第2讲 自然界的演化发展
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自然界演化发展的规律性荀子曾说过,“天行有常,不为尧存,不为桀亡”。
自然界的演化发展是有规律的。
自然过程不是形而上学地发生,而是辩证地发生的。
矛盾是演化发展的根本动力;演化发展的实质是物质系统形态的不断转化,且这种转化是守恒的;演化发展又是无限循环的,体现了否定之否定的规律,呈现不断上升的周期运动。
对立统一规律是自然界运动发展的根本规律。
下面我们着重考察一下这一规律在非生命世界和生命世界的不同表现。
(1)吸引和排斥的矛盾是非生命世界演化发展的根本动力。
在非生命世界中充满着以吸引和排斥为对立两极而不断展开的矛盾斗争。
在总星系的起源与形成中,收缩与膨胀的相互作用体现了吸引和排斥的矛盾运动;在天体的形成、演化和运行中都存在着吸引和排斥的矛盾,引力使其收缩,自转又产生离心力。
行星绕太阳旋转就是吸引与排斥相互作用的结果。
分子引力与热运动斥力构成一对矛盾,决定了物体不同的凝聚状态间的相互转化;原子内,原子核和电子间的吸引与排斥,使其保持相对的稳定;化学中的化合与分解体现了化学运动中的吸引与排斥作用等等。
(2)生物和环境的相互作用是生物进化的动力。
生物与环境的矛盾斗争表现为自然选择的规律性。
生物体的同化与异化、遗传与变异的矛盾是生物进化的内在根据。
环境对生物的影响和选择是物种或生物个体存留与被淘汰的外部条件。
外因通过内因起作用。
生物体的变异是生物进化的基础,没有这种变异,自然选择也就没有意义;只有变异而无自然选择,也不会有生物的进化。
环境可以影响生物的发育,甚至和遗传信息一起在某种程度上决定着变异方向,二者可以相互转化。
但环境对生物类型的转化,需要遗传物质的变化相配合,生物才得以进化。
自然界演化发展的普遍性特征
经过深入研究,我们可以发现自然界演化具有三个普遍性特征:不可逆性、自组织性和对称的破缺。
首先,自然演化的不可逆性是指演化过程无法倒转,每一状态都是独一无二的,并且会带来周围环境的变化。
这个特征在自然科学中被广泛应用,因为所有实际过程都伴随着能量的耗散,无法还原。
不可逆性为自然界的演化规定了方向,包括从有序到无序和从无序到有序。
其次,自然演化的自组织性是指物质系统在无内外指令的情况下,自发地从无序向有序发展的过程。
这种现象在自然界中广泛存在,例如星系、恒星、生物的形成和演化都是自组织过程。
自组织现象出现需要具备一些条件,例如系统必须处于远离热平衡状态、是一个开放系统、各要素之间存在着非线性的相互作用、系统内部存在正反馈机制以及随机涨落和突变是自组织实现触发机制。
最后,演化机制是对称的破缺,这意味着自然界中的演化过程不满足对称性。
例如,物质系统从无序到有序的演化过程不同于从有序到无序的演化过程。
这种对称的破缺在自然界中广泛存在,例如化学反应和生物进化等。
总的来说,这三个普遍性特征揭示了自然界演化的规律和方向,对于我们深入理解自然界的演化过程具有重要的意义。
第二章自然界的演化与发展(2008年11月5日)自然界不仅是存在着,而且是生成着并消逝着,也就是说,“存在和演化并非都是彼此对立的,它们表达出现实的两个有关方面。
”①现代自然科学的巨大成就,不仅深刻地揭示了作为存在自然界的物质性、系统性和层次性,而且揭示了作为演化自然界的过程性、方向性和自组织性。
为了全面理解自然界的辩证法,需要在把握其存在方式的基础上,进一步讨论它的演化发展问题(下面我们先来区分六个概念)。
唯物辩证法是关于物质世界普遍联系和永恒发展的一般规律的科学,是具有普遍指导意义的世界观和方法论。
