第三專題自然界的演化圖景2、宇宙動態演化得理論基礎:伽莫夫得大爆炸理論及隨后發展得暴脹宇宙論。3、演化過程:宇宙開端—奇點。(宇宙時為零)超大統一力場支配得階段。(宇宙時0~10-43秒,溫度為1030k、)混沌場及量子力學真空漲落階段(宇宙時為

10-43~10-35秒,溫度為1028k)宇宙得暴脹階段(宇宙時為10-35~10-32秒),此時,每隔10-34秒宇宙體積便增大一倍,到宇宙時10-10秒時,溫度為1015k,暴脹得結果產生大量得基本粒子與四種力,從此,宇宙進入形成階段。基本粒子形成階段(宇宙時為1秒),各類正反強子得成對生成—湮滅—光子。輻射階段或核合成階段(宇宙時1~3分鐘)特點:輻射占優勢,實物占次要地位;溫度為109k時,開始核反應形成化學元素。實物階段(宇宙演化時為104年,溫度為105k),此時自由電子被原子核俘獲形成原子,進入實物階段;70萬年時,形成原始星系;50億年時,形成第一代恒星。4、支持大爆炸理論得事實根據:河外星系得普遍紅移宇宙中普遍存在得氦豐度約為30%3k微波背景輻射被證明就是大爆炸得遺跡(二)恒星得起源與演化1、理論基礎:彌漫說2、過程:引力收縮階段—幼年期,時間大約幾萬年到幾億年,主要能源就是引力勢能。主序性階段—成年期,幾百萬年至上百億年,輻射壓力與引力均衡。紅巨星階段—老年期,幾千萬年至10多億年。高密恒星階段—衰亡期,核反應停止,能源枯竭。3、恒星歸宿:質量小于太陽8倍及與太陽相當得恒星得變為白矮星質量大于太陽8倍得變為超新星質量比太陽8倍更大得恒星塌縮為黑洞還有一些轉化為星云物質,開始新一輪得演化。(三)地球得起源與演化1、演化觀點:彌漫說赫頓?地球理論?:“隆起說”鮑曼“收縮說”放射性元素大陸漂移學說、海底擴張學說、板塊構造學說2、地球形成得兩大階段:天文時期,包括從地球誕生到原始地殼得形成,形成自身圈層結構、大氣圈、水圈。地質時期,包括從原始地殼得形成到現在,此時,發生了地殼運動、海陸變遷、氣候冷暖交替、出現生物生存得條件。(四)生命得起源與生物得進化1、理論基礎:達爾文進化論、米勒實驗、得克薩斯大學實驗、超循環理論2、演化階段:從無機分子到有機分子從有機小分子到生物大分子從生物大分子到原始生命從非細胞到細胞從單細胞到多細胞從低等生物到高等生物(五)思考到目前為止,自然界演化經歷了四代,第一代—宇宙得進化;第二代—物能系統得進化;第三代—生物系統得進化;第四代—人類得進化。那么,沒有外環境得宇宙靠什么動力進化？物能系統與生物系統進化有統一得機制嗎？如何實現從物能系統到生物系統得突變式進化？二、自然界演化得規律性(一)演化得不可逆性1、三種時間觀:牛頓不變時間觀、熱力學退化時間觀、達爾文進化時間觀。2、兩種沖突:可逆與不可逆沖突、進化與退化沖突。3、自組織理論解決了進化與退化得矛盾。

12大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流1)自組織概念理論:耗散結構理論(I、Prigogine)、協同學(H、Haken)、突變論(R、Thom)、超循環理論(M、Eigen)等。自組織定義:“如果一個系統在獲得空間得、時間得或功能得結構過程中,沒有外界得特定干涉,我們便說該系統就是自組織得?！弊越M織理論解決了物理、化學得退化與生物得進化矛盾。自組織現象就是世界得一種得普遍現象。2)自組織得條件開放系統:與環境交換物質、能量、信息得系統。系統熵變公式:ds=dis+des,其中,ds表示系統得總熵;dis表示系統內部所產生得熵,叫做熵產生,根據熱力學第二定律dis>0;des表示系統與環境交換得熵,叫做熵流,可正可負。第一種情況孤立系統當des=0時,ds=dis>0無序第二種情況開放系統當des>0時,ds=dis+des>0ds=dis>0無序第三種情況開放系統當des<0時且|des|＝dis時,ds=0宏觀結構不變第四種情況開放系統當des<0時,且|des|<dis時,ds=dis+des>0無序第五種情況開放系統當des<0時,且|des|>dis時,ds=dis+des<0有序系統狀態分析圖表注意:系統得開放度

系統與環境得邊界遠離平衡態:平衡態處處均勻,無序;近平衡態有一定得差異,最終會趨向無序;趨使系統遠離平衡狀態依靠開放及內在因素。正反饋:起著放大系統內部差異得作用,非線性作用恩格斯:“相互作用就是事物得真正得終極原因”相互作用有線性與非線性之分,應該說非線性就是事物發展得終極原因普里高津:“對于耗散結構所必須得另一個基本特征就是在系統得各個元素中存在著一種非線性機制。”非線性三個特點:相干性、非加與性、多重選擇性巨漲落孤立系統與開放系統中得漲落其表現不同:孤立系統—忽略不計,開放系統—巨漲落。分叉點上系統有序結構得重新形成取決于在外部環境影響下系統內部快速增長得巨漲落。漲落導致有序(普利高津)舉例:貝納德對流、激光系統意義:自組織理論揭示了自然界系統演化得統一性

4、自組織規律:協同規律、突變規律、對稱性破缺規律。(二)自然界演化發展得周期性1、普遍性2、多樣性:質得多樣性、長短多樣性、環節與階段多樣性。3、開放性(三)自然界演化發展得動力1、非生命界演化發展得動力就是吸引與排斥得矛盾2、生物進化得動力就是動物與環境得相互作用3、協同學對自然界矛盾動力得豐富與深化。三、自然界演化得方向性(一)兩種方向—進化與退化進化指物質系統在演化中從無序到有序、從低序到高序得過程;退化指物質系統在演化中從有序到無序、從高序到低序得過程。進化與退化非簡單對立,而就是相互依存、相互滲透、相互交替得關系。(二)進化與退化得特點自發性特點、穩定性重建特點、離散性特點。四、自然界演化得自組織機制(一)熱寂說、麥克斯韋妖、自組織理論(二)自組織現象得基本特征１、動態性或微觀可變性２、適宜得開放性或非平衡約束３、長程相干或非線性４、內隨機性或自主不