也要低调，不疲劳也要休息，不富也要知足，再忙也要锻炼。人的一生，好比乘坐北京地铁一号线一路向西：途径国贸，羡慕繁华；途径天安门，幻想权力，途径金融街，梦想发财；经过公主坟，遥想华丽家族；经过玉泉路，依然雄心勃勃---这时有个声音飘然入耳：乘客您好,八宝山快到了！顿时醒悟：人生苦短！12第12页，课件共152页，创作于2023年2月专题一：

科学发展和物质观的演化第一节人类对世界本原的探讨及其历史进程一、古代朴素唯物主义的物质观古希腊：泰勒斯：水、赫拉克利特：火、恩培克勒：四根说（水、火、土、气）等。亚里士多德是古希腊自然哲学的集大成者，他认为一切事物都是由质料因和形式因所构成的。(四因论:质料因、动力因、形式因、目的因）13第13页，课件共152页，创作于2023年2月古代中国的“五行学说”史书——西周时期的《尚书》〈洪范篇〉记载：构成宇宙间万事万物的“一曰水、二曰火、三曰土、四曰木、五曰金。”因为“水曰润下、火曰炎上、木曰曲直、金曰从革、土曰稼穑”。“润下作咸、炎上作苦、曲直作酸、从革作辛、稼穑作甘。”14第14页，课件共152页，创作于2023年2月水的特性：“水曰润下”是指水具有滋润和向下的特性。引申为凡是具有寒凉、滋润、向下运行的事物，均归属于水。火的特性：“火曰炎上”是指火具有温热、上升的特性。因而引申为具有温热、升腾作用的事物，均归属于火。木的特性：“木曰曲直”是指树木的生长形态，为枝干曲直，向上向外周舒展。因而引申为具有生长、升发、条达舒畅等作用或性质的事物，均归属于木。15第15页，课件共152页，创作于2023年2月金的特性：“金曰从革”是指“变革”的意思。引申为凡是具有清洁、肃降、收敛等作用的事物，均归属于金。土的特性：“土爰稼穑”是指土有种植和收获农作物的作用。因而引申为凡是具有生化、承载、受纳作用的事物，均归属于土。故有“土载四行”和“土为万物之母”之说。16第16页，课件共152页，创作于2023年2月

五行数理：金为七,木为八,水为六,火为九,土为五。五行与方位、天干、颜色、神兽的关系：东方：甲、乙：木：绿色：青龙南方：丙、丁：火：红色：朱雀西方：庚、辛：金：白色：白虎北方：壬、癸：水：黑色：玄武中央：戊、己：土：黄色：黄麟

17第17页，课件共152页，创作于2023年2月五行与季节：五行是指气体的五种运动方式．春属木：生发，代表气体向四周扩散的运动方式，春天，树木花草生长茂盛，树木的枝条向四周伸展，养料往枝头运输，所以春属木。夏属火：生长，代表气体向上的运动方式。夏天各种植物向上生长，长势迅猛，所以夏属火。秋属金：收获，代表气体向内收缩的运动方式。秋收储蓄粮食为过冬作准备，树叶凋落，所以秋属金。冬属水：收藏，代表气体向下的运动方式．水往低处流，冬天万物休眠，为春天蓄积养料，所以冬属水。因有四季而有四行，但夏天和秋天之间要有过渡段，因此便有了土。土代表气的平稳运动

18第18页，课件共152页，创作于2023年2月

“阴阳理论”相传天地形成之前，宇宙一片浑沌，盘古开天辟地，将浑沌一分为二，天为阳，地为阴，由此有了阴阳的概念。自然界；阳：日天昼火热温夏春干清、向上生长动…

阴：月地夜水寒凉冬秋湿浊、向下消亡静…人体：

阳：男外表背上气腑实……

阴：女内里腹下血脏虚……19第19页，课件共152页，创作于2023年2月“五行学说”与“阴阳理论”结合，形成了中国古代朴素唯物主义和朴素辩证法的观念：★阴阳五行的生克乘侮关系：▲五行的相生与相克

相生，是指这一事物对另一事物具有促进、助长和资生的作用；相克，是指这一事物对另一事物的生长和功能具有抑制和制约的作用20第20页，课件共152页，创作于2023年2月五行的相生相克关系可以解释事物之间的相互依存、相互制约从而相互动态平衡的关系。任何事物都不可能独自存在，它必须以其它事物的存在作为自己存在的条件和根据，必然要受到其它事物的限制和制约；同时任何事物也必然是其它事物存在的条件和根据。相生与相克是不可分割的两个方面。没有生，就没有事物的发生和成长；没有克，就不能维持其正常协调关系下的变化和发展。21第21页，课件共152页，创作于2023年2月五行的相生关系：

木火水金土22第22页，课件共152页，创作于2023年2月五行的相克关系木火金水土23第23页，课件共152页，创作于2023年2月24第24页，课件共152页，创作于2023年2月相生与相克是不可分割的两个方面。没有生，就没有事物的发生和成长；没有克，就不能维持其正常协调关系下的变化和发展。只有依次相生，依次相克，如环无端，才能生化不息，并维持着事物之间的动态平衡。例如人与自然、人与社会、社会各个阶层等等。**独存独大的背反

