自然辩证法2剖析.ppt

自然演化的科学图景 自然演化的序向和机制 2.1 自然演化的科学图景 宇宙的起源与演化 地球的起源与演化 生命的起源与演化 2.1.1 宇宙的起源与演化 ⅰ)宇宙的结构层次 横四维而含阴阳，紘宇宙而章三光。 ——《淮南子·原道训》 高诱注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。” 可见，宇指无限空间；宙指无限时间。 当代天文学的研究成果表明，宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。 行星是最基本的天体系统。行星、小行星、彗星、流星体都围绕中心天体太阳运转，构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86％。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系，直径约10万光年。银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星系，常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团，叫星系团。……目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间，它称为总星系。 宇宙图式 银河系（milky way galaxy） 科学家已确认，中央核球的主要成分是一些老年恒星和老年星团。旋臂的成分则是完全不同的另一类天体。旋臂中的天体属于十分年轻的亮星和疏散星团。旋臂区域内是星际气体和尘埃粒子的最高度集聚区，所以那里也是新的恒星形成的最适合的所在。太阳位于这些旋臂中的一条 。 ⅱ）宇宙起源的理论 340 B.C.——亚里士多德——《论天》 　　一、月食是由于地球的影子投到月球上所致。　　二、由于月食时看到的地球的影子总是圆的，可以推断地球应该是一个球体，而不是圆盘状。　　三、地球是宇宙的中心。太阳、月亮、行星和其它恒星分别附在八个天球上，以完美的圆形轨道绕地球旋转。 公元2世纪—托勒密—地心说 地球在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性，他还认为行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。 托勒密及其宇宙图式 阿波罗尼的本轮套均轮说 1543年—哥白尼—日心说 主要著作： 《天体运行论》 太阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。 1609年，开普勒行星运动三定律 椭圆定律 面积定律 调和定律（1618年） 伽利略与牛顿 1609年，伽利略则率先用望远镜观测天空，用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年，牛顿提出了万有引力定律，深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因，使日心说有了牢固的力学基础。在这以后，人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。 赫歇尔 18世纪中叶，赖特、康德和朗伯推测说，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。赫歇尔首创用取样统计的方法，用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例。 天王星的发现者 威廉 ·赫歇尔 现代宇宙学的发展 1917年，A.爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型，奠定了现代宇宙学的基础。 1922年，弗里德曼发现，根据爱因斯坦的场方程，宇宙不一定是静态的，它可以是膨胀的，也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙，后者对应于闭合的宇宙。 哈勃 1924年，哈勃确定河外星系的存在，他并且发现星系离开我们远去的速度与离开我们的距离成正比。星系越远，则离开我们的速度就越快，即宇宙在膨胀。这就象一个吹涨的气球，球上的任意两点都在相互离去，并且两点间的距离越大，它们彼此远去的速度就越快，但没有任何一点可以看作是膨胀的中心，事实上膨胀是非常均匀的。 1927年，勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型。 20世纪中叶，伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型。从此，许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。 1980年，美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。 2.1.2 地球的起源与演化 2.1.3 生命的起源与进化 ⅰ)生命的起源 《圣经》的说法：上帝创造 神说，地要发生青草，和结种子的菜蔬，并结果子的树木，各从其类，果子都包着核。事就这样成了。于是地发生了青草，和结种子的菜蔬，各从其类，并结果子的树木，各从其类，果子都包着核。神看着是好的。 ——《圣经·创世纪》 自然发生论 古埃及人认为，尼罗河的淤泥经过阳光曝晒,可以生出鱼，青蛙，蛇，鼠等。古印度人认为，汗液和粪便可以产生虫类。中国古代则有 “腐草化茧”，“腐肉生蛆”的说法。到19世纪中叶，自然发生论才被否定。 现代科学技术对生命起源的研究 根据化石资料分析，地球上最早的细胞出现在35亿年前。 关于地球上细胞生命起源有两种假说，俄罗斯的生化学家Aleksander Oparin提出地球上的有机分子是在合适的化学和物理条件下自然形成的。 美欲用彗星撞击模拟实验