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自然辩证法(自然系统的演化和发展)


2.自然界演化的进化和退化
②进化与退化的特点。 ⅰ.自发性。 ⅱ.稳定性重建。 ⅲ.离散性。
2.自然界演化的进化和退化
③需注意的问题。 ⅰ.进化与退化是相对的概念。 ⅱ.在自然界中,绝对的进化与绝对的 退化皆不可能。 ⅲ.进化与退化在一定条 件下可以相互转化。
2.自然界演化的进化和退化
④系统进化所需要的条件。 ⅰ.系统远离平衡态。 ⅱ.系统必须处于开放状态。 ⅲ.系统的非线性相互作用。 ⅳ.内部涨落。
温度进一步下降到100万度后,早期 形成化学元素的过程结束。宇宙间的物 质主要是质子、电子、光子和一些比较 轻的原子核。 当温度降到几千度时,辐射减退, 宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚 成气云,再进一步形成各种各样的恒星 体系,成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实
大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后 产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度 下降至今天这一段时间为短,即应小于200亿 年。各种天体年龄的测量证明了这一点。 观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红 移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来 解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。
根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以 具体计算宇宙每一历史时期的温度。大 爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言, 今天的宇宙已经很冷,只有绝对温度几 度。1965年,果然在微波波段上探测到 具有热辐射谱的微波背景辐射,温度约 为3K。
2.宇宙的起源与演化
⑵宇宙演化过程分为四个阶段。
①基本粒子形成阶段。(1秒之内)
1.自然界演化的不可逆性
①不可逆过程如果发生在平衡态附近, 它就会破坏原有系统的有序结构,使系统 退化。
1.自然界演化的不可逆性
②不可逆过程如果发生在远离平衡态 的非线性放大区域,情况就大不一样了。
非平衡是有序之源。 ——普里高津
1.自然界演化的不可逆性
系统从无序到有序,从简单结构演变为复杂 结构的过程。
所谓可逆,指的是一个物质系统从某一状态 出发,经过某一过程达到另一个状态,如果存在 另一个过程,它能够使该物质系统和外界环境完 全复原,则原来的过程称为可逆过程,或简称为 可逆。 反之,用任何方法都不可能使物质系统和 外界环境完全复原,则原来的过程称为不可逆过 程,或简称为不可逆。
1.自然界演化的不可逆性
2.自然界演化的进化和退化
⑤进化的几点启示。 ⅰ.系统中的相互作用是系统进化的基 本依据。 ⅱ.从外部获取物质和能量是系统进化 的基本条件。 ⅲ.内部涨落是系统进化的直接诱因。
三.自然界发展的规律性
1.系统层次律 2.转化守恒律 3.循环发展律
1.系统层次律
⑴整个自然界的所有物质存在形成一 个系统。 ⑵自然界这个物质系统又分为一系列 的物质层次。 ⑶不同类型的系统之间通过相干性关 系构成更高一级的系统。
2.转化守恒律
⑴转化。
表现在: ①自然界中并存的各种运动形式之间 在一定条件下的相互转化。 ②自然界演化发展过程中物质运动形 式不断从低级向高级、从简单向复杂的转 化。
2.转化守恒律
⑵守恒。
守恒性包括量上的守恒和质上的守恒 两个方面。 ①运动转化在量上的守恒称为狭义运 动不灭原理。 ②运动转化在质上的守恒称为广义运 动不灭原理。
1930年,爱丁 顿把“哈勃定律” 与“宇宙膨胀假说” 联系起来。
2.宇宙的起源与演化
1932年,勒梅1948年, 伽莫夫提 出“大爆 炸宇宙 论”,以 后又提出 “暴胀宇 宙论”。
2.宇宙的起源与演化
宇宙起源理论的发展线索。
