自然界的存在与演化 (2)精品文稿.ppt

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1、自然界的存在与演化(2)第1页，本讲稿共71页摘要幻灯片续一摘要幻灯片续一二、自然界物质系统的整体性二、自然界物质系统的整体性1、系统的整体性、系统的整体性2、整体与部分的关系、整体与部分的关系三、自然界物质系统的稳定性三、自然界物质系统的稳定性1、系统稳定性的衡量标准、系统稳定性的衡量标准2、系统稳定性与耗散结构、系统稳定性与耗散结构3、系统稳定性的相对性、系统稳定性的相对性四、自然界物质系统的层次性四、自然界物质系统的层次性（一）层次结构的基本特征（一）层次结构的基本特征第2页，本讲稿共71页 摘要幻灯片续二摘要幻灯片续二1、构成性、构成性2、相干性、相干性（二）层次结构的结合度（二）层次

2、结构的结合度（三）层次结构的因果链（三）层次结构的因果链第第2节节 自然界的演化自然界的演化一、自然界的演化过程一、自然界的演化过程（一）宇宙和天体的起源与演化（一）宇宙和天体的起源与演化（二）地球的演化（二）地球的演化（三）生命的起源与演化：生物圈（三）生命的起源与演化：生物圈第3页，本讲稿共71页 摘要幻灯片续三摘要幻灯片续三二、自然界的演化方向二、自然界的演化方向（一）退化及其根据（一）退化及其根据（二）进化的根据和条件（二）进化的根据和条件（三）进化与退化的关系（三）进化与退化的关系三、自然界演化的规律性三、自然界演化的规律性（一）自然界演化的不可逆性（一）自然界演化的不可逆性（二）自

3、然界演化的周期性（二）自然界演化的周期性1、周期性的表现、周期性的表现2、周期性的证据、周期性的证据3、结语、结语第4页，本讲稿共71页 摘要幻灯片续四摘要幻灯片续四第第3节节 人和自然界人和自然界一、人与自然的对象性关系一、人与自然的对象性关系（一）人的受动性及其表现（一）人的受动性及其表现（二）人的能动性及其表现（二）人的能动性及其表现二、人工自然的扩大二、人工自然的扩大1、人工自然的本质、人工自然的本质2、人工自然与生态平衡、人工自然与生态平衡3、生态系统、生态系统4、生态规律、生态规律第5页，本讲稿共71页 摘要幻灯片续五摘要幻灯片续五三、人与自然的协调发展三、人与自然的协调发展（一）

4、人与自然协调发展的必要性（一）人与自然协调发展的必要性1、人口问题、人口问题2、环境问题、环境问题3、资源短缺、资源短缺（二）人与自然的协调发展（二）人与自然的协调发展1、协调发展的指导思想、协调发展的指导思想2、协调发展的方式、协调发展的方式3、协调发展与、协调发展与“可持续发展可持续发展”4、实现协调发展的条件、实现协调发展的条件思考题思考题第6页，本讲稿共71页 第二讲第二讲 自然界的存在与演化自然界的存在与演化 自然界有广义和狭义之分。自然界有广义和狭义之分。广广义义的的自自然然界界是是指指整整个个宇宇宙宙，包包括括非非生生命命世世界、生命世界和人类社会。界、生命世界和人类社会。狭狭义

5、义的的自自然然界界则则是是指指与与人人类类社社会会相相区区别别的的物物质世界，即人类社会生活的自然环境。质世界，即人类社会生活的自然环境。自然界是人类一切知识的来源。自然界是人类一切知识的来源。第7页，本讲稿共71页 第第1 1节节 自然界的系统性存在自然界的系统性存在 现现代代科科学学研研究究成成果果表表明明，自自然然界界是是由由各各种种不不同同的的物物质质实实体体组组成成的的，而而所所有有的的物物质质实实体体又又是是以以系系统统的的方方式式存存在在着着。第8页，本讲稿共71页 一、自然界的物质统一性一、自然界的物质统一性 自自然然界界是是物物质质的的，从从基基本本粒粒子子到到天天体体，从从

6、具具有有生生命命活活性性的的生生物物大大分分子子到到人人，都都是是物物质质的的不不同同形态。形态。自然界就存在于各种不同的物质形态之中。自然界就存在于各种不同的物质形态之中。第9页，本讲稿共71页 (一一)物质形态的差异性与多样性物质形态的差异性与多样性 自自然然界界的的物物质质不不仅仅具具有有客客观观实实在在性性和和统统一一性，而且其形态是千姿百态、无限多样的。性，而且其形态是千姿百态、无限多样的。同同时时，这这种种物物质质形形态态的的差差异异性性和和多多样样性性也也是其统一性的前提条件。是其统一性的前提条件。第10页，本讲稿共71页 1 1、根据能否自我新陈代谢和遗传变异、根据能否自我新陈