25第25页，课件共152页，创作于2023年2月▲五行的相乘相侮关系通常用来表示事物之间平衡被打破后的相互作用和相互影响相乘实际上就是过度的相克，其次序与相克是一致的，比如，木气偏亢，太过的木便去乘土，或者土气虚弱而导致土虚木乘。相侮又叫反克，即本来是自己可以克胜的一方，却反而被它克胜，其次序正好和相克相反。比如，正常的相克关系是水克火，但如果火气偏亢，或者水偏弱，火就会反过来侮水。26第26页，课件共152页，创作于2023年2月相乘和相侮，都是不正常的相克现象，两者之间是既有区别又有联系，相乘与相侮的主要区别是：首者是按五行的相克次序发生过强的克制，从而形成五行间相克关系的异常；后者则是与五行相克次序发生相反方向的克制现象，从而形成五行间相克关系的异常。两者之间的联系是在其发生相乘时，也可同时发生相侮；发生相侮时，也可以同时发生相乘。如：木过强时，既可以乘土，又可以侮金；金虚时，既可以受到木的反侮，又可以受到火乘。27第27页，课件共152页，创作于2023年2月五行学说在中医学中的应用：中医应用五行学说解释人体的生理功能，说明机体病理变化，用于疾病的诊断和治疗，中医的“脏象学说”，就是将人的五脏器官的关系按照阴阳五行的关系加以认识，肝、心、脾、肺、肾，对应为木、火、土、金、水，人的脏象之间也处于相生相克相乘相侮关系之中，因此中医对疾病治疗常常以机体的相生相克关系和状态作为依据，观虚实察寒热，辩证施治。28第28页，课件共152页，创作于2023年2月▲五行与脏腑的生理功能及其相互关系①用五行说明五脏的生理活动特点：如肝喜条达，有疏泄的功能，木有生发的特性，故以肝属“木”；心阳有温煦的作用，火有阳热的特性，故以心属“火”；脾为生化之源，土有生化万物的特性，故以脾属“土”；肺气主肃降，金有清肃、收敛的特性，故以肺属“金”；肾有主水、藏精的功能，水有润下的特性，故以肾属“水”

29第29页，课件共152页，创作于2023年2月②用五行说明人体脏腑组织之间生理功能的内在联系。如肾（水）之精以养肝，肝（木）藏血以济心，心（火）之热以温脾，脾（土）化生水谷精微以充肺，肺（金）清肃下行以助肾水。这就是五脏相互资生的关系。肺（金）气清肃下降，可以抑制肝阳的上亢；肝（木）的条达，可以疏泄脾土的壅郁；脾（土）的运化，可以制止肾水的泛滥；肾（水）的滋润，可以防止心火的亢烈；心（火）的阳热，可以制约肺金清肃的太过，这就是五脏相互制约的关系。③用五行说明人体与外界环境四时五气以及饮食五味等的关系。酸味入肝，苦味入心，甘味入脾，辛味入肺，咸味入肾。30第30页，课件共152页，创作于2023年2月31第31页，课件共152页，创作于2023年2月▲阴阳五行与中医治疗原则：四诊：望闻切问、八纲：阴阳表里寒热虚实根据相生关系有“补母泻子”法根据相克关系有“抑强肤弱”法

32第32页，课件共152页，创作于2023年2月《黄帝内经》：“夫四时阴阳者，万物之根本也。”人的七情变化同季节气象变化有着密切关系。比如秋高气爽，人的精神往往开朗、舒畅。冬天寒风凛凛，夏季烈日炎炎，人的心情也会变得烦躁、沉闷、压抑。因此，精神活动也需随着季节天气变化而采取相应措施，予以调节。

33第33页，课件共152页，创作于2023年2月

春天要养生发之机，夏天为养生长之机，秋天为养收敛之机，冬天为养收藏之性。

**关于女子伤春、男子悲秋最苦是，蝴蝶满园飞，无人扑

——北宋周邦彦：无计留春住，泪眼问花花不语，乱红飞过秋千去。——南宋冯延巳34第34页，课件共152页，创作于2023年2月

风住尘香花已尽，日晚倦梳头。物是人非事事休，欲语泪先流。—李清照《武陵春》寂寞深闺，柔肠一寸愁千缕。惜春春去，几点催花雨。倚遍阑干，只是无情绪。人何处？连天芳草，望断归来路。—李清照《点绛唇》

“花谢花飞飞满天，红消香断有谁怜”，“一朝春尽红颜老，花落人亡两不知。”—林黛玉35第35页，课件共152页，创作于2023年2月不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀。

——唐贺知章《咏柳》绿杨烟外晓寒轻，红杏枝头春意闹。

——宋宋祁《玉楼春》

人面不知何处去，桃花依旧笑春风。

——唐崔护《题都城南庄》

水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇。

欲把西湖比西子,浓妆淡抹总相宜。

——宋苏轼

《饮湖上初晴后雨》36第36页，课件共152页，创作于2023年2月秋风萧瑟天气凉，草木摇落露为霜

——曹丕《燕歌行》万里悲秋常作客，百年多病独登台

——杜甫《登高》多情自古伤离别，更那堪冷落清秋节。

——柳永《雨霖铃》夜半酒醒人不觉，满池荷叶动秋风

——唐·窦巩《秋夕》莫等闲，白了少年头，空悲切

——岳飞《满江红》37第37页，课件共152页，创作于2023年2月“八卦说”——把天、地、雷、水、火、风、山、泽八种常见的实物作为构成世界的基本物质，用八卦（乾、坤、震、巽、坎、离、艮、兑）来表示，并与阴阳理论结合，以—为（阳）、--为（阴），形成阴阳八卦理论。每卦由三爻组成，（下中上：初爻,二爻,三爻），以此来说明世界万事万物的发展变化。八卦又称八经卦。太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦生万物。乾坤震巽坎离艮兑天地雷风水火山泽古代中国的“八卦说”：––––––———––

