自然辩证法,自然界的演化发展

使产生更高级的蛋白质和核酸，然后通过有序性逐渐
提高的长期过程，其结构、机能便愈益复杂和完善，
由此产生出原始生命。
这种原始生命是如何形
成的，大致有两种理论：一
是奥巴林的团聚体假说；另
一种是福克斯的微球体假说。
2、生命的进化
• （1）、从非细胞形态到细胞形态的进化 • ①、由原始生命到原始细胞 • ②、由原始细胞到原核细胞
2）3K宇宙微波背景辐射。（彭齐斯、威尔逊） 3）氦的丰度。在各种不同天体上，氦丰度相当大，
而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明 为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早 期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说 明这一事实。 4）天体的年龄。大爆炸理论主张所有恒星都是在 温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应 比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小 于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
• 根据大爆炸宇宙论，宇宙的演化经历了以下几 个阶段： 1）、基本粒子形成阶段 2）、辐射或核合成阶段 3）、实物阶段
• 从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来， 通过几十年的努力，宇宙学家们为我们勾画出 这样一部宇宙历史：
• 大爆炸开始时 150－200亿年前，极小体
积，极高密度，极高温度。
• 大爆炸后10-43秒 宇宙从量子背景出现。
爱因斯坦静态有限无边的宇宙模型（1917）
• 这是历史上第一个关于宇宙运动自洽而 统一的动力学模型。由于当时尚未发现 河外星系普遍退行现象，爱因斯坦相信 宇宙在大尺度上的特征是不应该随时间 而变化的。
• 1929年哈勃红移发现后，这个模型被抛 弃。但这个模型开创了现代宇宙学研究。
弗里德曼膨胀宇宙模型（1922）
• 弗里德曼在解爱因斯坦引力场方程时，得 到一个均匀、各向同性的宇宙动态时空度 规。由此得到宇宙空间随时间膨胀的观念， 哈勃红移发现后，这个模型受到重视。
• 奇点是演化态宇宙学的难题。
• 注：哈勃定律：
V0=cZ=H0D
其中V0是星系退行速度，c是光速，Z是谱线的 移量，D是星系离我们的距离，H0是哈勃常数。
伽莫夫的大爆炸假说
• 1948年，美国物理学家伽 莫夫等人受奥本海默的核 爆炸研究工作的启发，把 核物理知识与宇宙膨胀理 论结合起来，提出宇宙起 源于一个温度极高（约150 亿度）、密度极大、由中 子组成的"原始火球"的假 说，这个假说发展了勒梅 特的大爆炸理论，并说明 了化学元素的起源。
伽莫夫
伽莫夫的大爆炸假说
•
现代宇宙学是以广义相对论为基础的理论，以哈
勃定律为观测依据，并在宇宙学原理的假设下，研究
宇宙整体的结构、运动和演化规律的一门学科。现代
宇宙学关于宇宙的模型较多，如
–爱因斯坦静态有限无边宇宙模型 –弗里德曼膨胀宇宙模型 –恒稳态宇宙模型 –大爆炸宇宙模型
大爆炸宇宙模型为大多数科学家所接受，通常称 为“标准宇宙模型”。这里着重讲这个模型
自然界的演化发展
自然界的演化过程
•
自然界不仅是存在着，而且是生成着并
消逝着。自然界是由一系列转化过程构成的
“过程的集合体”，一切事物都有其产生发
展灭亡的过程。这里以下面几个为例来说明
• 一、宇宙的起源与演化
• 二、恒星的起源与演化
• 三、生命的起源与进化
• 四、人类的产生与发展
一、宇宙的起源与演化
一
• 3）、从无脊椎到有脊椎
览 表
• 4）、从水生到陆生
无脊椎动物
脊椎动物
哺乳动物
灵长类动物
猿猴类动物
人类
鸟类起源于恐龙
四、人类的产生与发展
Hale Waihona Puke • 1、人类的起源•人类起源于动物
界。大约在2300万年
至1800万年前。在热
带雨林地区和广阔的
草原上，有一种古代
灵长类动物──森林
古猿活跃在那里，它
们是人类最早的祖先。
而后来的腊玛古猿和
南方古猿是演化到人
类的过渡阶段。
• 腊玛古猿： 腊玛古猿大约生活在1400万—800万年前，
身高仅1米多一点，体重在15—20公斤左右。
• 腊玛古猿的地位：
现代人类
现代猿类
南方古猿
腊玛古猿
森林古猿
• 南方古猿：
•
南方古猿大约生活在距今500万—100万年以前。我
们人类就是由南方古猿的一支演化而来的。大约200
4、高密恒星阶段
质量小于1.44太阳质量的恒星则比较平稳地抛出 物质，形成行星状星云，中央残核留有一颗致密天 体——白矮星。质量1.44<m<3.2太阳质量的恒星就可 能演化为中子星；更大质量的恒星后期要发生塌缩或 大爆发，中心成为黑洞。
三、生命的起源与进化
• 1、生命的起源 生命的起源是通过化学的途径实现的。目前
2、主序星阶段