7、代谢和遗传变异 据据此此可可以以把把自自然然界界中中各各种种各各样样的的物物质质形形态划分为：态划分为：非生命世界非生命世界和和生命世界。生命世界。第11页，本讲稿共71页 (1)(1)非生命世界非生命世界 1)1)宇宇观观世世界界中中有有：星星云云、行行星星、恒恒星星、星星系系、星星系系团团、超超星星系系团团、类类星星体体、总总星星系系等等不不同同的的物物质形态。质形态。2)2)宏宏观观世世界界包包括括：有有机机物物、无无机机化化合合物物(100(100多多万种万种)、单质等形式。、单质等形式。3)3)微微观观领领域域中中有有：110110多多种种元元素素；400400多多种种基基本本粒粒子

8、子(含含两两大大类类：轻轻子子类类，包包括括光光子子族族和和轻轻子子族族；重子类，包括介子族和重子族重子类，包括介子族和重子族)。第12页，本讲稿共71页 （2 2）生命世界）生命世界 从从生生物物大大分分子子、细细胞胞、微微生生物物到到植植物物、动动物物、生物圈更是五彩缤纷、形态万千。生物圈更是五彩缤纷、形态万千。目目前前，人人们们已已发发现现其其存存在在的的动动物物(含含昆昆虫虫)就就有有150150多万种；多万种；植物植物3030多万种；多万种；微生物微生物8 89 9万种。万种。第13页，本讲稿共71页 2 2、依据不同的物质聚集状态、依据不同的物质聚集状态 据此自然界的物质形态可以划

9、分为：据此自然界的物质形态可以划分为：固态、液态、气态；固态、液态、气态；等离子态；等离子态；超密态；超密态；真空场真空场 反物质反物质(其根据是所有的基本粒子都有反粒子其根据是所有的基本粒子都有反粒子)。第14页，本讲稿共71页 (二二)自然界的物质统一性自然界的物质统一性 自自然然界界的的物物质质形形态态尽尽管管多多种种多多样样，各各不不相同。相同。但但不不同同形形态态的的物物质质客客体体又又具具有有统统一一性性。第15页，本讲稿共71页 1 1、化学元素上的统一性、化学元素上的统一性 经光谱分析发现宇宙万物在化学元素上具有统一性：经光谱分析发现宇宙万物在化学元素上具有统一性：其其一一，宇

10、宇观观世世界界都都是是由由在在地地球球上上均均可可找找到到的的化化学学元元素所组成；素所组成；其其二二，无无机机物物与与生生命命物物质质在在化化学学成成分分上上也也有有着着同同一一性；性；最最后后，对对微微观观领领域域物物质质形形态态统统一一性性的的论论证证已已深深入入到到基基本本粒粒子子层层次次，而而且且在在基基本本粒粒子子之之间间也也有有着着相相互互转转化。化。第16页，本讲稿共71页 2 2、物质基本形态上的统一性、物质基本形态上的统一性 自自然然界界的的物物质质形形态态可可归归结结为为实实物物和和场场两两种种基基本本形形态态，其其间间存存在着统一性。在着统一性。一一方方面面，实实物物与

11、与场场之之间间相相互互联联系系，不不可可分分割割，有有实实物物存存在在就就有有实实物物之之间间相相互互作作用用的的场场，任任何何场场都都是是某某种种实实物物之之间间的的相相互作用。互作用。另一方面，实物与场之间在一定的条件下可以相互转化。另一方面，实物与场之间在一定的条件下可以相互转化。如如电电子子和和正正电电子子相相遇遇时时可可“湮湮灭灭”而而转转化化为为光光子子，即即转转化化为为电电磁磁场场；反反之之，在在核核子子场场中中光光子子的的能能量量足足够够大大时时，光光子也可以转化为正、负电子。子也可以转化为正、负电子。第17页，本讲稿共71页 3 3、质能守恒定律、质能守恒定律 质质量量守守恒

12、恒定定律律和和能能量量守守恒恒与与转转化化定定律律也也是是自自然然界界物物质质形态统一性的一个有力证据。形态统一性的一个有力证据。核核物物理理在在研研究究核核聚聚变变反反应应过过程程中中，发发现现有有“质质量量亏亏损损”的现象。的现象。“质质量量亏亏损损”并并不不是是质质量量真真的的丢丢失失了了，而而是是指指静静止止质质量量的的减减少少，但但与与此此同同时时运运动动质质量量则则相相应应增增加加，或或实实物物状状态态的的物物质质以以能能量量的的形形式式转转化化成成场场状状态态的的物物质质，亏亏损损的的静静止止质质量量转转化化成成场场的的质质量量，所所以以整整个个系系统统的的总总质质量量仍仍然然守

