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第五章 宇宙的起源与演化;1. 宇宙,是创生还是自创生?
1)——创生,原始、宗教的理论。
(1)盘古开天地之说。;2) ——自创生,以现代科学框架为基础的理论。——“宇宙学”
(1)静态宇宙模型
(2)膨胀宇宙模型
(3)大爆炸宇宙模型;(二)宇宙学中的几种模型介绍
1.静态宇宙模型
1)宇宙是一个四维的时空连续区,具有有限空间体积,表现为自身闭合,近似于球面空间。
2)天体均匀地分布在庞大的空间内。;特点:
(1)有限无界性。
——弯曲的封闭体
(2)有物质无运动。 ;2.膨胀宇宙模型
1930年英国天文学家爱丁顿提出了膨胀宇宙的假说。;(三)宇宙大爆炸与演化
1.宇宙如何爆炸
1) 宇宙起源于一个“原始火球”。
——温度极高,物质密度极大。
2)是充满整个空间的爆炸。;2. 宇宙如何演化
第一阶段,宇宙极早期
第二阶段,元素起源期 (核合成阶段) ;(四)大爆炸假说的思考与问题
1.通过演绎,可得出如下结论:
1)膨胀使现有星球离我们远去,但星系互相远离的速度并不是到处都均匀一致。
2)现在的宇宙中应残存着热辐射场;由于膨胀,原辐射的温度会不断下降。
3)残存辐射场应携带有当时物质分布的信息。
4)认为粒子族的总数不应超过4个或5个。 ;2.存在难以跳跃的障碍:
1)奇点问题。
2)物质各项同性问题。
3)某些星系运动异常,难以和全部星系保持和谐。
4)微波背景辐射表明,当时和现存的背景都是均匀一致的。 ;3.启示:
1)生动勾画了宇宙的起源过程。
2)大爆炸宇宙模型揭示了宇宙有生有灭,有其产生与消亡的历史。
3)人们的认识是一个不断深入的过程。;(五)宇宙的未来和恒星的归属
1.宇宙的未来:
1)宇宙封闭说(振荡性模型) ;2)宇宙开放说(膨胀性模型) ;2.恒星的归属
1)白矮星形态
2)中子星形态
3)黑洞形态;1.180 亿年前,宇宙起源并开始演化。
2.50亿年前,太阳系起源并开始演化。
3.46亿年前,地球诞生,无机物形态的演化。
4.35亿年前,有机物的出现和生命的进化。;; 1.神创论
2.目的论
1)外在目的论
2)内在目的论
;内容——“四因说”
(1)质料因—事物是什么物质构成的;
(2)形式因—事物本质属性(含结构、功能)是什么样的模式;
(3)动力因—事物形成和运动是由什么样的作用力决定的;
(4)目的因—事物运动最终要达到什么样的目的。;3.生命活力论
4.自然发生论
5.宇宙胚胎说(遍原论)
1)外星人带来的生命。
2)陨石中含有构成生物体所需要的有机物。
6.热泉生态系统
7.自组织起源说 ;条件:一个远离平衡态的非线性的开放系统;
机理:系统通过不断与外界交换物质和能量,造成内部某个参量的变化达到一定的阈值,因涨落使系统可能发生突变;
结果:由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。
“有序”意味着在某些方面的对称性减少或对称性破缺。
“无序”意味着在某些方面具有更多的对称性。系统的对称性越高,有序度越低。 ; 这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持,称之为“耗散结构” 。
——又称为自组织现象。; 1.原始地球是一个开放系统
2.原始地球内的非线性相干
1)原始大气中各种物质之间的相互作用。
2)原始大气物质与地面物质之间的相互作用。
3)地面物质之间的相互作用。
3.原始地球是一个远离平衡的体系
4.原始地球中的涨落起重要作用;1.从原始大气到简单有机物
1)生命起源的条件
(1)物质基础
(2)能量催化
(3)生成场所
2)转变的结果——生成有机小分子 ;
;2.从简单有机物到生物大分子
1)生物大分子——生命的直接构成物
2)转变的状况 ;3.从生物大分子到原始生命
1)生命现象的要求
(1)能够形成独立的体系,以使自己区别于环境;
(2)独立的体系能够长期存在,也能够更新、复制自己和繁衍。 ;2)关于生命现象出现的两种理论
(1)团聚体说
(2)微球体说
3)先有蛋白质,还是先有核酸?
——长期争论的问题
以前的观点:
核酸具有遗传信息但无催化作用;
蛋白质具有催化作用而不携带遗传信息。;原始生命起源于 。过程如下:;(一)细胞的发生与进化
1.细胞是生物体的基本单位。
2.细胞分类
1)真核细胞(eukaryocyte) :由细胞膜、细胞质和细胞核等构
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