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——西汉王充《谈天篇》

“天地合气，万物自生”“天地含气万物自住，犹夫妇合卺，子自生矣”

——《自然篇》

47第47页，课件共152页，创作于2023年2月德莫克利特的原子说古代朴素唯物主义对物质认识的最高成就是德莫克利特，他认为：世界是由一些精细的原子组成的，原子的基本性质是：内部充实、没有虚空、不可分割，宇宙万物都由其构成（甚至灵魂），并且原子在数量则是无限的，只是在形状、次序和位置上相互区别。48第48页，课件共152页，创作于2023年2月古代朴素唯物主义物质观的历史地位和缺陷

地位：从物的因素中寻找世界统一性的基础，并在当时科学与实践所能达及的水平基础上对什么是物质作了探讨。从认识论上讲，这代表了人类认识发展的正确方向。缺陷：其一，它是建立在经验有的甚至猜测的基础上的。其二是将物质与具体物混为一谈。49第49页，课件共152页，创作于2023年2月二、近代形而上学唯物主义的物质观

1.形而上学唯物主义的物质观的自然科学基础

**化学原子论以1789年拉瓦锡的《化学纲要》一书为始点，他认为在化学反应中物质既不表现出增多也不表现出减少的性质，是因为化学元素是不能用化学方法加以分解的最基本单位。1791年李希特（Richter）提出了化学反应的当量比定律；英国化学家道尔顿对化学原子论进行了总括，他从科学上论证了原子是组成物质的最基本单位，世界上的一切物质，无论是怎样的都由原子组成，并且原子具有不可分性和不可入性（即在化学反应中不变）。50第50页，课件共152页，创作于2023年2月**牛顿力学从16世纪中叶到18世纪末，天文学、力学和数学取得了很大进步，物理学、化学和生物学也开始逐渐形成。但只有力学得到比较完善的发展，形成了经典力学体系，它以牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》（1687）的出版为标志。牛顿在这部著作中总结了伽利略、开普勒等人的研究成果以及自己的科学成就，提出了力学的三大定律和万有引力定律，把地面上物体的运动和太阳系内行星的运动统一在相同的物理定律之中，实现了人类史上第一次自然科学的大综合。51第51页，课件共152页，创作于2023年2月2.近代形而上学唯物主义物质观的特点和局限它克服了古代自然观的局限，具有较坚实的科学基础，在对自然界细节的认识上高于古代。另一方面，它对自然界整体的看法又低于古代，形成了形而上学的观念。局限性：①形而上学性②机械性③导致神创论（笛卡尔、牛顿）52第52页，课件共152页，创作于2023年2月三、辩证唯物主义的物质观1.物理学的危机和哲学危机**电子的发现**放射性元素的发现**物理学的危机以及由此引发的哲学危机。1900年4月27日，当时的物理学泰斗——凯尔文勋爵作了题为《热和光的动力理论上空的19世纪乌云》的长篇讲演，认为物理学在19世纪取得了巨大发展，“在已经基本建成的科学大厦中，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了”，而在20世纪“物理学将是一片晴朗的天空，只有两朵小小的乌云”，即黑体辐射和以太问题。53第53页，课件共152页，创作于2023年2月发现电子电子是在研究阴极射线的本质过程中得到的，阴极射线究竟是什么？物理学家汤姆逊设计了一个巧妙的实验装置，证实了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的，并推算出其质量和电荷比值54第54页，课件共152页，创作于2023年2月发现Ｘ光

1895年，物理学家伦琴在探索阴极射线本性的研究中，意外发现了X光。X光的发现，不仅揭开了物理学革命的序幕，也给医疗保健事业带来了新的希望。伦琴因此成为第一个诺贝尔物理学奖得主。55第55页，课件共152页，创作于2023年2月发现放射性

在对X光的研究中，物理学家贝克勒尔发现只要有铀元素存在，就有贯穿辐射产生，由此证明，发射这种射线是铀原子自身的作用。1903年，贝克勒尔与皮埃·居里和居里夫人因发现放射线荣获诺贝尔物理学奖。56第56页，课件共152页，创作于2023年2月1911年，居里夫人因发现两种新元素而再度获诺贝尔奖。这一次是化学奖。化学家们终于承认了居里夫人的工作。她成了第一位两次获诺贝尔奖殊荣的人物。57第57页，课件共152页，创作于2023年2月“以太飘移”的测定，是由美国实验物理学家迈克尔逊和莫雷于1886年完成的。迈克尔逊—莫雷实验得到了“以太飘移的零结果”。自此后，近50年中有11位科学家发表了13份精确实验数据，都得到了“以太飘移的零结果”。这是对“以太”存在与否的判定性实验。迈克尔逊-莫雷实验装置58第58页，课件共152页，创作于2023年2月干涉实验一个点光源S发出的光束经干涉仪M2＇和M1反射后，相当于由两个虚光源S1和S2发出的相干光束，S1和S2间的距离为M1和M2＇间距两倍，将观察屏放入光场叠加区的任何位置处，都可观察到干涉条纹，这种条纹称为非定域干涉条纹。SEG1G2M2M1M2'θd2dLORAS1S259第59页，课件共152页，创作于2023年2月迈克尔逊-莫雷实验中“零”干涉证明了以太根本不存在，普朗克着手对“黑体问题的解决，以及1905年相对论的提出量子力学的诞生等等，都对传统哲学对物质结构的认识和说明形成了巨大的冲击，拓展了人们对物质结构的认识，并同时又使得传统的观念——原子是构成事物的最基本单位的说法失去了科学的根据，并由此而引发了一场物理学和哲学的革命。60第60页，课件共152页，创作于2023年2月2.列宁的物质定义及其理论意义P21注意：可知性的相对性，是指只要存在发展就有被可能认识，而不是一定能够认识**由人类存在的有限性决定（对过去的认识和对未来的认识）**由认识手段的有限性或局限性决定（如对基本粒子）**由认识的主观性决定（如自我，他人）61第61页，课件共152页，创作于2023年2月专题二：自然界的演化和发展第一节自然界演化的历史过程一、自然界演化的历史过程“道生一，一生二，二生三，三生万物。道者，无也”。

