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自然科學中的平衡性探討范文

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自然科學中的平衡性探討

生態系統中,各物種和種群在一定的條件下、一定時期內也保持著相對穩定的狀態,即動態平衡狀態,其中的能量流和物質循環也總是平穩地進行著。生態系統的外貌、結構和動植物組成都保持著相對穩定的狀態。當生態系統中某一部分出現異常時,系統會自動調節將其消除。對于污染物的侵犯,在一定范圍內,生態系統也有很強的自凈能力。例如,一個水塘被輕度污染,其自身就會通過微生物的降解和物理的沉降將污染消除。

矛盾的對立統一,是在一定制約基礎上的對立統一。一個平衡系統的調節能力是有一定限度的,外界的影響超過這個限度,平衡就會遭到破壞。化學中,緩沖溶液的平衡移動也有一定的PH值范圍。人體的血液就是一種緩沖溶液,其pH值大約是7.4,稍有偏離就會生病;當pH值超出7~7.8這個范圍時,人就會死亡。再如,彈簧的振動,如果無限制地拉長,彈簧會變成一根鐵絲,就不再有彈簧的振動,也就不會再有彈簧的振動平衡。

當然,自然界的生態平衡也有一定的局限性。例如,筆者在上文中提到的輕度污染水塘,如果一旦排放的污染物超過微生物的降解能力,水就會變臭,魚蝦也不能存活。又如,澳大利亞有其獨具特色的本土生態環境,但自從英國人在20世紀40年代引入歐洲野兔后,由于缺乏天敵,結果原有的生態平衡被打破,兔子泛濫成災,使草原植被受到嚴重破壞。太陽輻射的紫外線如果直接達到地球表面,就會破壞生物體中的蛋白質和基因物質,造成細胞的變異和死亡。

然而,大自然的鬼斧神工卻改變了這一過程,大氣中存在的臭氧層能將大部分太陽紫外線輻射吸收。這是由于臭氧和氧氣之間存在的平衡,使大氣中形成了較為穩定的大氣層。近年來,氟氯烷烴在工業生產中的使用越來越多,主要用于冷凍設備的制冷劑,醫用、美發、空氣清新的氣霧劑以及煙草工業的煙絲膨脹劑。氟氯烷烴在高空中會釋放出氟原子和氯原子,它們遇到臭氧分子后,會成為臭氧分解為氧氣的催化劑,奪走臭氧中的氧原子,使平衡受到破壞。因此,筆者認為,必須不容緩地采取有效行動,切實保護好人類賴以生存的臭氧層。

森林是大自然的總調度室,是人類的寶貴財富。它能夠調節氣候,美化環境,維護生態的平衡。因此,用綠色裝點祖國的山河,筑起一道綠色長城,當代人責無旁貸。

大自然造就了人類,也展示了奇妙的平衡系統。“大平衡”理論從另一個角度對“平衡”進行了精辟的論述:平衡是宇宙之本體,存在之緣由,萬物之規律,事物之起點、過程、終點、順序、狀態。總之,平衡是能量與信息有機結合的整體存在。沒有平衡就沒有世界。“大平衡”理論也是幾千年來中國傳統文化的積淀,是中國古代中庸思想在自然科學中的折射,自然科學中的平衡原理只是“大平衡”理論的一個縮影。在教學過程中,教師要不斷總結,讓學生不僅學到知識,而且樹立科學的世界觀,去發掘客觀世界中隱含的平衡美。

作者:張娟單位:河南省焦作市技師學院

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