第二章自然界的演化发展

一、自然界的历史观
20世纪相对论和量子力学的发展突破了牛顿力学 的框架，虽然相对论和量子力学中也没有历史性的观 念，但把相对论用于宇宙学研究却促进了大爆炸宇宙 论和暴胀宇宙论的产生，按照这两个理论，现在所观 测到的宇宙是在剧烈的膨胀中产生和演化来的。宇宙 中现存的一切既是演化的产物又都处在一定的演化阶 段之中。耗散结构理论和协同学证明，在不违反热力 学第二定律的前提下，非平衡系统可以在一定条件下 经历从无序到有序，从低序到高序的演化，这就为解 决进化历史观与退化历史观的矛盾提供了科学依据， 从而在当代科学的水平上深化了自然界的历史观。
一、自然界的历史观
恩格斯还根据天文学、地质学、物理学、化学和 生物学各方面的成就系统地描绘了自然界发展史的辩 证图景：
（1）自然界一切有限事物产生和发展过程的清晰图 画。通过这些描绘，得出了物质形态从简单到复杂的 转化、物质运动形式从低级到高级的发展以及物质分 化等基本观点。
（2）描绘了自然界无限发展的辩证图景。指出自然界 中一切有限的事物都是有生有灭的，运动形式是有生 有灭的。在这个循环中，运动着的物质经历着无数次 的转化与分化，无数次地展开其全部多样性；在这个 永恒的循环中，物质不灭，运动不灭。
第一节 自然界的历史性
一、自然界的历史观 近代自然科学由于牛顿的贡献，在相当长时期内
形成了机械自然观，即自然界是绝对不变的。这一情 况一直持续到18世纪中叶以后。
最早把历史观点引入自然界研究中的是康德。 1755年《宇宙发展史概论》提出了关于太阳系起源的 星云说，这是天文学史上第一个较完整的天体演化学 说。康德从历史演化的观点出发，认为太阳系是由弥 漫的原始物质，通过它本身具有的引力和斥力的相互 作用逐步收缩凝聚而成的，科学地说明了太阳系是在 时间进程中逐步生成的东西。
第一节 自然界的历史性
一、自然界的历史观
此后，赖尔又把历史演化的观点带进了地质学， 提出了地质渐变论，这使人们相信，地球及其以 上的动物和植物都有时间上的历史。1859年， 《物种起源》发表，提出了生物进化论，揭示了 整个生物界的历史性。接着，物理学中能量守恒 与转化定律的发现，化学中用普通化学方法由无 机物合成有机物的成功，都从不同的侧面揭示了 自然界的历史性。恩格斯系统总结了当时自然科 学的成就，从不同角度分析了这些成就对确立自 然界历史观的重大意义，提出了以下思想：
一、自然界的历史观
这一系列理论经过20世纪自然科学发展，得到了进一 步完善。
19世纪科学发展从总体上看，具有把各种事物发生、 发展过程结合为一个整体的、联系的科学的特征，但 科学中仍存在着两对无法解释的矛盾：一是牛顿经典 力学中没有历史性的思想(F=md2r/dt2)，与进化论及热 力学第二定律有历史性思想相矛盾。二是进化论所体 现的进化的历史观，同热力学第二定律所体现的退化 的历史观相矛盾。限于当时自然科学发展的水平，对 此，人们不可能作出统一的解释。
（一）宇宙的起源和演化
3．实物阶段。在宇宙时为104年后，深度下降到约为 105开，自由电子开始被原子核俘获，形成稳定的原子。 随着原子的形成，宇宙中自由电子渐渐消失，辐射退 居次要地位，实物占居主要地位，宇宙中辐射压的作 用大大减少，实物间的万有引力开始起主要作用。在 宇宙时70万年左右，宇宙中稀疏的气状物质开始形成 原始星云。在宇宙时为50亿年时，开始形成第一代恒 星。然后第一代恒星爆炸所抛出的物质形成第二代恒 星。宇宙形成至今200多亿年的时间，主要是属于这 个阶段。
一、自然界的历史观
《自然辩证法》中的思想： ☺一、关于自然界历史过程的思想。 ☺二、关于历史转化过程的思想。 ☺二、关于联系和过程体系的思想。 恩格斯概括了自然界历史观的基本观点： “一个伟大的基本思想，即认为世界不是一成不变 的事物的集合体。”自然界是由一系列相互联系和 相互转化的过程构成的体系。
（一）宇宙的起源和演化
1．基本粒子形成阶段：在宇宙时为10－6秒时，强子生 成；10－2秒时，轻子产生。特点：粒子的分解和正反 粒子的湮灭。这个反应不断进行，因而产生大量光子 和中微子，当温度降到1016开时，光子占优势。
2．辐射阶段或核合成阶段：从1秒开始持续到104年。 有两个特征：一是辐射占优势，实物只占次要地位； 二是当温度下降到109开，宇宙时为1－3分种时，开始 核反应，形成化学元素。自由中子和自由质子合成氘 核，进而合成氦核。核合成结束时，氦的含量25％－ 30％，氘占1％，其余大部分是氢核。在这个阶段，随 着空间的不断膨胀，实物密度下降比辐射密度慢，到 了某一时刻，实物密度占了优势，宇宙进入实物阶段
二、自然界的演化过程
现代宇宙创生学主要研究：宇宙的起源和 演化；天体的起源和演化；地球的起源和演化； 生命的起源和演化。自然的历史性已为日益增 多的科学观测事实所证明。虽然科学还没有把 自然界演化的所有细节都搞清楚，但据已确认 事实和某些提到较多支持的假说，大致可勾画 出自然界随时间变化而产生的历史过程。
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二、自然界的演化过程
（一）宇宙的起源和演化
宇宙是从哪里来的？是通过什么方式产生的？这 是讨论宇宙起源时所要回答的问题。能解释较多事实、 获得一定观测事实支持的是大爆炸假说。据此，宇宙 起源于一极高温，极高密状态下的“原始火球”，是 通过大爆炸或暴胀的方式产生的。在宇宙演化的极早 期，宇宙经历了按指数规律急剧膨胀的阶段，这个阶 段大约持续了10－32秒，使宇宙增大了约1050倍。在暴胀 阶段结束时，产生了夸克，轻子之类的最基础的基本 粒子。宇宙增大约1050倍和大量基本粒子的产生是宇 宙形成的标志。按大爆炸宇宙论和暴胀宇宙论的描述， 宇宙的演化经历了以下几个阶段：
第二章 自然界演化发展的 辩证观
第二章 自然界演化发展的辩证观
复习思考题 1．宇宙的起源和演化经历了哪些阶段？ 生命的起源和演化经历了哪些阶段？ 2．支持宇宙大爆炸假说的主要科学事实 有哪些？ 3．怎样理解自然界物质系统演化的阶段 性？
第二章 自然界演化发展的辩证观
第一节 自然界的历史性 一、自然界的历史观 二、自然界的演化过程 第二节 自然界演化的基本特征 一、物质系统演化的发展性 二、物质系统演化的阶段性 三、物质系统演化的守恒性