13、守恒恒。这这种种守恒通常表现为质能守恒。守恒通常表现为质能守恒。第18页，本讲稿共71页 二、自然界物质系统的整体性二、自然界物质系统的整体性 整整个个自自然然界界中中的的各各种种物物质质客客体体，从从微微观观粒粒子子到到宇宇宙宙天天体体，从从生生物物大大分分子子到到整整个个生生物物圈圈，无无不不以以系系统统的的方式存在着。方式存在着。系系统统是是由由若若干干相相互互联联系系、相相互互作作用用的的诸诸要要素素所所组组成成的的具具有有一一定定结结构构和和功功能能的的有有机机整整体体，是是自自然然界界的的一一种根本属性和存在方式。种根本属性和存在方式。第19页，本讲稿共71页 1 1、整体性、整体

14、性 所所谓谓整整体体性性是是指指物物质质系系统统所所具具有有的的不不可可还还原原的的整整体体性性质质，即即作作为为物物质质系系统统的的整整体体，出出现现了了它它的的组组成成部部分分所所没没有有的的性性质质或或者者失失去去了了组组成部分所具有的性质。成部分所具有的性质。物物质质系系统统的的“整整体体”与与“堆堆”有有着着显显著著的的区区别。别。系系统统的的整整体体性性是是系系统统中中整整体体与与部部分分之之间间非非加加和性关系的表征。和性关系的表征。第20页，本讲稿共71页 2 2、整体与部分的关系、整体与部分的关系 整体与部分的关系包括：整体与部分的关系包括：加和性加和性与与非加和性关系非加和

15、性关系两种。两种。所所谓谓加加和和性性关关系系，是是指指各各部部分分可可以以用用简简单单相相加加的的办办法法逐逐渐渐建建立立整整体体的的特特性性，即即整体的特征能够分解为各个要素的特征之和。整体的特征能够分解为各个要素的特征之和。但但由由各各部部分分之之间间的的相相干干性性造造成成的的非非加加和和性性关关系系的的存存在在，却却使使系系统统出出现现其其组组成成部部分分所没有的新属性，使系统与其构成要素之间出现质的差异。所没有的新属性，使系统与其构成要素之间出现质的差异。相干性相干性是指一种耦合关系。是指一种耦合关系。耦合耦合各方经过物质、能量、信息的交换而彼此约束、选择、协同和放大。各方经过物质

16、、能量、信息的交换而彼此约束、选择、协同和放大。约束和选择意味着耦合各方原有自由度的减少乃至部分属性的丧失；约束和选择意味着耦合各方原有自由度的减少乃至部分属性的丧失；协协同同和和放放大大意意味味着着耦耦合合各各方方在在一一种种新新的的模模式式下下协协调调一一致致地地活活动动，其其原原有有的的属属性性可可以以被拓宽放大。被拓宽放大。它们交错重叠在一起，共同导致属性不可分割的整体的形成。它们交错重叠在一起，共同导致属性不可分割的整体的形成。第21页，本讲稿共71页 非加和性关系成因例证非加和性关系成因例证 在在一一个个原原子子中中，原原子子核核与与电电子子之之间间的的制制约约使使电电子子受受到到

17、时时空空状状态态、随随机机性性、自自由由度度等等方方面面的的约约束束；由由于于约约束束，排排除除了了一一部部分分可可能能的的状状态态，保保留留了了另另一一部部分分可可能能的的状状态态，这这便便意意味味着着选选择择，最最终终使使得得核核与与核核外外电电子子协协同同构构成成原原子子，使使原原子子具具有有了了金金属属性性、非非金金属属性性等等原原子子核核与与核核外外电电子子所不具有的新属性。所不具有的新属性。如如果果整整体体由由于于部部分分的的相相干干性性出出现现新新属属性性，则则整整体体(已已成成为为系系统统)在在相相关关的属性上，便表现出非加和性。的属性上，便表现出非加和性。这这种种非非加加和和

18、性性特特征征表表明明，物物质质系系统统的的整整体体特特性性既既不不能能归归结结为为它它的的组组成成部分的特性，也不是其组成部分的简单部分的特性，也不是其组成部分的简单“堆积堆积”。它它所所反反映映的的是是某某种种具具有有新新质质的的联联系系，是是标标志志物物质质系系统统具具有有整整体体性性的的一种必不可少的联系方式。一种必不可少的联系方式。第22页，本讲稿共71页 三、自然界物质系统的稳定性三、自然界物质系统的稳定性 物物质质系系统统的的稳稳定定性性是是指指物物质质系系统统在在一一定定环环境境条条件件下下能能够够保保持持某种状态的特性，它体现了物质系统与环境的相互作用关系。某种状态的特性，它体

19、现了物质系统与环境的相互作用关系。依依据据系系统统与与环环境境的的关关系系，物物质质系系统统可可以以分分为为孤孤立立、封封闭闭和和开开放放系统三类。系统三类。孤立系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换；孤立系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换；封闭系统与环境之间仅有能量交换，而无物质交换；封闭系统与环境之间仅有能量交换，而无物质交换；开放系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。开放系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。在这三类系统中，开放系统具有更大的普遍性。在这三类系统中，开放系统具有更大的普遍性。第23页，本讲稿共71页 1 1、系统稳定性的衡量标准、系统稳定性的衡量标准 系系