——老子《道德经》

无极生太极，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，以至无穷。——《易经》62第62页，课件共152页，创作于2023年2月康德星云说拉普拉斯63第63页，课件共152页，创作于2023年2月一、大爆炸宇宙学1.伽莫夫的暴胀宇宙模型大爆炸宇宙学认为宇宙从宇宙年龄处于10-35/秒时发生开始爆炸并且持续膨胀至今。64第64页，课件共152页，创作于2023年2月宇宙最初演化*宇宙年龄10-35秒，宇宙大爆炸，持续时间10-32秒，膨胀10-50倍**宇宙年龄=0.01秒，温度1000亿摄氏度，宇宙物质主要是轻子**宇宙年龄=0.1秒，温度300亿摄氏度，出现电子、中子、质子。**宇宙年龄1秒，温度100亿摄氏度，电子—正电子对开始发生湮灭反应**宇宙年龄=13.8秒，温度30亿摄氏度，质子和中子已可形成像氘、氦那样稳定的原子核。**宇宙年龄=35分钟，宇宙温度下降到3亿度，核形成停止，但由于温度还是很高，质子仍然不能和电子结合起来形成中性原子。

**宇宙年龄=30万年，宇宙温度3000度，中性原子开始形成**宇宙年龄大约70万年左右开始形成原始星云。65第65页，课件共152页，创作于2023年2月66第66页，课件共152页，创作于2023年2月67第67页，课件共152页，创作于2023年2月2、宇宙的时间历程68第68页，课件共152页，创作于2023年2月3.大爆炸宇宙学的科学基础（实证）①红移现象哈勃发现了非稳衡宇宙多普勒—裴索效应红移（见图）69第69页，课件共152页，创作于2023年2月哈勃定律1.1929年由美国天文学家哈勃（EdwinHubble）提出了著名的“哈勃定律”2.星系退行的速度（V）与它们离地球的距离（R）大致成正比，即V=HR，H称为哈勃常数3.根据观测星系离我们越远，它就显得越红，退行速度也就越快。最快的星系已经接近光速

4.

哈勃常数的倒数可以看做是宇宙年龄★★哈勃的这个发现奠定了现代宇宙学的基础

70第70页，课件共152页，创作于2023年2月②宇宙年龄

A.按照大爆炸宇宙学理论，既然宇宙诞生于一次大爆炸，那么宇宙的年龄就是可测的，为了推导宇宙的年龄，宇宙学家要用到哈勃常数，即大爆炸造成的宇宙膨胀的当前速率。通过对宇宙膨胀的回溯，可以计算出过去什么时候宇宙的大小为零。回溯到这个宇宙爆炸中心点所需要的时间就是宇宙的年龄。按大爆炸理论的推论，宇宙年龄大约在100—200亿年之间。B.通过测量放射性元素及其衰变产物在星体中的丰度并以此来推测宇宙的年龄，而这种测试结果大多一致，与大爆炸理论相符（非证伪性）71第71页，课件共152页，创作于2023年2月③氦丰度

