生命的起源与演化
生命的意义摘抄
生命的意义摘抄摘要：1.生命的起源与演化2.生命的本质与特征3.生命的意义与价值4.个人生命意义的探索与实现5.社会与生态环境对生命意义的影响6.生命意义的传承与创新7.总结：生命的意义与未来发展正文：一、生命的起源与演化生命起源于约38亿年前，经过漫长的地质历史和生物进化，形成了如今多样化的生物世界。
从单细胞到多细胞，从原始生物到现代人类，生命的演化过程充满了奇迹与必然。
在这个过程中，生命不断适应环境，演化和进化，逐渐成为了地球生态系统的重要组成部分。
二、生命的本质与特征生命本质上是生物体的存在和繁衍，其基本特征包括新陈代谢、生长、繁殖、适应和进化。
新陈代谢是生命的基础，生物体通过摄取外部物质和能量，维持生命活动。
生长是生物体在代谢基础上实现的体积和数量的增加。
繁殖是生命延续的关键，生物体通过遗传信息传递给后代。
适应和进化则是生物体在不断变化的环境中，通过基因变异和自然选择，实现种群的生存与发展。
三、生命的意义与价值生命的意义和价值在于其独特性、多样性和共生性。
每个生命都有其存在的价值，无论是对个体还是对整个生态系统。
生命多样性创造了丰富多彩的自然世界，为人类提供了无尽的资源与灵感。
共生关系则是生命之间相互依存、互利共赢的体现，维持着生态系统的稳定。
四、个人生命意义的探索与实现个人生命意义的探索是一个持续的过程。
通过认识自己、发现兴趣、设定目标，我们可以找到属于自己的生命价值。
实现生命意义需要我们充分发挥潜能、积极面对困境、不断学习和成长。
同时，关爱他人、回馈社会、保护生态环境也是实现生命意义的重要途径。
五、社会与生态环境对生命意义的影响社会制度和价值观对个人生命意义具有重要影响。
一个和谐、公平、进步的社会，能够促进个体生命的全面发展。
生态环境则是生命存在的基石，良好的生态环境为生命提供生存和发展条件。
保护和改善生态环境，就是保护和发展生命价值。
六、生命意义的传承与创新文化、信仰和价值观的传承与创新对生命意义具有重要意义。
生命的起源及演化
• 1、生命的化学进化
• 生命的化学演化大体经历了三个阶段。
• （1）从简单分子到生物小分子－偶然论
的胜利。
• 1953年美国的一位名叫米勒的研究生，模拟地球
早期状态，经过八天八夜，合成了构成氨基酸等有机 物质。现在认为，地球还原性原始大气中的氢、甲烷、 氨、水等简单小分子，在阳光、雷电、宇宙射线和其 他自然力的作用下，合成了氨基酸、核苷酸和单糖等 构成生命必不可少的生物小分子。
的小几率事件。按照生物学若贝尔获奖者莫 诺的话来说，生命的产生是“撞大运”的结
果。
• 解开生命产生之迷的第一步，是探究具有自催化、 自复制性质的生物大分子（如RNA、DNA和蛋白
质）是如何从生物小分子之中产生的。这一过程 大体经历了以下几步：
• i 具有催化功能的生物小分子的产生。
E
S
P
ii 催化连条的产生。
• 4）生物进化的自组织
•
美国生物学家斯图亚特.考夫曼将
自组织理论应用于生物学中，提出了
进化地形的NK模型，用于解决上述问 Nhomakorabea。•
在生物进化地形的NK模型中，N
代表一个生物体内的基因数量。每个
基因都有两个等位基因，分别为1和0。
其中，1可能代表长腿，0代表短腿等
等。用K来表示一个生物种内基因中的
上位成对基因的相互依赖程度。
• 3）生物进化论的困境
• ①不能解释物种的非连续性突然爆发。 例如，寒武纪物种的大爆发。
• ②无法说明生态系统的秩序与和谐。例 如，象人脑、鹰眼之类的精密器官，象 生物的共生、竞争等的奇妙现象。
• ③无法说明进化速率的不同。例如，一 方面存在着几亿年停滞不前的活化石， 另一方面存在着几百年便发生了显著变 化的物种。