1905年,爱因斯坦建立相对论→1917 年,提出静态宇宙模型。→1927年,勒梅 特提出“宇宙膨胀假说”。→1929年,哈 勃发现了“哈勃定律”。→1930年,爱丁 顿把“哈勃定律”与“宇宙膨胀假说”联 系起来。→1932年,勒梅特提出“原初原 子”的新概念。→1948年,伽莫夫提出 “大爆炸宇宙论”。→以后又提出“暴胀 宇宙论”。
自然系统的演化和发展
一.自然界演化的历史性 二.自然界演化的方向性 三.自然界发展的规律性
一.自然界演化的历史性
1.古代的宇宙论 2.宇宙的起源与演化 3.恒星的起源与演化 4.地球的起源与演化 5.生命的起源和生物的进化 6.人类的起源与发展 7.生物进化的原因
1.古代的宇宙论
“宇宙”的含义有广义、狭义之分:广义上 指无限多样、永恒发展的物质世界;狭义 上指一定时代观测所及的最大天体系统。
③不可逆概念的界定包括两个要点:
第一,可逆与不可逆是刻画过程的概念。 第二,可逆与不可逆是刻画过程可复原 性的概念。
1.自然界演化的不可逆性
④注意的问题。
ⅰ.不可逆并不意味着其逆过程一定不 会发生。 ⅱ.可逆过程也不意味着其逆过程一定 存在。
1.自然界演化的不可逆性
⑶不可逆在演变中的作用。
不可逆性的存在是一件有意义的事情。 它的存在意味着,系统的演化才是可能的, 质的多样性才是可能的。
2.转化守恒律
⑶意义。
运动形式转化在量上的守恒和质上的 守恒是统一的、不可分割的两个方面,否 定任何一个方面,都会导致否定自然界运 动转化的守恒性。
3.循环发展律
⑴自然界循环发展的 周期性。 ⑵自然界循环发展的 无限性。
②辐射阶段和核合成阶段。(1秒—1万年)
2.宇宙的起源与演化
⑶“大爆炸宇宙论”和“暴胀宇宙 论” 的观察依据。
①宇宙中普遍存在的氦丰度。 ②3K微波背景辐射。 ③河外星系的谱线红移。
二.自然界演化的方向性
1.自然界演化的不可逆性 2.自然界演化的进化和退化
1.自然界演化的不可逆性
⑴什么是可逆与不可逆。
“四方上下曰宇,古往今来曰宙。”
2.宇宙的起源与演化
⑴宇宙起源理论的发展线索。
爱因斯坦于1905年 建立狭义相对论,1917 年提出有界无限的静态 宇宙模型。
2.宇宙的起源与演化
1927年,勒梅 特提出“宇宙膨胀 假说”。
2.宇宙的起源与演化
1929年,哈勃 提出了著名的“哈 勃定律”。
2.宇宙的起源与演化
⑵不可逆性问题的研究。
①不可逆是工程技术研究中提出的一 个问题,这个问题首先在热力学中给出了 答案。
热力学第一定律 热力学第二定律
1.自然界演化的不可逆性
②不可逆过程的普遍性。
1.自然界演化的不可逆性
生态食物链中能量以食物的形式在营 养级间传递,既 被用于合成新组 织又被降解为热 而消散。
1.自然界演化的不可逆性
2.自然界演化的进化和退化
⑴有序与无序
所谓有序,一般是指系统内部或系统 之间的有规则的联系和次序。
2.自然界演化的进化和退化
所谓无序,一般是指系统内部或系统 之间是混乱而无规则、无秩序的组合。
2.自然界演化的进化和退化
⑵进化与退化
①概念。 进化一般是指物质客体演化中由无序 到有序、由低序到高序、由低级到高级的 趋势和过程。 退化一般是指物质客体演化中由有序 到无序、由高序到低序、由高级到低级的 趋势和过程。
(big-bang cosmology)主要观 点
在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。 物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇 宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一 些基本粒子形态的物质。 但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很 快下降。 当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自 由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结 合成重氢、氦等元素。化学元素就是从这一时期 开始形成的。
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