大爆炸核合成宇宙学认为，宇宙在最初既没有分子也没有原子，第一批原子核是在大爆炸后10-2/秒到3分钟这段时间内由质子和中子组合而成并遗留至今。在那一时间里中子和质子进行剧烈的聚合反应形成氘核、氦核和锂核（主要是氦核）这个过程用完了所有的中子，余下的质子就形成了氢原子核。3分钟过后，宇宙的温度降到10亿摄氏度以下，物质的密度也迅速下降，这类核反应遂告中止。计算表明，最初3分钟里大约有22%—24%的物质形成氦4，剩下的物质几乎全部保持氢的形式，仅十万分之几成为氦3和氘，还有百万分之几成为锂。72第72页，课件共152页，创作于2023年2月因此，大爆炸模型预言宇宙中轻元素的丰度中氦丰度约为25%氢丰度约为75%，大爆炸后最初3分钟里形成的氢和氦，构成了宇宙中99%以上的物质。多年来人们对宇宙各处包括太阳系、其它恒星、星际介质、不同星系以及宇宙射线的观测和研究中获得数据表明，宇宙氦的含量这22%—25%之间，而氢和氦的比例约为3：1，即理论值与观察值相符，从而极好的证实了上述丰度值的普适性，并成为大爆炸宇宙学的最早的证据。73第73页，课件共152页，创作于2023年2月④3K微波背景辐射按照大爆炸理论，在宇宙大爆炸的最初几分钟里，宇宙是一个炽热的火球，到处充满温度都高达几十亿度的光辐射。由于此时的宇宙处于热平衡中，这种辐射具有独特的光谱特征，被称为“黑体谱”。随着宇宙的膨胀，虽然辐射的温度不断下降，但仍然保持着黑体谱的性质和总体上的均匀性。但当温度降低到3000K左右的时，中性原子将大量形成，光子与它们失去耦合从而作为宇宙的一个独立组分存留下来。伽莫夫预言，这种作为历史遗迹的背景光子应当可以在今天观测到。74第74页，课件共152页，创作于2023年2月**微波背景辐射实证20世纪60年代初，美国科学家彭齐亚斯和威尔逊为了改进卫星通讯而建立了高灵敏度的号角式接收天线系统。1964年，他们用它测量银晕气体射电强度时，发现总有消除不掉的背景噪声。他们认为，这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。1965年，他们又订正为3K并将这一发现公诸于世，为此获1978年诺贝尔物理学奖。75第75页，课件共152页，创作于2023年2月二、恒星起源和演化的四个阶段引力收缩阶段—恒星的幼年期；主序星阶段—恒星的中年期；红巨星阶段—恒星的老年期；白矮星和中子星阶段—恒星的临终期。76第76页，课件共152页，创作于2023年2月1、从原始星云到原恒星17世纪牛顿提出：散布于空间中的弥漫物质可以在引力作用下凝聚为太阳和恒星。但第一个在科学上产生巨大影响的星云说是18世纪的“康德-拉普拉斯星云说”。20世纪40年代以后出现的星云说被称之为“现代星云说”，它吸取了康德-拉普拉斯学说中的精髓和合理部分——太阳系由同一团星云在自然规律作用下逐渐形成，并且充分运用了现代科学的理论及空间探测新资料，同时逐渐进入定量计算及模拟实验的阶段。77第77页，课件共152页，创作于2023年2月观测表明：星际空间存在着许多由气体和尘埃组成的巨大分子云。这种气体云中密度较高的部分在自身引力作用下会变得更密。当向内的引力强到足以克服向外的压力时，它就迅速收缩落向中心。如果气体云起初有足够的旋转，在中心天体周围就会形成一个如太阳系大小的气尘盘，盘中物质不断落到称为原恒星的中央天体上。在收缩过程中释放出的引力能使原恒星变热，当中心温度上升到1000万度以上，由氢原子核聚变为氦原子核的热核反应能提供足够的能量，使星云内部压力与引力处于相对平衡状态，一颗恒星就正式诞生了恒星的质量范围在0.1-100个太阳质量之间。更小的质量不足以触发核反应，更大的质量则会由于产生的辐射压力太大而瓦解。78第78页，课件共152页，创作于2023年2月原始星云原恒星79第79页，课件共152页，创作于2023年2月根据弥漫说的理论，恒星形成可分为两个阶段，开始时先由极其稀薄的物质凝聚成星云并进一步收缩成原

恒星，然后原恒星才发展成为恒星80第80页，课件共152页，创作于2023年2月鹰状星云（老鹰星云）81第81页，课件共152页，创作于2023年2月鹰状星云82第82页，课件共152页，创作于2023年2月三叶星云1747年法国天文学家勒让蒂尔首先发现了三叶星云，在它的中心有一个包含有炽热年轻恒星的疏散星团。这些恒星发出强烈的辐射轰击周围星云中的氢原子，使它们失去了电子，当电子与质子再次组合时，它便发射出奇特的光——其中之一就是在星云中所能见到的红色。

83第83页，课件共152页，创作于2023年2月2、主序星阶段—恒星的中年期当恒星中心温度达到700万度以上时，开始核聚变反应，恒星停止收缩，形成了正常的恒星，进入了主序星阶段。主序星阶段占恒星一生寿命的90%，是恒星最稳定的阶段，类似于人类的中年时期。84第84页，课件共152页，创作于2023年2月85第85页，课件共152页，创作于2023年2月86第86页，课件共152页，创作于2023年2月草帽星系M104图片说明：草帽星系M104真的很象一顶帽子，它正好侧对着我们，除了中心众多的亮星外，还有一条瞩目的暗色带子穿过星系盘的中心。数十亿颗年老的恒星使得星系中心弥漫的核球显得很大，仔细分析还可以发现其中有很多亮点实际是球状星团M104壮丽的尘埃环中包含了众多年轻而明亮的恒星。近来的一些研究认为该星系的核心部分可能存在一个超大质量的黑洞。(质量约为太阳质量的10亿倍),草帽星系距离我们5000万年，位于室女座，用小型天文望远镜就可以看见。87第87页，课件共152页，创作于2023年2月暴怒的太阳释放出强力耀斑图片拍摄于2001年4月88第88页，课件共152页，创作于2023年2月2003年11月4日太阳耀斑，美国国家海洋和大气局太空环境中心将其定为X28级，是人类有史以来记录的最大的太阳耀斑。89第89页，课件共152页，创作于2023年2月太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。周期约为11年。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发或上百亿枚百吨级氢弹的爆炸的总能量。太阳风暴可能对高度信息化的人类社会以灾难性打击、毁坏供电系统、影响GPS的无线电信号。90第90页，课件共152页，创作于2023年2月3、红巨星阶段—恒星的老年期恒星在燃烧发光到几十年后，氢含量逐渐消耗殆尽，氦核越来越大，恒星中心开始冷却，由于热核反应的能量供应不足，引力与斥力开始不稳定，结构上的失衡使整个星体向中心坍缩，恒星便开始一鼓一缩的脉冲式运动。收缩使温度增高，紧贴在核心外面的物质开始进行氢聚变为氦的热核反应，并使氦核收缩，而恒星外层开始膨胀，体积急剧增大，表面温度降低并发出红光，最后生成“红巨星”。红巨星的体积很大，半径一般比太阳大100倍；如果恒星质量足够大（太阳的8~25倍），恒星的外层就会因急剧膨胀而发生剧烈爆炸，并产生超新星。恒星开始进入第四阶段——临终期。91第91页，课件共152页，创作于2023年2月猎户座红巨星92第92页，课件共152页，创作于2023年2月1987年2月23日，一位加拿大天文学家在大麦哲