由此可知,联系是运动、变化、发展的前提,正因为一切事物都是处于相互联系、互相作用之中,所以世界上的一切事物都是运动、变化、发展的。
1、运动——是物质的固有属性和根本存在方式,是标志物质的变化和过程的哲学范畴。
从简单的位置变动到复杂的人类思维活动都是物质运动的表现。
2、变化——是指事物在位置上、形态上或性质上发生了新的状况。
所以,恩格斯说:“运动,就最一般的意义来说,就它被理解为存在的方式,被理解为物质的固有属性来说,它包括宇宙中发生的一切变化和过程,从简单的位置移动起直到思维。
”②因此,我们可以这样说:运动是一般的变化,变化是具体的运动。
它们是同一系列的范畴,具有基本相同的含义。
3、发展——不是同一事物的简单重复,也不是指事物单纯的数量变化,更不是指事物向后倒退的变化;而是指新事物的产生和旧事物的灭亡,是事物由简单到复杂,由低级到高级,由低序到高序的前进上升运动,是标志物质运动的整体趋势和方向性的范畴。
“演化”和“进化”同源于英文“evolution”,有“发展”、“展开”之意。
但实际上,二者是有区别的。
4、演化——是一种具有不可逆性的运动形态,而进化则是一种具有特定方向的演化。
5、进化——是指事物的上升的、从无序到有序、从低序到高序的不可逆过程或复杂性和多样性的增长。
它是开放系统通过与外界环境进行物质、能量和信息的交换,以及子系统或要素之间的协同作用,经过渐变或突变而发生在远离平衡态下的复杂化和有序化的过程。
自然界的演化过程(1)宇宙、天体的起源与演化。
宇宙包罗万象,中国古代就有人做出了“四方上下曰宇,往古今来曰宙”的概括。
宇宙是自然界各种物质形态的总体。
目前人们所观测到的“宇宙”,总星系的范围约为200亿光年。
关于宇宙的起源,美国物理学家伽莫夫提出了大爆炸宇宙假说。
后来由于出现了理论困难,诸如视界问题、量度问题、磁单极子问题等无法克服,从而导致了古斯暴胀宇宙论的产生。
按照这些学说,宇宙起源于一个超高温、超高密的原始火球经过瞬时的大爆炸,膨胀而成。
当宇宙膨胀到原来的1050倍,像夸克、轻子、玻色子等最基础的基本粒子产生时,标志宇宙的形成。
(2)地球的起源与演化。
地球是在太阳系形成的过程中产生的,迄今已有46亿年。
地球内部圈层的形成和演化。
“冷”起源说认为,原始地球在形成初期温度是比较低的,后来由于压缩效应、冲击效应和放射性衰变,使原始地球温度上升,物理化学作用使物质形态相互转化。
当地球内部温度超过铁的熔点时,构成地球的物质开始熔融、分化。
在吸引和排斥的相互作用下,铁、镍等重元素组成的物质开始下沉,逐渐形成地核,而较轻的物质硅酸盐等上浮形成地幔。
地幔进一步分化,更轻的物质从地幔中上浮到地表,形成原始地壳。
地球外部圈层的形成和演化。
当地球内部重力分异时,大量气体放出地面,在地球引力作用下,附着在地球周围,形成原始大气圈。
其中主要成分是342NH CH CO CO 、、、和O H 2蒸汽。
地壳运动。
根据板块构造学说,整个地壳被划分为若干个大的板块,板块不受海底地壳或大陆地壳的限制,板块驮在地幔的软流圈上,随着软流圈的热对流发生移动。
因此,不仅大陆在飘移,海底也在飘移,整个地壳都由于板块的移动而进行着大规模的水平运动。
(3)生命的起源与生物的进化。
恩格斯说:“生命是蛋白体的存在方式,这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断自我更新。
”这个定义是依据19世纪的自然科学成就做出来的。
从现代分子生物学的角度看,蛋白质应该是指蛋白质和核酸两大类生物大分子的复杂体系。