20、统统的的稳稳定定性性可可通通过过涨涨落落衡衡量量。系系统统的的状状态态变变量量对对平平均均值值的的一一定定偏偏离离或或起起伏伏即即涨涨落落。只只有有经经受受涨涨落落后后能能恢恢复复自自身身状状态态的的物物质质系系统统，才才有有存存在在的的可可能能。这这种种对对涨涨落落的的不不变变性性就就是系统的稳定性。是系统的稳定性。然然而而，并并非非系系统统的的每每种种状状态态都都是是稳稳定定的的。按按照照对对涨涨落落的的不同反应可以区分出三种状态：不同反应可以区分出三种状态：恒恒稳稳态态对对涨涨落落保保持持不不变变的的状状态态；亚亚稳稳态态在在一一定定范范围围内内对对涨涨落落保保持持不不变变的的状状态态；

21、不不稳稳定定态态在在涨涨落落下下即即行行消消失的状态。失的状态。第24页，本讲稿共71页 2 2、系统的稳定性与耗散结构、系统的稳定性与耗散结构 物质系统的稳定性的产生和耗散结构的存在是密切相关的。物质系统的稳定性的产生和耗散结构的存在是密切相关的。一一个个远远离离平平衡衡态态的的开开放放系系统统通通过过不不断断与与外外界界交交换换物物质质与与能能量量，在在外外界界条条件件的的变变化化达达到到一一定定阈阈值值时时，可可能能从从原原来来的的无无序序混混乱乱状状态态，转转变变为为一一种种时时空空或或结结构构有有序序的的新新状状态态，这这种种有有序序状状态态需需要要不不断断地地与与外外界界交交换换物

22、物质质和和能能量才能维持，并保持一定的稳定性。量才能维持，并保持一定的稳定性。这种在远离平衡情况下形成的新的有序结构，称为这种在远离平衡情况下形成的新的有序结构，称为“耗散结构耗散结构”。耗耗散散结结构构作作为为一一种种时时空空有有序序结结构构，正正是是在在一一个个自自我我保保持持和和自自我我修修复复的的系系统统中中维维护护各各部部分分之之间间关关系系的的一一种种特特定定构构型型。因因而而其其存存在在就就标标志志着着系系统处于统处于“稳定状态稳定状态”。耗耗散散结结构构的的产产生生过过程程也也是是一一种种自自组组织织形形成成的的过过程程，其其形形成成机机制制在在一一定定程度上反映了系统稳定性产

23、生并得以保持的内在原因。程度上反映了系统稳定性产生并得以保持的内在原因。第25页，本讲稿共71页 3 3、系统稳定性的相对性、系统稳定性的相对性 物物质质系系统统的的稳稳定定性性是是相相对对于于一一定定范范围围而而言言的的。超超出出这这个个范范围围，原原有的稳定态就会失稳，涨落将支配系统的行为。有的稳定态就会失稳，涨落将支配系统的行为。当当这这种种涨涨落落被被一一定定条条件件所所巩巩固固时时，就就会会出出现现新新的的稳稳定定态态。即即随随着着外界控制参量的变化，系统会经历稳定外界控制参量的变化，系统会经历稳定失稳失稳再稳定的演化历程。再稳定的演化历程。普普利利高高津津提提出出的的结结构构功功能

24、能涨涨落落图图(见见下下图图)，就就是是这这种种过过程程的的形形象象表表述。述。按按这这个个图图式式，随随机机涨涨落落会会导导致致系系统统内内部部机机制制的的改改变变(普普利利高高津津称称这这种种机机制制为为“功功能能”)。如如果果这这种种改改变变不不是是发发生生在在临临界界点点附附近近，那那么么系系统统的的结结构构会会平平息息涨涨落落，系系统统依依然然是是稳稳定定的的。如如果果涨涨落落被被放放大大到到临临界界点点附附近近，结结构构无无法法调调整整这这些些机机制制，稳稳态态将将转转化化为为失失稳稳，宏宏观观时时空空结结构构也也会会发发生生变变化化。而而在在变变化化了了的的时时空空结结构构中中，

25、又又会会有有新新的的涨涨落。落。第26页，本讲稿共71页 普利高津结构普利高津结构功能涨落图功能涨落图 （决定论的）（决定论的）功能功能 结构结构 涨落涨落 （随机的）（随机的）第27页，本讲稿共71页四、自然界物质系统的层次性四、自然界物质系统的层次性 一一个个较较为为复复杂杂的的系系统统都都是是按按层层次次结结构构组组织织起起来来的的，即即每每个个物物质质系系统统都都是是较较高高一一级级系系统统的的一一个个要要素素，同同时时它它作作为为较较高高一一级级系系统统的的要要素素本本身身，通通常常又又是是较较低低一一级级的的系系统统，这这样样便便形形成成了了自自然然界界物物质质系系统统的层次性（如