伦星云中发现了一颗超新星，被命名为“1987A”93第93页，课件共152页，创作于2023年2月4、白矮星和中子星—恒星的临终期恒星演化到后期，星体的变化有越来越剧烈、越来越复杂。最后产生大爆发，抛出大量物质。外部形成行星状星云，内部塌缩成一颗致密的天体——白矮星，或中子星，或黑洞。恒星最后演化的途径，和恒星质量、恒星氦核演变有关。一般认为，大质量的恒星演化到后期要发生塌缩或大爆发，成为超新星，抛出大量物质，中心留下一个中子星或黑洞，而中小质量的恒星则比较平稳地抛出物质，形成行星状星云，中央残核留有一颗致密天体——白矮星。这就是恒星最后的归宿。94第94页，课件共152页，创作于2023年2月中子星中子星是由一种叫做中子的基本粒子组成的超密度恒星，它的直径只有10千米左右，其密度特别大，1立方厘米可达1亿吨以上，自转特别快。中子星是1967年在狐狸座内发现的，由于它周期性地出脉冲，因此又叫脉冲星。95第95页，课件共152页，创作于2023年2月

“蝴蝶”星云是美国宇航局于2009年9月10公布的，编号为NGC6302，它位于天空南半球，“蝴蝶”星云向我们提供了一个类似太阳的恒星崩溃时的详细资料96第96页，课件共152页，创作于2023年2月环状星云又称为M57

或NGC6720.位在天琴座内，形状像环的行星状星云。蓝色代表靠近高温中心星区域的炽热气体，慢慢地转变为较外面也是较低温的绿色和黄色区域，以及最边缘也是最低温的红色气体。除此之外，在星云的边缘附近，还可以看到许多黝黑的条状结构。环状星云位在北天的天琴座(lyra)内，大小约为一光年光，距离我们约有2000光年远。

97第97页，课件共152页，创作于2023年2月行星状星云NGC7027，位于天鹅座灼热的中央是白矮星98第98页，课件共152页，创作于2023年2月99第99页，课件共152页，创作于2023年2月三、宇宙演化的未来**“凡是形成的东西都是要灭亡的”**宇宙有起源就有终结；100第100页，课件共152页，创作于2023年2月黑洞：黑洞是时空中这样的一个区域，任何物

质一旦进入该区域，便永远不能出来。

黑洞是一种看不见的异常天体；60年代以后，成为天文上最具诱惑力的搜索对象。与一切可见天体相比，黑洞正是最强的引力场源，能使邻近处时空弯曲得相当厉害，以致把任何东西都裹卷其内，甚至光线也不能幸免。

右图形象地表示了这一点：一旋转黑洞的时空结构宛若一个大漏斗，把万物全部吞下。101第101页，课件共152页，创作于2023年2月黑洞示意图左图表明了当黑洞靠近一个天体时，它会吸走这个天体的部分物质，被吸引的物质呈螺旋状旋转，它所发出的X-光能够被天文学家检测到。这样就能够勾画出引力场图形。黑洞的引力比其它天体的引力要大的多！102第102页，课件共152页，创作于2023年2月