高中生物课件：生命的起源和演化
概述生命起源的理论
• 地球的形成和早期环境 • 生命起源的多元论和单元论观点 • 化学演化和前细胞时代
Redi试验和Needham试验
Redi试验
用肉来反驳蛆虫生成自腐肉的说法，观察到堆 肉上没有蛆虫生成。
Needham试验
通过将有机物暴露在空气中，露骨齿轮无法在 无菌环境中回归生命。
Panspermia理论的定义和原理
定义
生命的种子在宇宙中传播到其他行星或星系的理论。
原理
通过陨石、宇宙微尘和星际间气体传播生命的可能 性。
利用科技探讨生命的起源
• 基因测序技术和DNA指纹 • 比较基因组学和生物信息学 • 研究早期生命环境和微生物学
DNA和RNA的基本结构和功能
1 DNA结构
双链螺旋，由核苷酸组成，携带遗传信息。
2 RNA结构
单链，由核苷酸组成，参与蛋白质合成和基因调控。
五种生物大分支的介绍
动物界
植物界
多细胞有机体，具有消化、运动、 呼吸等功能。
多细胞有机体，进行光合作用并 具有细胞壁。
真菌界
多细胞或单细胞有机体，通过吸 收有机物质获取能量。
原生生物界
单细胞或多细胞有机体，包括原 核生物和真核生物。
细菌界
单细胞有机体，具有多样化的代 谢途径和生存环境。
生物演化的定义和进化论的基本概念
1
生物演化定义
物种逐渐发展、改变和多样化的过程。
进化论概念
2
Hale Waihona Puke 自然选择、变异、遗传和适应是进化的
基本驱动力。
3
突变和基因漂变
基因组的变异和在群体中的频率变化。
生命的起源与演化
生命的起源与演化在宇宙中，生命是多么的珍贵和神秘。
许多科学家一直在探究生命的起源和演化，然而这仍是一个充满争议的话题。
本文将探讨生命的起源以及生命的演化。
一、生命的起源生命的起源是一个热门话题，是复杂和困难的领域。
关于生命起源的理论有很多，但没有一个理论是被所有的科学家所接受的。
以下是一些有关生命起源的理论：1. 化学进化论这是一个最为广泛接受的生命起源的理论。
根据这个理论，生命是从无机物中产生的。
在地球诞生初期，地球表面充斥着大量的无机物，比如氨、甲烷、二氧化碳等。
这些原料在地球表面接触过程中发生反应，形成了简单分子，比如葡萄糖、氨基酸等。
这些分子为生命的诞生提供了基础，最终形成了生命。
2. 外源生命论这个理论认为，生命并不是在地球上诞生的，而是来自于外星球。
根据这个理论，生命的种子可以通过彗星降落在地球上，通过这种方式生命在地球上产生。
3. 自然选择论这个理论认为，生命是在长期自然选择的过程中发展和演化的。
在这个过程中，生命通过遗传和适应性的方式，适应了不同的环境，发展出了各种各样的生命形式。
二、生命的演化生命是一个不断进化的过程。
从地球上最早的单细胞生物，到现在多种多样的生命形式，生命经历了漫长的进化过程。
1. 焦磷酸盐的发现焦磷酸盐是生命发展和演化的关键，它提供了生命所需的能量和物质基础。
焦磷酸盐的发现促使了化学进化论的发展，并成为生命发展的基础和动力。
2. 走向多样化在长期自然选择的作用下，生命适应了不同的环境和生态位，逐渐演化出各种各样的生命形式。
比如哺乳动物通过进化而得到了毛发保护自己，鱼类演化为鳞片保护自己，还有鸟类和昆虫等动物在绿色植物进行类似于繁殖或传递花粉的过程中，而产生了不同种类的颜色和花。
3. 进步与退化生命在演化的过程中，不断地发生着进化和退化。
有些物种获得新功能、新特征和适应性，通过这种方式从而在自然选择的作用下发展。
然而，对于一些物种来说，退化也是不可避免的。
因为一些环境影响和基因缺陷等原因，会导致物种的长期退化或者甚至灭绝。
