自然界的自組織介紹教學(xué)課件

第四章自然界的自組:Q第一節(jié)時(shí)間之矢的和自然界演化的方向性時(shí)間之矢的凸現(xiàn)動(dòng)力學(xué)中的時(shí)間牛頓力學(xué)方程中F=m時(shí)間以平方的形式出現(xiàn),因此方向性被抹掉∫相對(duì)論、量子力學(xué)在時(shí)間問題上都是反演對(duì)稱的,因此也沒有方向性。等2。熱力學(xué)中的時(shí)間1822年傅里葉方程(x2=2°x”指出只要存在著溫度差,總有熱流從高溫物體傳到低溫物體,時(shí)間t反演不對(duì)稱。1824年卡諾原理:一定熱量作功的上限是兩個(gè)熱源的溫度差?？藙谛匏?熱量不可能自動(dòng)地從較冷的物體轉(zhuǎn)移較熱的物體湯姆遜:從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響是不可能的。熱力學(xué)第二定律:所有能量的轉(zhuǎn)化都是不可逆的,孤立系統(tǒng)的熵總是趨于最大。波爾茲曼關(guān)于熵的定義:S=knW愛丁頓:熱力學(xué)第二定律“在自然定律中占有至高無上的地位”可逆與不可逆“可逆性佯謬動(dòng)力學(xué)的時(shí)間是可逆的,而熱力學(xué)的時(shí)間是不可逆的誰反映了客觀世界的本質(zhì)?波爾茲曼:熱力學(xué)第二定律只存在于宏觀領(lǐng)域是對(duì)大量粒子統(tǒng)計(jì)平均的結(jié)果。量子力學(xué):微觀層次的隨機(jī)性是客觀存在的普里戈津:非平衡態(tài)熱力學(xué),發(fā)現(xiàn)時(shí)間內(nèi)稟性自然界中實(shí)際發(fā)生的過程都是不可逆的,可逆性只是相對(duì)的,有條件的。三、不可逆與進(jìn)化克勞修斯與達(dá)爾文的矛盾概率論對(duì)熵進(jìn)行的分析:系統(tǒng)的熵與對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)出現(xiàn)的概率成正比,熵值最大對(duì)應(yīng)的就是對(duì)稱性最大的狀態(tài),也是最無序的狀態(tài)。而生命現(xiàn)象是高度不對(duì)稱的,即最有序的狀態(tài)。生命的演化是不對(duì)稱逐漸增加,有序性不斷提高的過程物理學(xué)怎樣解答進(jìn)化過程?第二節(jié)自組織的概念自組織現(xiàn)象:1。貝納特對(duì)流:水平容器中的薄層液體在加熱到一定程度后產(chǎn)生規(guī)則的多邊形圖案1)加熱導(dǎo)致有序運(yùn)動(dòng)2)對(duì)流狀態(tài)下液體分子形成統(tǒng)一行動(dòng)3)有序狀態(tài)是突現(xiàn)而非逐漸形成。黃,一毫米厚,其中的六角形對(duì)流圖賽的全魏(上)與特寫(下2。激光:LightamplificationbyStimulatedEmissionofradiation即受激輻射的光放大受激幅射是產(chǎn)生激光的首要條件工作物質(zhì)必須具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)。這是產(chǎn)生激光的第二個(gè)條件。有些物質(zhì)的電子被激發(fā)以后,處于第二能級(jí)E的時(shí)間較長,僅次于基態(tài)能級(jí)E1。這個(gè)能級(jí)就叫做亞穩(wěn)能級(jí)形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),使受激發(fā)射多于吸收。這是產(chǎn)生激光的第三個(gè)條件。振蕩腔是產(chǎn)生激光的第四個(gè)條件。其作用是使輻射頻率單純,方向集中光子在振蕩腔中振蕩具有放大效應(yīng),即一次產(chǎn)生的光子數(shù)多于損耗的光子數(shù)是產(chǎn)生激光的第五個(gè)條件3。貝洛索夫一薩波金斯基反應(yīng)1)鈰離子催化檸檬酸的溴酸氧化反應(yīng)容器內(nèi)混合物的顏色周期性在黃色與無色之間變換化學(xué)鐘2)鈰離子催化丙