右图为“室女星系”的M87，这个核心附近的星球极其密集，并且快速向中心移动。据科学家推测，那里存在一个黑洞。

103第103页，课件共152页，创作于2023年2月红巨星、白矮星、中子星、和黑洞的比较104第104页，课件共152页，创作于2023年2月

以克尔黑洞为例：克尔黑洞有一个静界和一个外视界，静界是一个旋转椭圆面，外视界是一个球面，包含在静界和外视界之间的空间称为能层。物体进入能层尚还可以从中再返回到黑洞外部的空间，一旦物体进入了外视界，便永远不能再逃出来了。克尔黑洞静界和视界105第105页，课件共152页，创作于2023年2月霍金1.从1965年到1970年间，霍金跟彭罗斯进行了密切的合作，证明了广义相对论的奇性不可避免。2.也就是说，按照广义相对论，宇宙必然起源于一个大爆炸奇点；同时，在黑洞中必然存在无限大密度和无限大时空曲率的奇点。3.这样，时间起始于大爆炸奇点，终止于大挤压奇点（整个宇宙的坍缩）或者黑洞中的奇点（局部区域的坍缩）。4.这是霍金在经典广义相对论框架里取得的一个重要成果。106第106页，课件共152页，创作于2023年2月牛顿引力黑洞107第107页，课件共152页，创作于2023年2月牛顿引力黑洞的空间和时空图108第108页，课件共152页，创作于2023年2月史瓦西黑洞109第109页，课件共152页，创作于2023年2月史瓦西黑洞示意图110第110页，课件共152页，创作于2023年2月第二节自然界演化的方式一、渐变和突变1.渐变①量的渐变：也就是量变，如时间的流逝等②质的渐变：是指新质的逐渐积累和旧质的逐渐衰减，从结果上看是质的飞跃和渐进过程的中断，但从发展过程上看，它实际上又是一个缓慢的、渐进的过程，例如语言的变化、社会的变化、自然的变化（如地球绕着太阳旋转，四季的变化）。通常，渐变的过程都可以用微积分的方法给以圆满解决。111第111页，课件共152页，创作于2023年2月第二节自然界演化的方式一、渐变和突变1.渐变①量的渐变：也就是量变，如时间的流逝等②质的渐变：是指新质的逐渐积累和旧质的逐渐衰减，从结果上看是质的飞跃和渐进过程的中断，但从发展过程上看，它实际上又是一个缓慢的、渐进的过程，例如语言的变化、社会的变化、自然的变化（如地球绕着太阳旋转，四季的变化）。通常，渐变的过程都可以用微积分的方法给以圆满解决。112第112页，课件共152页，创作于2023年2月2.突变“突变”一词，法文原意是“灾变”，是强调变化过程的间断或突然转换的意思。突变是质变的另一种形式,也是渐进过程的中断,但却是不经过任何过渡阶段而从一种质态到另一质态的飞跃。例如火山、地震突发，突然的雪崩、汽车突然失控等。突变型飞跃所造成的不连续性，常常把系统的行为空间变成不可微的，非线性的，具有非常明显的偶然性，因此是用微积分无法描述的。宇宙演化实际上是一系列渐变和突变导致的结果113第113页，课件共152页，创作于2023年2月最早提出突变论的是法国科学家居维叶，现代突变理论1972年由法国数学家雷内·托姆在《结构稳定性和形态发生学》中提出，是一种运用拓朴学、奇点理论和结构稳定性等数学工具，研究自然界中各种非连续性突然变化的理论，托姆提出了七种突变类型：折迭突变、尖顶突变、燕尾突变、蝴蝶突变、双曲脐突变、椭圆脐形突变以及抛物脐形突变。托姆为此成就而荣获当前国际数学界的最高奖——菲尔兹奖。114第114页，课件共152页，创作于2023年2月2、渐变与突变的辨证关系①对立区别：主要表现为时间和空间上的差异：例如太阳耀斑与太阳正常的核反应、地壳运动中地幔一般波幅与地震运动、恐龙灭绝与其它生物消亡、社会或人生的正常运行轨迹与突遇变化等。115第115页，课件共152页，创作于2023年2月四川汶川地震破坏力最大的时间为瞬发后的79秒，断层（破裂）长度达216km，表现为突然的单侧破裂其带来的地质影响正常情况下或许要几百万年都难以达到116第116页，课件共152页，创作于2023年2月117第117页，课件共152页，创作于2023年2月②相互统一P63A.相互依存：如同快慢、大小等总是相比较而存在一样。例如恐龙消亡之所以被称为是突变的，但实际上消亡也肯定有一个时间过程，只是这个时间过程相对于大多数生物消亡而言要快很多而已。教材p63例证：超新星大爆发所体现的渐变与突变118第118页，课件共152页，创作于2023年2月B.相互包含：在某个层次上称为突变的现象在更高级的层次上可能是渐变，相反，在高级层次上是渐变的东西，在低级层次上就可能是突变的。例如局部地震、火山爆发、洪水突发、基因突变等，如果我们把这些现象放到更大范围更高层次中去考察，可能就是渐变性质的C.相互转化二种方式：▲通过数量积累（增加丰度）为突变创造条件。没有一定的丰度，即使有诱因也不能产生突变▲通过灾变

“反应阈能值”119第119页，课件共152页，创作于2023年2月米勒实验图示120第120页，课件共152页，创作于2023年2月3、渐变和突变的原因和根据

①分叉

系统在发展过程中会出现多种可能性和多种分支，而非单一的因果的、线性的发展状态，在动态系统演化过程中的某些关节点上，系统的定态行为(稳定行为)可能发生定性的突然改变，即原来的稳定定态变为不稳定定态，同时出现新的定态，这种现象就是分叉。分叉又是一种阈值行为，只要系统的非线性作用强到一定程度，就可能出现分叉。121第121页，课件共152页，创作于2023年2月

②涨落

在物质系统中，因构成系统的要素的性能会有偶尔的变异，也因要素自己的耦合会有偶然的起伏，同时还因环境会对系统带来随机的干扰，因此，刻划系统整体状态的宏观量常常很难始终保持在某个平均值，而会出现随机涨落。如果系统处于近平衡态的稳定系统来说，这种涨落会被收敛平息或者可能随生随灭，系统的运动发展会表现为向某种状态的自发回归，如果系统处于远离平衡状态，系统对微小的随机涨落也会变得极为敏感，随机涨落可能会诱发分叉（身体与外部环境变化、社会稳定与随机涨落）。122第122页，课件共152页，创作于2023年2月普里高津：结构—功能—涨落

与系统的稳定性

决定论的

功能

结构涨落（随机的）

123第123页，课件共152页，创作于2023年2月二、人类活动对自然演化方式的影响1.影响方式①使渐变转化为突变②使突变转化为渐变2.影响性质包括积极的、消极的、未知的**以三峡和其它大坝建设为例124第124页，课件共152页，创作于2023年2月第三节自然界演化的方向一、自然界演化的不可逆性可逆：“天道循环，一寒一暑”，“无往不复”——《易经》“大曰逝，逝曰远，远曰返”——老子经典力学：给定初始条件和运动方程，就可以准确的推出物体在任何时刻的状态。不可逆:君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回，君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。