26、下图）。的层次性（如下图）。第28页，本讲稿共71页 图图2-22-2非生命世界物质层次非生命世界物质层次 图图2-32-3生命世界物质层次生命世界物质层次 总星系总星系 星系团星系团 生物圈生物圈 星系星系 生态系统生态系统 恒星恒星 生物群落生物群落 行星行星(包括卫星包括卫星)种种 群群 地面上的宏观物体地面上的宏观物体 生物个体生物个体第29页，本讲稿共71页 图图2-22-2非生命世界物质层次非生命世界物质层次 图图2-32-3生命世界物质层次生命世界物质层次 地面上的宏观物体地面上的宏观物体 生物个体生物个体 分子分子 系统系统 原子原子 器官器官 原子核原子核 组织组织 基本粒子

27、基本粒子 细胞细胞 夸克夸克生物大分子生物大分子第30页，本讲稿共71页(一一)层次结构的基本特征层次结构的基本特征 层层次次结结构构指指的的是是，若若干干要要素素经经相相互互作作用用构构成成的的系系统统，再再通通过过新新的的相相互互作作用用而而构构成成新新系统的逐级构成的结构关系。系统的逐级构成的结构关系。在在这这种种关关系系中中，参参与与构构成成的的系系统统称称为为低低层层系统，构成后的新系统称为高层系统。系统，构成后的新系统称为高层系统。第31页，本讲稿共71页 1 1、构成性：层次结构特征之一、构成性：层次结构特征之一 层层次次结结构构的的一一个个显显著著特特征征是是，低低层层系系统统

28、对对高高层层系系统统具具有有构构成成关关系系：低低层层系系统统必必须须是是高高层层系系统统的的构构成成部部分分，而而高高层层系系统统也也只只能能以以低低层层系系统统为为存存在在基基础。础。层层次次结结构构中中的的构构成成性性关关系系是是物物质质系系统统之之间间的的纵纵向向的的或或垂垂直直的的有有序序关关系系，即即子子系系统统与与母母系系统统、各各个个子子系系统统之之间间的的相相互互包包含含和和相相互互作作用用，它它反反映映出出不不同层次之间是相互依存的。同层次之间是相互依存的。第32页，本讲稿共71页 2 2、相干性：层次结构特征之二、相干性：层次结构特征之二 层次结构中的相干性关系是物质系统

29、间的横向关系。层次结构中的相干性关系是物质系统间的横向关系。只只有有通通过过相相干干性性关关系系，它它们们才才能能结结合合起起来来构构成成高高一一级级系系统，导致纵向层次间质的差异。统，导致纵向层次间质的差异。随随着着每每一一个个新新物物质质层层次次的的形形成成，总总会会有有新新质质的的突突现现和和新新功功能的问世。能的问世。相相干干性性关关系系所所造造成成的的新新层层次次往往往往在在自自身身结结构构上上更更简简单单一一些些，从而为低层系统能够并入高层次的活动模式创造条件。从而为低层系统能够并入高层次的活动模式创造条件。第33页，本讲稿共71页 (二二)层次结构的结合度层次结构的结合度 由由层

30、层次次结结构构的的基基本本特特点点决决定定了了其其结结合合度度的的差差异异性性和和递递减减性等特征。性等特征。一一般般随随着着层层次次由由低低向向高高推推进进，结结合合的的紧紧密密程程度度由由大大到到小小而而递递减：减：从从将将夸夸克克结结合合为为基基本本粒粒子子的的力力量量到到将将中中子子和和质质子子结结合合为为原原子子核核的的核核交交换换力力；从从将将原原子子核核与与电电子子结结合合 的的电电磁磁力力到到将将原原子子结结合合为为分分子子的的共共价价键键或或离离子子键键；从从将将化化学学分分子子结结合合为为生生命命大大分分子子到到将将多多细细胞胞结结合合为为生生命命整整体体；直直至至维维持持

31、生生物物群群落落和和生生态态系系统统的的力力量量，不不但但具具有有巨巨大大的的强强弱弱差差异异，而而且且是是依依次次递递减减的的。第34页，本讲稿共71页 (三三)层次结构的因果链层次结构的因果链 层次结构中存在着双向因果链：上向因果链和下向因果链。层次结构中存在着双向因果链：上向因果链和下向因果链。其其一一，低低层层系系统统及及其其相相干干性性关关系系作作为为原原因因，可可以以在在高高层层系系统统中中引引起起一一定定的的结结果果，决决定定高高层层系系统统的的特特点点和和规规律律，此此乃乃其其上上向向因因果链。果链。其其二二，高高层层系系统统对对低低层层系系统统的的支支配配、影影响响和和限限制

32、制，这这是是其其下下向向因因果果链链。这这种种双双向向因因果果链链的的存存在在，不不仅仅造造成成了了层层次次之之间间的的差差别别，也也沟沟通通了层次之间的联系：了层次之间的联系：上上向向因因果果链链的的存存在在，提提供供了了从从低低层层次次规规律律入入手手认认识识高高层层次次现现象象的的可可能能性性；而而下下向向因因果果链链的的存存在在，则则保保证证了了从从高高层层次次规规律律出出发发对对加加入高层系统的低层现象进行解释和预言的可能性。入高层系统的低层现象进行解释和预言的可能性。第35页，本讲稿共71页 第第2 2节节 自然界的演化自然界的演化 自然界不仅存在着，而且生成着并消逝着。自然界不仅

