第三专题自然界的演化图景

第三专题自然界的演化图景2、宇宙动态演化得理论基础:伽莫夫得大爆炸理论及随后发展得暴胀宇宙论。3、演化过程:宇宙开端—奇点。(宇宙时为零)超大统一力场支配得阶段。(宇宙时0~10-43秒,温度为1030k、)混沌场及量子力学真空涨落阶段(宇宙时为

10-43~10-35秒,温度为1028k)宇宙得暴胀阶段(宇宙时为10-35~10-32秒),此时,每隔10-34秒宇宙体积便增大一倍,到宇宙时10-10秒时,温度为1015k,暴胀得结果产生大量得基本粒子与四种力,从此,宇宙进入形成阶段。基本粒子形成阶段(宇宙时为1秒),各类正反强子得成对生成—湮灭—光子。辐射阶段或核合成阶段(宇宙时1~3分钟)特点:辐射占优势,实物占次要地位;温度为109k时,开始核反应形成化学元素。实物阶段(宇宙演化时为104年,温度为105k),此时自由电子被原子核俘获形成原子,进入实物阶段;70万年时,形成原始星系;50亿年时,形成第一代恒星。4、支持大爆炸理论得事实根据:河外星系得普遍红移宇宙中普遍存在得氦丰度约为30%3k微波背景辐射被证明就是大爆炸得遗迹(二)恒星得起源与演化1、理论基础:弥漫说2、过程:引力收缩阶段—幼年期,时间大约几万年到几亿年,主要能源就是引力势能。主序性阶段—成年期,几百万年至上百亿年,辐射压力与引力均衡。红巨星阶段—老年期,几千万年至10多亿年。高密恒星阶段—衰亡期,核反应停止,能源枯竭。3、恒星归宿:质量小于太阳8倍及与太阳相当得恒星得变为白矮星质量大于太阳8倍得变为超新星质量比太阳8倍更大得恒星塌缩为黑洞还有一些转化为星云物质,开始新一轮得演化。(三)地球得起源与演化1、演化观点:弥漫说赫顿«地球理论»:“隆起说”鲍曼“收缩说”放射性元素大陆漂移学说、海底扩张学说、板块构造学说2、地球形成得两大阶段:天文时期,包括从地球诞生到原始地壳得形成,形成自身圈层结构、大气圈、水圈。地质时期,包括从原始地壳得形成到现在,此时,发生了地壳运动、海陆变迁、气候冷暖交替、出现生物生存得条件。(四)生命得起源与生物得进化1、理论基础:达尔文进化论、米勒实验、得克萨斯大学实验、超循环理论2、演化阶段:从无机分子到有机分子从有机小分子到生物大分子从生物大分子到原始生命从非细胞到细胞从单细胞到多细胞从低等生物到高等生物(五)思考到目前为止,自然界演化经历了四代,第一代—宇宙得进化;第二代—物能系统得进化;第三代—生物系统得进化;第四代—人类得进化。那么,没有外环境得宇宙靠什么动力进化？物能系统与生物系统进化有统一得机制吗？如何实现从物能系统到生物系统得突变式进化？二、自然界演化得规律性(一)演化得不可逆性1、三种时间观:牛顿不变时间观、热力学退化时间观、达尔文进化时间观。2、两种冲突:可逆与不可逆冲突、进化与退化冲突。3、自组织理论解决了进化与退化得矛盾。

12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流1)自组织概念理论:耗散结构理论(I、Prigogine)、协同学(H、Haken)、突变论(R、Thom)、超循环理论(M、Eigen)等。自组织定义:“如果一个系统在获得空间得、时间得或功能得结构过程中,没有外界得特定干涉,我们便说该系统就是自组织得。”自组织理论解决了物理、化学得退化与生物得进化矛盾。自组织现象就是世界得一种得普遍现象。2)自组织得条件开放系统:与环境交换物质、能量、信息得系统。系统熵变公式:ds=dis+des,其中,ds表示系统得总熵;dis表示系统内部所产生得熵,叫做熵产生,根据热力学第二定律dis>0;des表示系统与环境交换得熵,叫做熵流,可正可负。第一种情况孤立系统当des=0时,ds=dis>0无序第二种情况开放系统当des>0时,ds=dis+des>0ds=dis>0无序第三种情况开放系统当des<0时且|des|＝dis时,ds=0宏观结构不变第四种情况开放系统当des<0时,且|des|<dis时,ds=dis+des>0无序第五种情况开放系统当des<0时,且|des|>dis时,ds=dis+des<0有序系统状态分析图表注意:系统得开放度

系统与环境得边界远离平衡态:平衡态处处均匀,无序;近平衡态有一定得差异,最终会趋向无序;趋使系统远离平衡状态依靠开放及内在因素。正反馈:起着放大系统内部差异得作用,非线性作用恩格斯:“相互作用就是事物得真正得终极原因”相互作用有线性与非线性之分,应该说非线性就是事物发展得终极原因普里高津:“对于耗散结构所必须得另一个基本特征就是在系统得各个元素中存在着一种非线性机制。”非线性三个特点:相干性、非加与性、多重选择性巨涨落孤立系统与开放系统中得涨落其表现不同:孤立系统—忽略不计,开放系统—巨涨落。分叉点上系统有序结构得重新形成取决于在外部环境影响下系统内部快速增长得巨涨落。涨落导致有序(普利高津)举例:贝纳德对流、激光系统意义:自组织理论揭示了自然界系统演化得统一性

4、自组织规律:协同规律、突变规律、对称性破缺规律。(二)自然界演化发展得周期性1、普遍性2、多样性:质得多样性、长短多样性、环节与阶段多样性。3、开放性(三)自然界演化发展得动力1、非生命界演化发展得动力就是吸引与排斥得矛盾2、生物进化得动力就是动物与环境得相互作用3、协同学对自然界矛盾动力得丰富与深化。三、自然界演化得方向性(一)两种方向—进化与退化进化指物质系统在演化中从无序到有序、从低序到高序得过程;退化指物质系统在演化中从有序到无序、从高序到低序得过程。进化与退化非简单对立,而就是相互依存、相互渗透、相互交替得关系。(二)进化与退化得特点自发性特点、稳定性重建特点、离散性特点。四、自然界演化得自组织机制(一)热寂说、麦克斯韦妖、自组织理论(二)自组织现象得基本特征１、动态性或微观可变性２、适宜得开放性或非平衡约束３、长程相干或非线性４、内随机性或自主不