22自然界的演化.ppt

第二节 自然界的演化 一自然界演化的不可逆性 可逆与不可逆 是自然科学在研究变化过程时广泛使用的一对范畴。 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状态，如果存在另一过程，它能够使该物质系统和外界完全复原，则原来的过程成为可逆过程。反之，无论用什么方法都不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。 二不可逆性在演化中的作用 1不可逆过程起着破坏有序结构，使有序趋向无序的消极作用。 在发现和研究不可逆之初，不可逆过程总是与热力学的平衡态联系着。 2不可逆导致有序结构的产生。 贝纳德花纹 这种花纹虽然出现在实验室里，但却提供了由不可逆而导致自组织现象的一种类型。 启发普利高津创立耗散结构理论的科学事实主要有贝纳德花纹等。 这种开放的远离平衡的系统，在与外界交换物质和能量的过程中，通过能量的耗散和内部非线性动力学机制形成和保持的宏观时空有序结构称为耗散结构。 3由上可知，不可逆过程既可以导致有序结构的破坏，也可以导致有序结构的产生。如果说经典热力学主要研究了不可逆过程的消极作用的话，那么非平衡自组织理论则更加重视不可逆 过程的建设性作用。 三自然界演化的两个方向 不可逆过程的双重作用，导致了自然物质在演化中会有两个方向：进化和退化。这两个方向的辩证统一，构成了自然界丰富多彩的演化图景。 1进化与退化： 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，由高序到低序的趋势和过程。 2无序与有序： 无序表示客观事物或系统组成要素之间无规则的联系或转化。 有序表示客观事物或系统组成要素之间由规则的联系或转化。 自然界中存在着两类有序结构： （1）平衡有序，一旦形成，就不再随着时间和空间的变化而变化，是“死”的有序。 （2）非平衡有序，在非平衡条件下通过和外界环境不断交换物质和能量才能维持，是“活”的有序。 3进化与退化的统一性 在自然界的演化中，存在着大量的进化事实。 也确实存在着大量的退化事实。 进化与退化是两种不同的演化趋势，它们在自然界中都有一定的普遍性，它们相互包含，同存共生，相互交替，共同构成了丰富多彩的演化过程。 四进化的根据和条件 非平衡自组织理论关于系统走向有序即系统形成有序结构的根据和条件的论述，对于理解一般的进化是有意义的。 1必须是一个开放系统。 2远离平衡态。 “非平衡是有序之源” 3涨落。 4非线性相互作用。 * *