33、存在着，而且生成着并消逝着。生生成成与与消消逝逝的的不不断断更更替替，便便构构成成了了自自然然界界的演化链条。的演化链条。要要揭揭示示自自然然界界的的奥奥秘秘，展展示示自自然然界界的的图图景景，除除了了把把自自然然界界作作为为一一种种存存在在来来把把握握，还还必必须把自然界当作一种过程来理解。须把自然界当作一种过程来理解。第36页，本讲稿共71页 一、自然界的演化过程一、自然界的演化过程 根根据据目目前前已已确确认认的的科科学学事事实实和和比比较较公公认认的的科科学学假假说说，我我们们可可对对自自然然界界的的演演化过程作出一个大致的描述。化过程作出一个大致的描述。第37页，本讲稿共71页 (一

34、一)宇宙和天体的起源与演化宇宙和天体的起源与演化 1 1、宇宙起源与大爆炸假说、宇宙起源与大爆炸假说 关于宇宙起源的认识主要来自于伽莫夫关于宇宙起源的认识主要来自于伽莫夫“大爆炸假说大爆炸假说”及其修正。及其修正。而而形形成成后后的的宇宇宙宙的的演演化化先先后后经经历历了了基基本本粒粒子子形形成成阶阶段段、辐辐射射阶阶段段或或核合成阶段、实物阶段。核合成阶段、实物阶段。2 2、恒星演化与弥漫说、恒星演化与弥漫说 恒星的演化，按目前广为接受的弥漫说，一般要经历以下几个阶段：恒星的演化，按目前广为接受的弥漫说，一般要经历以下几个阶段：引引力力收收缩缩阶阶段段(包包括括快快收收缩缩阶阶段段和和慢慢收

35、收缩缩阶阶段段)：主主序序星星阶阶段段；红红巨巨星星阶段；脉动阶段；爆发阶段和高密阶段等。阶段；脉动阶段；爆发阶段和高密阶段等。在在恒恒星星演演化化的的特特殊殊阶阶段段和和特特定定条条件件下下，在在宇宇宙宙之之一一隅隅出出现现了了太太阳阳系系以以及作为太阳系一个成员的地球。及作为太阳系一个成员的地球。第38页，本讲稿共71页 (二二)地球的演化地球的演化 地地球球是是在在太太阳阳系系形形成成的的过过程程中中诞诞生生的的，迄迄今今的的历历史史约约4646亿年。在这期间，地球发生了一系列的变化。亿年。在这期间，地球发生了一系列的变化。1 1、地球内部圈层的演化、地球内部圈层的演化 2 2、地球外部

36、圈层的演化、地球外部圈层的演化 (1)(1)大气圈大气圈 (2)(2)水圈水圈 （3 3）岩石土壤圈）岩石土壤圈第39页，本讲稿共71页 (三三)生物圈生物圈:生命起源和生物进化生命起源和生物进化 生生命命是是蛋蛋白白质质和和核核酸酸多多分分子子体体系系存存在在的的一一种种方方式式，它它是是由由非非生生命命物物质质在在原始地球环境中经过长期的演化而形成的。原始地球环境中经过长期的演化而形成的。1 1、原始生命的诞生、原始生命的诞生 在在原原始始地地球球条条件件下下，当当具具有有催催化化功功能能的的原原始始蛋蛋白白质质和和能能起起模模板板作作用用的的原原始始核核酸酸一一旦旦产产生生并并结结合合为

37、为多多分分子子体体系系时时，真真正正的的原原始始生生命命就就随随之之诞诞生生了了。2 2、生物进化与人类起源、生物进化与人类起源 原原始始生生命命出出现现以以后后，又又经经历历了了从从非非细细胞胞到到细细胞胞、从从原原核核细细胞胞到到真真核核细细胞胞，再再到单细胞生物进化成多细胞生物，进而分化成动物和植物。到单细胞生物进化成多细胞生物，进而分化成动物和植物。在在适适宜宜的的环环境境中中，植植物物沿沿着着菌菌藻藻植植物物苔苔藓藓和和蕨蕨类类植植物物裸裸子子植植物物被被子子植植物物的的方方向向进进化化；动动物物则则沿沿着着无无脊脊椎椎动动物物脊脊椎椎动动物物的的方方向向发发展展，直直到到人类的出现