生命的永恒知识点总结
生命的永恒知识点总结一、生命的起源和演化1. 生命的起源生命的起源是一个广泛而又深奥的话题，科学界对此仍有许多未知之处。
但根据现有的研究成果，生命可能起源于地球上的原始海洋中，最早的生命形态可能是一些原核生物或许多孢子。
通过长期的演化和自然选择，生命逐渐发展成了多样性的形态，包括动植物、微生物等。
2. 生命的演化生命在进化过程中经历了复杂而又漫长的过程。
从最初的原始生物到如今的高等生物，这一过程充满了适应与变异。
地球上生命的多样性不断演化，不同环境中的生物也不断适应着其所处的生存条件。
3. 生命的共同特征尽管生命形态多样，但所有生命都有着一些共同的特征。
生命的起源可能相似，而生命的基础结构和遗传信息也具有共同性。
从细胞到遗传物质，从新陈代谢到生长繁殖，这些都是所有生命体的共同基础。
二、生命的本质和意义1. 生命的本质生命本质上是一个复杂的动态过程，它包括了生物体的生长、发育、代谢等一系列活动。
生命也是一种持续不断的自我修复与自我更新的能力。
所有这些过程都构成了生命的本质。
2. 生命的意义生命的意义是一个古老而又永恒的话题，它涉及到对人生、宇宙与人类存在的思考。
生命的意义可能是多元而又多样的，每个人都有不同的理解。
借着对生命的思考，我们也可以审视自身的生命，找到生活的意义与价值。
三、生命的能力和适应1. 生命的复杂性生命的复杂性体现在其灵活而又多样的表现。
生命具有自组织、自调节和自适应的能力，这使得生命体能够适应不同的环境和生存条件。
生物体结构的复杂性和功能的多样性也为生命的持续发展提供了可能。
2. 生命的适应性生命在漫长的进化过程中不断适应着外部环境的变化。
自然选择、基因突变、进化等都是生命体积极适应环境的表现。
生命体能够适应并改变环境，也是地球上多样性生物如此丰富的原因之一。
3. 生命的创造性生命体不仅具有适应性，同时也有创造性。
生物体能够积极地改变和影响自身的生存环境，这也影响到整个地球生态系统的演化。
生命的起源与演化
第一节生命的起源一、生命起源的假说（一）生命起源的假说1神创论(creationism)：认为生命是神或上帝创造的。
2宇生论(cosmozoa theory)：认为生命是宇宙的固有现象，从宇宙存在那天起，就有生命的存在。
地球上的生命是从宇宙间其它星球而来。
认为生命是宇宙的固有现象，从宇宙存在那天起，就有生命的存在。
地球上的生命是从宇宙间其它星球而来。
现在认为宇宙起源于150 亿年前的大爆炸，那时宇宙中连原子都不存在，当然不可能有生命。
但地球上部分原始的有机物，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等，的确可能来源于星际空间。
3自然发生说(spontaneous generation)：认为生命是从非生命的物质产生出来的。
公元前300年希腊哲学家亚里士多德提出了著名的生命自生论（自然发生说）：认为生命是从无生命物质中直接自然发生的。
这种观点统治生物学界长达千年之久。
巴斯德的鹅颈瓶实验彻底否定自然发生说，证实细菌酵母菌等不能不能自然发生4化学进化说(biochemical evolution)：生命由无机的小分子一步一步演化而来。
（1）1924年俄国的奥巴林和英国的荷尔丹提出。
（2）原始地球的环境与现在有很大的不同。
那时地球表面火山活动频繁，喷发出大量还原性气体，地球大气由CO、CH4、HCN、H2S、NH3 等还原性气体组成，O2含量极少。
火山活动产生大量的热，同时紫外线强烈，闪电发生频繁，强度大。
在这样的环境下，生命可以由无机的小分子一步一步演化而来。
