达尔文进化论宇宙大爆炸(西外选修课作业)

达尔文的进化论核心内容是什么?试详述之

答:

达尔文进化论主要包括:1.一般进化论;2.共同祖先学说;3.自然选择学说;4.渐变论。其中自然选择学说又是进化论的核心内容。 一、一般进化论:物种是可变的,现有的物种是从别的物种变来的,一个物种可以变成新的物种。这一点,早已被生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学、古生物学和分子生物学等学科的观察、实验所证实,我们现在甚至可以在实验室、野外直接观察到新物种的产生。所以,这是一个科学事实,其可靠程度跟“地球是圆的”、“物质由原子组成”一样。在今天,除了极其个别的由于宗教信仰偏见而无视事实的人,实际上已无生物学家否认生物进化的事实。

二、共同祖先学说:所有的生物都来自共同的祖先。分子生物学发现了所有的生物都使用同一套遗传密码,生物化学揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性,最终证实了达尔文这一远见卓识。所以,这也是一个被普遍接受的科学事实。

三、自选选择学说:达尔文的自然选择学说源于达尔文于1859 年发表的惊世骇俗的宏篇巨著《物种起源》,其主要内容有四点:过度繁殖,生存斗争(也叫生存竞争),遗传和变异,适者生存。自然选择被认为是生物进化过程中的一个关键机制。自然选择学说则被认为是现代生物学中最重要的里程碑之一,亦与能量守恒和转换定律、细胞学说等一道被革命导师恩格斯誉为十九世纪自然科学三大发现之一。

自然选择是进化的主要机制。自然选择的存在,是已被无数观察和实验所证实的,所以,这也是一个科学事实。但是,现在学术界一般认为,自然选择的使用范围并不像达尔文设想的那么广泛。自然选择是适应性进化(即生物体对环境的适应)的机制,对于非适应性的进化,有基因漂移等其他机制。也就是说,不能用自然选择来解释所有的进化现象。考虑到适应性进化是生物进化的核心现象,说自然选择是进化的主要机制,也是成立的。

四、渐变论:生物进化的步调是渐变式的,是一个在自然选择作用下累积微小的优势变异的逐渐改进的过程,而不是跃变式的。这是达尔文进化论中较有争议的部分。在达尔文在世时以及死后相当长一段时间,大部分生物学家,特别是古生物学家,都相信生物进化是能够出现跃变的,认为新的形态和器官是源自大的跃变,而不是微小的变异在自然选择的作用下缓慢而逐渐地累积下来的。包括赫胥黎在内的一些古生物学家由于强调生物化石的不连续性,而持这种观点。在遗传学诞生之后的一段时间内,早期遗传学家们由于强调遗传性状的不连续性,也普遍接受跃变论。在20世纪40年代,“现代综合”学说将遗传学和自然选择学说成功地结合起来,渐变论逐渐占了优势。但是近二、三十年来,古生物学和进化发育生物学的研究表明,生物进化过程很可能是渐变和跃变两种模式都存在的,跃变论又有抬头的趋势。不过,进化论所说的跃变,除了某些非常特殊的情形(例如植物经杂交出现新种),并非是指在一代或数代之间发生的进化,而可能经历了数千年、数万年乃至数百万年,只不过以地质年代来衡量显得

很短暂而已。

试描述宇宙大爆炸的过程

答:

宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于300亿年至230亿年前),并经过不断的膨胀与繁衍到达今天的状态。

总体来说,宇宙大爆炸有三个步骤——预涨、爆炸、延迟喷发。137亿年前。宇宙起源于一个“奇点”的大爆炸。奇点是一个温度极高、密度极大、体积无限小,没有具体位置的能量球。宇宙大爆炸并不是一蹴而就,可以根据今天宇宙的情景去推断宇宙大爆炸那一刻的具体情况。

大爆炸的三个阶段:

爆炸前的预涨,这是爆炸前的准备阶段,能量集中在奇点里并达到即时的过度饱和。然后才开始爆炸,所以,宇宙在各个方向上都是大致均匀的。

预涨后的爆炸,严格地说,应该是膨胀,而不是爆炸。因为宇宙大爆炸没有中心点,发生在整个宇宙中。另外,不管从宇宙的任何地方观察,所有的星系都是相互远离的。

宇宙大爆炸所喷发的绝不是任何所谓的高度压缩的物质,那时宇宙中根本就没有任何物质。喷发的是能量,也可以说是“能量子”。它

没有任何物质的属性,没有几何尺寸、没有质量、没有具体位置,特别是,能量子是以超光速的速度急剧扩张的。所谓的光速是速度的极限,是不正确的。那只是在物质世界里。在宇宙爆炸之初的纯能量世界里,能量的传播速度是超光速的。能量子是极高温度下物质的最后的分解结果:由于温度极高,使物质产生了极高的振动频率,从而使物质彻底分解了,成为能量子。

当然,由于宇宙急剧扩张,又使宇宙的温度迅速降低,温度的降低使能量子的振动频率降低,从而使能量子相互结合,又合成了亚粒子、粒子。

宇宙大爆炸以后,爆炸的喷发并没有完结,奇点还留下大量的残骸,这些爆炸后留下的残骸,在今后的漫长时期里,继续向外发喷发能量,这就是延迟核喷发。

延迟核的喷发,虽然单位时间内的能量较小,不能和宇宙大爆炸的瞬间相比,但喷发的时间漫长。所以累计的能量是特别巨大的。 在宇宙中,可见物质只占4%,还有23%的暗物质和73%的暗能量都是不可见的。延迟核的喷发就是暗物质和暗能量的来源。应该说的是,黑洞、各种射线,都是物质的特殊存在形式,都不是暗物质。 我们无法感觉暗物质和暗能量的存在,可能是因为暗能量是超光速扩张的,它们组成了另外的时空,属于和我们的宇宙平行的多重宇宙。不同的时空是相互作用的,却无法感知。

大爆炸理论测算出宇宙的年龄是 137±2 亿年,这一计算是通过对Ia型超新星的观测,对宇宙背景辐射强度的测量,以及对星系相

关函数的测量得出的。这三个独立测算所得到的结果一致,从而被认为是所谓更详细描述宇宙中星系性质的 Lambda-CDM model 的有力证据。早期的宇宙充满了同源同性的物质,其温度、压强、能量都极高。随着膨胀和冷却,宇宙物质经历了相变,这种相变与蒸气冷却时的凝结过程和水的凝固过程相似,不同之处在于前者发生在更基本的粒子层面上。

普朗克时期之后大约 10-35 秒,相转变引起宇宙产生指数级增长,称为暴胀。之后暴胀停止,此时宇宙的物质形式是夸克-胶子等离子体,这些物质的运动都符合相对论。宇宙继续在空间上膨胀,温度继续下降。在某一温度下,一种至今未知的所谓重子相变的相变产生,夸克和胶子组成重子,就是质子和中子,同时还在物质和反物质之间产生了不对称性,这种不对称性已经被实验证实。随着温度进一步降低,更多无对称的相变发生,形成了现在的基本粒子和基本相互作用。之后,一些质子和中子结合,组成氘和氦的原子核,这个过程叫做太初核合成。随着宇宙的冷却,静止质量的能量密度以引力形式存在,并超过辐射形式的能量密度。在大约 30 万年之后,电子和原子核结合成为原子(主要是氢原子),而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播,这就是今天的宇宙微波背景辐射。

随着时间的前进,在几乎是均匀分布的物质空间中,密度稍微大一点儿的区域通过引力作用吸引附近的物质,从而变得密度更大,并形成今天的气体云、恒星、星系和其他天文学观测到的结构。具体过程决定于宇宙物质的形式和数量,其中形式可能有三种:冷暗物质、热暗

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