38、。人类的出现。第40页，本讲稿共71页宇宙演化链宇宙演化链(如下表如下表)宇 宙 时 物 质 形 态 宇 宙 时 物 质 形 态 0 秒原始火球大爆炸15.2 109年原始星际云形成10-43 秒时空量子化15.4 109年行星(地球)形成10-3510-30秒宇宙暴胀产生夸克,轻子 16.1 109年最老地球岩石形成 10-6秒质子-反质子对湮灭18 109年富氧大气圈形成 1秒电子-正电子对湮灭19 109年生命起源 13分氦合成19.55 109年初期的鱼类12109年星系形成19.6 109年初期的陆地植物4.1 109年第一代恒星形成19.95 109年哺乳动物5 109年类星体诞生

39、,星族恒星 20 109年人类起源10 109年星族恒星形成第41页，本讲稿共71页 二、自然界的演化方向二、自然界的演化方向 自自然然界界的的任任何何物物质质系系统统都都要要经经历历产产生生、成成长长、衰落、毁灭的历史过程。衰落、毁灭的历史过程。所有这些演化均可以归为两大类：进化与退化。所有这些演化均可以归为两大类：进化与退化。一般认为，进化对物质世界更具有积极意义。一般认为，进化对物质世界更具有积极意义。但但是是，人人类类最最早早精精确确认认识识并并深深入入研研究究的的演演化化现现象却是退化。象却是退化。第42页，本讲稿共71页 (一一)退化及其根据退化及其根据 所所谓谓退退化化，是是指指

40、物物质质系系统统由由有有序序向向无无序序、由由高高序序向向低低序的演化过程和趋势。序的演化过程和趋势。退化的理论根据就是热力学第二定律。退化的理论根据就是热力学第二定律。这这一一定定律律指指出出，在在一一个个孤孤立立系系统统中中，任任何何物物理理过过程程或或化化学学过过程程总总是是导导致致熵熵的的增增加加，系系统统最最终终达达到到一一个个具具有有极极大大熵熵值值的的平平衡衡态态，而而且且这这种种熵熵增增过过程程是是一一个个不可逆的自发过程。不可逆的自发过程。可见，退化过程就是熵增过程。可见，退化过程就是熵增过程。第43页，本讲稿共71页 (二二)进化的根据和条件进化的根据和条件 进化是指物质系

41、统由无序到有序、由低序到高序的演化过程和趋势。进化是指物质系统由无序到有序、由低序到高序的演化过程和趋势。进化的根据则是生物进化论与自组织理论。进化的根据则是生物进化论与自组织理论。根据自组织理论，一个系统具备以下条件就会进入有序状态。根据自组织理论，一个系统具备以下条件就会进入有序状态。(1)(1)系统从无序走向有序，必须处于远离平衡的状态。系统从无序走向有序，必须处于远离平衡的状态。(2)(2)产生有序结构的系统，必须是一个开放系统。产生有序结构的系统，必须是一个开放系统。(3)(3)形形成成有有序序结结构构的的各各要要素素之之间间存存在在着着非非线线性性的的相相互互作作用用，这这种种相相

42、互互作作用用使使各各要要素素之之间间产产生生相相干干效效应应与与协协调调动动作作，从从而而可可以以使使系系统统从从杂杂乱乱无无章章变变为为井井然然有有序。序。(4)(4)系系统统中中的的正正反反馈馈可可以以促促使使系系统统的的变变化化被被放放大大和和加加剧剧，从从而而推推动动系系统统的的质质变变，加速系统自复制自组织的过程。加速系统自复制自组织的过程。(5)(5)涨落和突变是产生有序状态的条件。涨落和突变是产生有序状态的条件。第44页，本讲稿共71页 (三三)进化与退化的关系进化与退化的关系 进进化化和和退退化化是是自自然然界界中中广广为为存存在在的的两两种种趋趋势势和和过程。过程。当当代代科

43、科学学对对进进化化的的深深入入研研究究表表明明，进进化化与与退退化化是是不可分割、辩证统一的。不可分割、辩证统一的。1 1、进化与退化相互包含、进化与退化相互包含 2 2、进化与退化互为条件、进化与退化互为条件 3 3、进化与退化依据一定条件以互相转化、进化与退化依据一定条件以互相转化第45页，本讲稿共71页 三、自然界演化的规律性三、自然界演化的规律性 自自然然界界的的演演化化不不是是杂杂乱乱无无章章，而而是是遵遵循循着着一一定定的的规规律律。这这些些规规律律主主要要是是演演化的不可逆性和周期性。化的不可逆性和周期性。第46页，本讲稿共71页 (一一)自然界演化的不可逆性自然界演化的不可逆性

44、 自自然然界界的的演演化化是是以以物物质质系系统统的的要要素素、结结构构、功功能能等等方方面面的的新新旧旧交交替替为为标标志志的的，这这种种新新旧旧交交替替有有不不可可完完全全逆逆转的性质，且具有普遍性。转的性质，且具有普遍性。一一个个物物质质系系统统从从某某一一状状态态出出发发，经经过过某某一一过过程程达达到到另另一一状状态态，如如果果存存在在一一个个反反过过程程，它它能能够够使使该该物物质质系系统统和和外外界界环环境境完完全全恢恢复复，即即物物质质系系统统回回到到原原来来状状态态，同同时时消消除除了了原原来来过过程程对对外外界界环环境境引引起起的的影影响响，则则原原来来的的过过程程为为可可