二、地球的生命史：演化三部曲演化三步曲一：从无机分子形成有机小分子生命产生必需的有机小分子：氨基酸、嘌呤、嘧啶等是怎么来的呢？有两种假设：1.来自地外：彗星、小行星和流星携带到地球。
证据：陨石中含有氨基酸，表明无机分子生成有机分子能够在与宇宙中进行。
2.地球表面合成：通过放电、加热和紫外线辐射等催化无机分子合成。
证据：米勒实验：模拟原始地球的条件可以合成几种氨基酸和有机酸。
生命的起源和演化：探究生命的奥秘
生命的起源和演化：探究生命的奥秘在人类的漫长历史中，生命一直是一个神秘而充满探究的话题，数百年来，科学家们一直在尝试解开生命的奥秘。
在本文中，我们将深入了解生命的起源和演化，探讨我们如何解释生命的奇迹。
一、生命诞生的探究生命何以诞生？这是人类考古学和科学领域永无止境的话题之一。
人们最初想到的就是上帝创造了没事儿干的人类，但现代科学已经为我们提供了许多关于生命起源的理论。
1、原始海洋生命起源论在20世纪初，一位格鲁吉亚人，科学家及哲学家奥波昂·欧帕兹认为，生命的起源是从化学反应中产生的。
他的实验表明，原始大海中，存在着一些简单的有机物质，这些有机物质可以在无氧环境中发生发酵，生成氨基酸、脂肪酸和碳水化合物等，还可以产生核苷酸和蛋白质分子，这些物质是构成生命的重要组分。
欧帕兹的实验在一定程度上使得“陆上起源生命”的结论接受程度上受到了很大的影响。
2、间谍RNA生命起源论在欧洲和美国，生命的起源问题成为一个新的物理学、化学和生物学领域的发展热点之一。
1953年，英国科学家维克托·S.莱纳特和美国科学家约翰·W.克里基合作，共同提出了RNA世界学说。
该理论认为，生命起源于RNA。
最初生命起源的基本环节是无机化合物中的一种自我复制的分子——RNA。
RNA拥有自我复制、存储遗传信息、单一分子兼容等能力，可以看作是DNA的先驱。
一旦RNA开始自我复制，一系列的化学反应就发生了。
这些化学反应产生了更多的RNA和必要的有机化合物，最终演化为细胞。
3、祖先人变成现代人的话题在生命起源的探究中，有几个关键的问题是如何解释人类的起源、人类的意识和文明。
关于这些问题的解释取决于不同的学科领域。
比如古人类和恐龙在分子上的关系，此前的研究提出了类似化石证据的存在。
二、生命的演化探究1、被冰冻了两亿年的原始生命2010年，在南极风暴山脉的下面，发现了一个叫“Vostok”的冰底湖，里面的水被冰冻了两亿年。
生命的轮回循环
生命的轮回循环生命如同一条无穷循环的轮回，从诞生到死亡，再到新的诞生，构成了宇宙中无比奇妙的生态系统。
这个轮回的循环在大自然中无处不在，从微观到宏观，从原始的生命形式到高级的生物体，形成了一个完美的循环生态系统。
1. 生命的起源与演化生命的轮回始于地球上最初的生命起源。
据科学家的研究，生命起源于地球上约40亿年前的海洋深处。
原始的有机分子逐渐演化，形成了简单的细胞，这是生命在地球上最早的形式。
随着时间的推移，生命发生了巨大的变异和演化，从单细胞生物到多细胞生物，再到各种生态系统中的各种物种。
这个漫长复杂的演化过程将生命的轮回牢牢地连接在一起。
2. 生命的循环生命的循环表现在各个层面上。
从微观的生态系统到宏观的宇宙范围，生命的循环贯穿其中。
在地球上，动物和植物的生命周期是典型的生命循环。
植物通过光合作用产生氧气和有机物质，为动物提供养分。
动物则吸收氧气，并通过呼吸产生二氧化碳，为植物提供必需的碳源。
这种互惠互利的循环使得生物体的生命得以延续。
3. 生命的进化生命的轮回循环也与生命的进化密切相关。
进化是生物体适应环境的一种反应方式，通过遗传变异和适应性选择，物种可以不断演化和进化，以应对环境的变化。