当恒星中心温度达到700万度以上时，开始核聚变反 应，氢聚变为氦，恒星停止收缩，形成了正常的恒星， 进入了主序星阶段。主序星阶段占恒星一生寿命的90%， 是恒星最稳定的阶段。质量不同的恒星，主序星阶段长 短不同。质量越大寿命越短。太阳约为100亿年。
• 3、红巨星阶段
随着核聚变的进行，恒星中心的氦核越来越多，氦 核周围的氢越来越少，当氦核质量占到恒星质量的12%时， 反应便逐渐从中心区向外停止，从而辐射压力减少，恒 星再次出现“引力坍缩”，释放出巨大的引力势能，使 中心温度升高至上亿度，引起三个氦核聚变为一个碳核 的新的核反应。恒星外层膨胀，体积急剧增大，表面温 度降低，内部的引力和斥力又达到平衡。恒星脱离主序 星阶段，进入了老年期——红巨星。太阳将在这阶段停 留约10亿年。
• 大爆炸后1秒后 100亿度（1010 K），中微子向外逃逸，正负电子
湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。
• 大爆炸后13.8秒后 30亿度（3×109 K），氘、氦类稳定原子核（化
学元素）形成。
• 大爆炸后35分钟后 3亿度（3×108 K），核过程停止，尚不能形成中
性原子。
• 大爆炸后30万年后 3000度（3×103 K），化学结合作用使中性原子
尼安德特人
尼人的葬礼
大荔人（陕西）
马坝人（广东）
• （4）、晚期智人（新人）阶段
大约开始于5万年以前，新人在体态上与现代人几 乎没有什么区别，其打制的石器相当精致，器形多样， 各种石器在使用上已有分工，并且出现了骨器和角器。 新人甚至已会制造装饰品，进行绘画、雕刻等艺术活动。 此后，人类便进入了现代人的发展阶段。
• 大爆炸后10-35秒 同一场分解为强力、电力、弱力和 引力。
• 大爆炸后10-5秒 10万亿度（1013 K），质子和中子形 成。
• 大爆炸后0.01秒 1000亿度（1011 K），光子、电子、中微子为主，
质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀， 温度和密度不断下降。
• 大爆炸后0.1秒后 300亿度（3×1010 K），中子质子比从1.0下降到0.61。
• 伽莫夫认为：“原始火 球”充满了辐射和基本 粒子，后来由于球内的 基本粒子的相互作用发 生核聚变反应，引起了 爆炸，并向外膨胀；后 来辐射温度和物质密度 急速下降，热核反应停 止，其间产生了各种元 素，这些元素的演变便 形成了今天宇宙中的各 种物质。
大爆炸宇宙论（big-bang cosmology ）：
H0=15（千米/秒）/百万光年
恒稳态宇宙模型
• 1948年英国天文学家H·邦迪、霍伊尔、 戈尔德共同提出。
• 这个模型认为宇宙是不断膨胀的，其密 度保持不变，好处在于不存在奇点问题， 但困难在于如何说明物质从虚空中产生。
• 这个模型已经证明是错误的。
勒梅特的大爆炸假说
• 1927年，比利时天文学家勒梅特发表大 爆炸(Big Bang)理论，认为宇宙在此之 前是零体积，就是说宇宙内任何两点之 间是零距离，物质密度是无限大，宇宙 在此之前没有“从前”。突然间，这个 零体积的原始原子发生爆炸(点无大小)， 不仅物质出现，时间－空间的结构也存 在了。勒梅特的假说是大爆炸理论的开 始。
一些小动物。
• （2）、直立人阶段
东非猿人
约200万年（或150万年）开始到40万年期间，其身
高、体型和现代人差不多。已经开始技术性狩猎，并已 经知道用火。
北京人
• （3）、早期智人（古人）阶段
大约20万一5万年前。特征是脑量进一步增大，已 经达到现代人的水平，脑结构比猿人复杂得多，其打制 的石器也比猿人规整，有石球和各种尖状的石器，能人 工生火，开始有埋葬的习俗，已经开始穿所谓的衣服， 不再是赤身裸体。
• ③、由原核细胞到真核细胞
（2）、从低等生物到高等生物的进化
•
真核细胞产生后，生物界分化为两大支，出现了原
始的单细胞植物和动物。
• ①、植物界的进化
• 菌藻植物
苔藓植物和蕨类植物
裸
子植物
被子植物
(蓝藻是地球上最古老的绿色植物)
②、动物界的进化
动
物
• 1）、从单细胞到多细胞
进 化
• 2）、从二胚层到三胚层
（3）、从生物大分子到原始生命体系的诞生
•
生物大分子并不能独立表现生命现象，只有形成
了众多的、乃至成百万的以蛋白质、核酸为基础的多
分子体系时，才能表现生命萌芽。而生物大分子在溶
液中自动聚集，从而形成各种独立的多分子体系，出
现团聚体或微球体。由于多分子体系可以起到有机表
面的催化作用，而反过来作用于各类单体的聚合，促
认为生命的化学演化过程大致经历了三个阶段：
（1）、从无机分子到有机小分子
地球的原始大气中含有氨(NH3)、甲烷(CH4)、氰化氢 (HCN)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、水 (H2O)等成分，但没有游离的氧气。在宇宙射线、太阳紫 外线、闪电、高温等的作用下而自然合成了一系列的小 分子有机化合物，例如氨基酸、核苷酸、嘌呤、嘧啶、 单糖、脂肪酸等。