45、逆过程。逆过程。反反之之，用用任任何何方方法法都都不不可可能能使使物物质质系系统统和和外外界界环环境境完完全复原，则原来的过程为不可逆过程。全复原，则原来的过程为不可逆过程。第47页，本讲稿共71页 (二二)自然界演化的周期性自然界演化的周期性 自自然然界界演演化化发发展展中中有有序序与与无无序序的的不不断断转转化化，进进化化与与退退化的不断交替，便使其呈现出周期性规律。化的不断交替，便使其呈现出周期性规律。周周期期性性是是事事物物随随时时间间的的变变化化，表表现现出出形形态态的的相相似似、性性质质的的相相同同、结结构构的的重重复复、过过程程的的重重演演等等向向其其原原来来出发点的回归现象。出

46、发点的回归现象。自自然然界界演演化化的的不不可可逆逆性性，决决定定了了这这种种回回归归不不是是简简单单的的重复，而是辩证的否定之否定过程。重复，而是辩证的否定之否定过程。第48页，本讲稿共71页 1 1、周期性的表现、周期性的表现 物质系统演化的周期性，在自然界中是普遍存在的。物质系统演化的周期性，在自然界中是普遍存在的。恒恒星星经经历历的的“星星云云恒恒星星星星际际弥弥漫漫物物质质新新一一代代恒恒星星”的的演演化化，海海底底地地壳壳经经历历的的“地地壳壳地地幔幔新新的的地地壳壳”的的演演化化，全全球球气气候候经经历历的的“温温暖暖期期寒寒冷冷期期温温暖期暖期”的演化，都体现出这种周期性。的演

47、化，都体现出这种周期性。至至于于像像天天文文学学中中太太阳阳黑黑子子爆爆发发的的周周期期，生生物物学学中中生生物物世代繁衍的周期等，则在自然界中随处可见。世代繁衍的周期等，则在自然界中随处可见。第49页，本讲稿共71页 2 2、周期性的证据、周期性的证据 这这些些具具体体物物质质系系统统演演化化周周期期的的形形成成机机制制，已已由由相相应应的的各各门门自自然科学加以阐明。然科学加以阐明。而而系系统统科科学学尤尤其其是是自自组组织织理理论论的的发发展展，又又为为解解释释一一般般周周期期的的形成机制提供了新的富有启发意义的思考途径。形成机制提供了新的富有启发意义的思考途径。耗耗散散结结构构、协协同

48、同学学、超超循循环环等等非非平平衡衡自自组组织织理理论论认认为为，一一个个远远离离平平衡衡的的开开放放系系统统，通通过过与与外外界界环环境境交交换换物物质质和和能能量量，从从环环境境中中获获得得负负熵熵流流来来抵抵消消系系统统内内部部的的熵熵产产生生，就就可可能能从从一一种种混乱无序的状态演化成为一种稳定有序的结构。混乱无序的状态演化成为一种稳定有序的结构。同同样样，非非平平衡衡自自组组织织理理论论也也揭揭示示了了通通向向混混沌沌的的道道路路，说说明明了了系系统从有序向无序的转化过程。统从有序向无序的转化过程。第50页，本讲稿共71页 3 3、结语、结语 有有关关研研究究终终将将揭揭示示弥弥散

49、散的的物物质质和和能能量量重重新新聚聚集集起起来来的的途途径径，从从而而从从根根本本上上揭揭示示自自然然界界的的演演化化不不但但存存在在周周期期性性，而且存在无限循环的可能。而且存在无限循环的可能。正正如如恩恩格格斯斯指指出出，当当自自然然科科学学的的发发展展水水平平难难以以解解决决这这个个问问题题的的时时候候，必必须须借借助助哲哲学学思思维维的的帮帮助助才才能能使使自自己己的自然观成为一个和谐的整体。的自然观成为一个和谐的整体。如如果果我我们们从从质质的的不不灭灭性性方方面面来来理理解解物物质质不不灭灭原原理理和和运运动动不不灭灭原原理理，自自然然界界的的演演化化图图景景就就只只能能是是周周

50、期期性性的的无无限限循循环发展。环发展。第51页，本讲稿共71页 第第3 3节节 人和自然界人和自然界 人人是是自自然然界界演演化化发发展展到到特特定定阶阶段段的的产产物物，是自然界的一个组成部分。是自然界的一个组成部分。在在人人出出现现的的同同时时，也也就就出出现现了了人人和和自自然然的关系。的关系。这这种种关关系系，既既影影响响着着由由人人所所构构成成的的社社会会的的发发展展，也也影影响响着着除除人人类类社社会会之之外外的的自自然然界界的的演演化化，成成为为自自然然界界演演化化发发展展中中的的新因素。新因素。第52页，本讲稿共71页 一、人与自然的对象性关系一、人与自然的对象性关系 人不仅