进化是生命轮回循环的动力源泉之一，它使得生命在不断变化中保持着生命力。
4. 生命的消亡与新生生命的轮回还包括了生命的消亡与新生。
在自然界中，每个生物体都有一个有限的寿命，最终会归还给大地。
然而，通过生物的死亡和分解，生命的元素又可以被其他生物所利用。
这些元素被重新吸收和转化，为新的生命的生成提供了养分。
生命的消亡和新生相互交织，构成了生命轮回循环的完整过程。
5. 人类与生命循环作为地球上最高级的生物，人类对生命循环的影响至关重要。
人类的活动对生态系统产生了深远的影响，从森林伐木到海洋污染，都对生命循环造成了破坏。
但同时，人类也有能力通过保护环境、节约能源等措施来维持生命循环，并与大自然和谐共生。
总结：生命的轮回循环是一个自然界精妙而复杂的系统，从生命的起源到进化，再到消亡与新生，构成了一个完美的循环闭环。
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• 至此，我们得到了两个宏观时间指向： • 热力学第二定律描述的是孤立系统的退化 演化。 • 生物进化论描述了开放系统的进化演化。 • 此外，值得注意的是热力学第二定律具有 时间箭头，且与常识与实验相吻合，因而 是更基本的自然规律。与之相比，存在物 理学也许只是近似的自然定律。罗彭斯相 信，未来的量子引力学应该具有时间箭头， 应该与热力学第二定律相对应。
• （2）从生物小分子到生物大分子－偶然 论的失效。 • 美国生物学家斯图亚特计算过，依赖于生物 小分子之间的偶然碰撞，生命产生的几率 只有大约1040000分之一，而整个宇宙的 时间也不过1018秒，而宇宙中的原子数 只有1060个。因此，若生命是由偶然碰撞产
生的话，那的确是一个难以让科学家所接受 的小几率事件。按照生物学若贝尔获奖者莫 诺的话来说，生命的产生是“撞大运”的结 果。
• 如果时间悖论仅仅是科幻作家们的想入非非倒 也罢了，但如果真的存在这就意味着广义相对 论有局限性。爱因斯坦对此机制认真研究， • 按照广义相对论，时间和空间在引力场附近弯 曲。据计算，时空会在黑洞附近会被严重弯曲。
• 据此，爱因斯坦和 罗森于1935年提出 了一个由黑洞进入 白洞出来的时空隧 道又称“虫洞”， 这就是著名的爱因 斯坦－罗森桥。 • 爱因斯坦和罗森的 研究成果激发了人 类的想象力。也对 广义相对论提出挑 战。 • 但1955年爱因斯坦 得出结论——时空 旅行不可能。
E
S S P
E A
P B E
A
P E
B
E A E 以符号
来表示。 I
自催化循环是 一个稳定的结构， 只要有富能的底 物S的源源不断地 供给，它就能不 断地自我复制。
E I
I E I
（3）由生命大分子到原始生命
•
生命的最简单形式是单细胞细菌 ，由
于细菌本身又有许多复杂的构造，特别是具有 能够与外界环境相对隔离的细胞膜的产生，才 使得细菌内自催化循环得以在稳定的环境中进 行，最终使生命成为一种稳定的自组织过程， 这是生命产生的第二次飞跃。
生命的起源与演化
• 1、生命的化学进化
• 生命的化学演化大体经历了三个阶段。 • • （1） 从简单分子到生物小分子 － 偶然论 的胜利。 1953年美国的一位名叫米勒的研究生，模拟地球 早期状态，经过八天八夜，合成了构成氨基酸等有机 物质。现在认为，地球还原性原始大气中的氢、甲烷、 氨、水等简单小分子，在阳光、雷电、宇宙射线和其 他自然力的作用下，合成了氨基酸、核苷酸和单糖等 构成生命必不可少的生物小分子。
• 但在爱因斯坦仙逝后物 理学家又提出了一系列 可行的时空隧道机制。 例如，桑恩1988年提出 “奇异物质虫洞”、麦 可思提出“磁虫洞”等 等。麦可思认为，磁虫 洞可在中子星附近形成。 于是时空悖论又一次摆 在了人们的面前。 • 对此，科学家提出了各 种解决方式。其中之一 是根据埃弗雪特提出的 平行宇宙说。