——李白“人不能二次踏进同一条河”——赫拉克利特“子在川上曰，逝者如斯夫”——毛泽东诗词125第125页，课件共152页，创作于2023年2月“关于存在的物理学”和

“关于过程的物理学”从牛顿力学到相对论、量子力学，物理学基本定律都是守恒律，都是时间可逆的，即无论t还是－t代入公式，物理学定律都不变，一切动力学过程都是可逆的这里不包含过去与未来的任何区别，不存在什么时间之矢。而没有时间演变的世界必然是确定的，因此爱因斯坦说：“上帝不掷骰子”，“过去、现在和将来之间的区别只不过是一种幻觉”。牛顿和爱因斯坦都以确定的自然法则，向我们描绘了一幅无时间的确定性的世界图景。

126第126页，课件共152页，创作于2023年2月一般来说，如果系统从某一状态转变到另一状态后，能够再回复到原来的状态，并且同时使系统的环境也回复到原状，则这种过程是可逆的；反之，如果系统及其环境一经变化之后，不能回复，则这个过程就是不可逆的。人们把映射：t→—t称为时间反演变换，如果描述一个过程的动力学方程在时间反演变化下保持不变，则该过程是时间反演对称的，亦即是可逆过程，换言之，所谓可逆性就是过程的时间反演对称性。而相反，则称为不可逆性。因此，从根本上讲，可逆与不可逆实际上反映了自然演化的状态对时间的关系。127第127页，课件共152页，创作于2023年2月说明：自然界中发生的所有过程本质上都是不可逆的，不仅热传导、质量扩、化学反应、生长发育、物种进化等都是不可逆的，因为物质系统每一次与环境发生物质、信息能量交换之后，其初始状态都不可逆完全恢复，不可逆是绝对的，可逆则是相对的，是一种理想的过程或者说是忽略和舍去了许多规定的抽象，即使是经典力学所研究的运动过程，如果考虑到摩擦、阻力等因素，实际上也是不可可逆的，而电动力学、量子力学等也是一种简化了的认识，是忽略了不可逆性真实过程的理论近似。128第128页，课件共152页，创作于2023年2月“将自然规律描述成原则上是完全可逆，只不过是实在的极度简化的表象的产物”。

——玻姆《现代物理学中的因果性和机遇》“那许许多多塑造着自然之行的基本过程本来是不可逆的和随机的，而那些描述基本相互作用的决定性和可逆的定律不可能告诉人们自然界的全部真情”

——普里高津《探索复杂性》

129第129页，课件共152页，创作于2023年2月但是，在科学研究的实践中，不仅对不可逆的过程的理解往往离不开对可逆过程的研究，比如，卡诺不以理想的可逆过程为基础去研究热力循环，就不可能得到对系统不可逆性作出定量表述的热力学第二定律。所以，可逆性和不可逆性都是相对对方而言的，都在对方中得到说明和对照，得到量度和描述，这恰恰体现出二者之间辨证的既相互区别相互对立又相互依存的关系。关于“可逆悖论”问题，实际上也是可逆与不可逆辨证性的一种表现。130第130页，课件共152页，创作于2023年2月热力学研究人们发现：一个孤立的系统内，热传导过程初始时是温度不均匀分布的状态，温度梯度较大，而随着时间的推移，热传导的继续，温度趋于均匀分布熵将最终达到极大值而使系统进入热平衡状态，而这种热平衡状态是不可能自发回复到初始状态的。这种对称性破缺实际上说明了，时间在这里已经不是一个标量而是一个矢量，因此，时间已经不再是系统运动的外在参照，而是与系统演化的过程和方向紧密联系在一起的。普利高津：“时间是我们存在的基本维度”。131第131页，课件共152页，创作于2023年2月爱丁顿（A·Eddington）时间之矢：对可逆性问题的研究，使得人们从演化的角度对时间箭头意义有了新的思考。例如，一个按牛顿力学运行的理想抛物线，如果时间倒流，抛物体就回从落点回到抛射起点，在时间倒流的图景中，轨迹和速度的变化仍然符合牛顿力学。但对于物质扩散过程则不同，时间的倒流会使扩散的物质回收，这显然不符合扩散定理。由此看来，不同的理论关于时间箭头是有不同的理解的。因此就有了“关于存在的物理学”、关于过程的物理学”的区分。不可逆变化的特点：与时间箭头相联系，未来与过去是不同的，不具有时间反演化的对称性132第132页，课件共152页，创作于2023年2月不可逆性在自然演化中的意义不可逆过程导致的时间过程破缺具有很重要的实际意义，因为它意味着，只有在不可逆存在的情况下，演化才有可能，质的多样性也才有可能。但早期研究发现，不可逆过程往往会导致导致热平衡状态，不可逆对事物的发展似乎总是起着破坏有序结构的作用，从而会使系统从有序趋向无序。133第133页，课件共152页，创作于2023年2月如果不可逆发生在进平衡态附近，那么它的作用就确实是破坏性的。因为，在一个孤立系统内部自然发生的过程总是使系统不可逆地趋于熵取极大值的平衡态——一种分子混乱程度最大化的状态，因此不可逆过程总是起耗散能量和破坏有序结构的消极作用，会使系统从有序走向无序。但如果不可逆发生在远离平衡非线性的平衡区，再加上其它条件，不可逆过程就会对事物发展具有重要的建设性的作用。134第134页，课件共152页，创作于2023年2月贝纳德花样

在一个金属盘子里放进一些液体