• 变异。 • 繁殖过剩。 • 生存斗争和适者生存。
• 2）现代生物进化学说。
• 现代达尔文主义是在承和发展达尔文自然选择学 说的基础上，运用摩尔根的基因学说，并结合群体遗传 学、突变理论和物种隔离理论而发展起来，故又称为综 合进化学说。
• 3）生物进化论的困境 • ①不能解释物种的非连续性突然爆发。 例如，寒武纪物种的大爆发。 • ②无法说明生态系统的秩序与和谐。例 如，象人脑、鹰眼之类的精密器官，象 生物的共生、竞争等的奇妙现象。 • ③无法说明进化速率的不同。例如，一 方面存在着几亿年停滞不前的活化石， 另一方面存在着几百年便发生了显著变 化的物种。
生物进化二维示意图 圆圈代表适应性高地 星号代表适应性水平 较低的起点
第二节 自然界演化的方向性
• 一、时间之矢于不可逆 • 1、与经典物理学相联系的时间 • 存在物理学的基本特征(44-45)
• 其一是整体等于部分之和； • 其二是决定论； • 其三是可逆性。
• 可逆性(44~45) • (45\5)可逆过程是指一个物质系统 从某一状态出发，经过某一过程达到 另一状况，如果存在另一过程，它能 够使该物质系统和外界环境完全复原 （即物质系统回到原来的状态，同时 消除了原过程对外界环境引起的影 响），则原来的过程称为可逆过程， 简称可逆。
I2
E2 (a)
• 小的超循环会以同样 的方式进化，形成更
大的超循环，使生
命形式趋向复杂。
随着生物大分子超循环 的进化，逐步分化出与 外界相对隔离的膜（细
胞膜），使得超循环
进化的内部环境相对稳 定，这样就逐步形成了 具有稳定自复制的原始 生命（原生细胞）。
2、生命的生物进化
• 1）达尔文进化论的要点如下：
我们先来讨论两种极端情况。 假设K=0，即每个基因相互独立，不存在互斥制约因 素。这是为生物学家广泛接受的现代进化论的基本假设。 这时，生物进化的适应性地形象富士山一样 。因为适应性 高峰地域大、高度高，物种也许就会在有限的地质时间内 难以攀上这个高峰。
适 应 性
K=0
基因空间
（0000000000000000000000000……） 进化 100% （0001000000000000000000000……） （1111111010011111111111111……） 淘汰 （0111111010011111111111111……） 进化 0.3% （1111111011011111111111111……）
• 解开生命产生之迷的第一步，是探究具有自催化、 自复制性质的生物大分子（如RNA、DNA和蛋白 质）是如何从生物小分子之中产生的。这一过程 大体经历了以下几步：
• i 具有催化功能的生物小分子的产生。
E S P
ii 催化连条的产生。
E
S P E S P A B
A C
B D
C
D
• iii自催化循环的产生。
二、不可逆在演化中的作用
• 1、与平衡态相联系的不可逆(47) • 不可逆过程研究的初期以热力学平衡 态为对象。如，由热传导、气体扩散、 化学反应所导致的平衡态。 • 玻尔兹曼于1877年从分子动力学的角 度为这种通向平衡态的不可逆性给出 了一个概率解释。
• 玻尔兹曼于1877年
从分子动力学的角度为 这种通向平衡态的不可 逆性给出了一个概率解 释。根据这种解释，平 衡无序态是最可几状态 （即熵最大的状态），
• 在牛顿力学、麦克斯维电磁理论、 相对论力学和量子力学中，它们的 基本方程都是可逆的，或称时间反 演对称的。 • 可逆的物理学方程允许违背常识的 事件发生，如粉笔沫会自动变回到 粉笔状态、死人能复活、老人变年 青……
• 如果说，牛顿力学方程指示的时间是直线 可逆的话，爱因斯坦广义相对论方程指示 的时间就是曲线可逆的。曲线可逆时间隐 含着时间悖论，如祖母时间悖论，这曾经 引起科幻作家的广泛兴趣。
假设K=N-1，即假定每个基因都受到其他所有基因的 影响。这时，适应性地形中就会有2N/(N+1)个山峰。在这 种地形上，每一个山峰的高度都很低，而且彼此紧临。物 种极易从一个山峰跳到另一个山峰，这样永不停息地在低 适应性山峰间跳来跳去。显然，这也不是物种进化的最佳 地形。 适 应 性
K=N-1
基因空间
• 德国生物物理学家艾根创立了超循环理论， 用来说明生命产生的第二次飞跃。超循环理论 是一种用复杂的动力学方程，描述在生物大分 子水平上产生的达尔文进化行为。下面我们用 图示的方法形象地理解生物大分子是怎样进化 为简单生命的。
生物大分子自催化循环是一个复杂的系统，在其 自催化的过程中会产生出一些变种来。而这些变种又 有可能相互催化构成超循环，使生物大分子越来越复 杂。就一个二元系统来说，二者的相互关联可能有四 种情况。其中，第四种互催化形成了一个小的超循环。 E1 I1 E1 I1 I2 E2 (b) E1 I1 I2 E2 (c) E1 I1 I2 E2 (d)
• 4）生物进化的自组织 • 美国生物学家斯图亚特.考夫曼将 自组织理论应用于生物学中，提出了 进化地形的NK模型，用于解决上述问 题。 • 在生物进化地形的NK模型中，N 代表一个生物体内的基因数量。每个 基因都有两个等位基因，分别为1和0。 其中，1可能代表长腿，0代表短腿等 等。用K来表示一个生物种内基因中的 上位成对基因的相互依赖程度。
• 可逆方程所描绘图宇宙图景显然 是把时空看作是“存在”的，即 过去和未来都存在在那里，只有 这样人们才有可能回到过去或跳 到未来。所以，这类物理学被称
为“存在物理学”。
2、与热力学和进化论相联系的时间 • 19世纪中叶，克劳修斯等人发现了热 力学第二定律：一个孤立系统的热运 动总是自发地朝向有高温到低温，从 不平衡到平衡的方向变化。 • 大约与此同时，1859年达尔文又提出 了生物进化论。生物进化论描述了生 物系统由低级向高级的演化。
• 可以证明，当K值适中时，适应性地 形有多个高峰，这种地形最有利于物 种的进化。因为此时，物种即能在有限的时间内
爬上一个高峰，又不会轻易地从这一有一定适应性的高 峰上跳到别处，在一定程度上保持物种的稳定性。
K值适中
适 应 性
基因空间
• 我们再用这种适合生物进化的NK地形来解释寒武 纪物种大爆炸。由于在寒武纪时，动物的适应性水 平还很低，处于进化地形的谷底，它的四面有许许 多多的高地。这时，最初的动物种类向各个方向的 高地爬去，这样就很快占据了不同的高地，形成了 100门差异极大的动物门类。当动物一旦进入某一 高地，它们就被陷入其间，只能在这一高地中一步 一步地寻找最高峰。由于一块高地中也许存在许多 的高峰，也许高峰之上又有次级高峰，呈分形态势， 因此这些动物物种还可以进一步分支为纲、目、科、 属、种。
X
定点吸引子
一切非平衡态都受 平衡态的吸引不可 逆地趋于这个吸引 中心。
Y
2、与非平衡态相联系的不可逆性 (48-49)
• 与平衡态不可逆过程类似，非平衡态不可 逆过程既可能导致无序，也可能导致有序。 • 现代非平衡态热力学揭示出，在远离平衡 态的非线性区，有可能导致复杂有序结构 的产生。目前已经研究得比较清楚的贝纳 德花样、激光、化学振荡就是这样产生的， 生命、社会更高级的有序结构也是这样产 生的。现代科学越来越揭示出不可逆的积 极作用。