信息与物质世界的演化

本文叙述了“信息”这一科学概念的建立及其发展。给出定义:信息就是系统的联系状态,并在其运动过程中有变换和失真、破缺的一种物质存在形式。同时,讨论物质世界的演化与信息的关系,指出:宇宙的原始物质中信息就与物质、能量一同存在,信息形态的发展与物质世界的进化存在同步关系,信息运动,信息的变换和失真,是物质世界演化的动因,随着物质世界的发展,系统的结构越复杂,功能越丰富,信息对系统演化的作用越大。所谓进化,就是指系统信息形态变得复杂、信息量增多、信息作用越来越大的过程。     

电磁场是物质的一种形态

在电磁学教学过程中,我们遇到的问题之一是:电磁场的本质是什么?在物理学参考书中,对电磁场的本质有各种不同的看法,主要有:1)认为电磁场是客观存在,是物质的一种形态,2)认为电磁场是能量的一种形态。这个问题,在教学过程中,学生一时也不容易理解。所以本文的目的主要论证:电磁场是物质的一种形态,并非是能量的一种形态。     

科学新闻

碳纳米管生长过程中的颗粒-线-管进化机制气相金属催化剂对于碳纳米管的合成具有极大的推动作用。但由于合成碳纳米管生长进化过程中的快速反应特征以及高温环境,使得难于进一步认识碳纳米管的进化机制。中国科学院煤炭化学所煤转化国家重点实验室朱珍平课题组,成功将碳纳米管合成过程反应冻结在中间阶段,详细地研究了合成碳纳米管中间体的形态和结构,揭示出碳纳米管气相催化合成中的碳纳米颗粒-纳米线-纳米管的进化过程:碳     

鸟类的发声与发声中枢

动物的发声不仅是进行信息传递或回声定位的一种反应方式,而且是支配着动物个体和种群间的丰富多彩的机能活动,所以它具有极为重要的生物学意义。动物的发声随种群进化水平的不同,其发声器官和各级发声中枢的结构及其机能活动也各有异同。有的动物甚为发达占有明显优势,有的则很逊色并停留在软低级的水平上。鸟类发声器官的结构与发声中枢的机能活动比较复杂,不同类群和雌雄个体间的发育水平有明显差异。因此,有些鸣禽类的鸟,在出生后,在先天性遗传的基础上、在发育的不同阶段中、在亲鸟的教授下、或向其他成鸟效仿学唱后使其发声、鸣唱更为复杂     

物质进化论

世界是物质的。由少数到多数,由简单到复杂,由低级到高级,物质不断地向前进化。物质进化分为阶段进化和层次进化。阶段进化经历了非生物阶段、生物阶段和人类阶段。层次进化经历了个体层次、群体层次和积体层次。当今世界,不仅非生物群体和生物群体积合成物物积体,而且非生物群体、生物群体和人类群体积合成物人积体,成为复合积体。进化的动因是组分作用和组分适应。进化的动力是组分矛盾。人类阶段物质进化的方向是共产主义物人积体。     

系统发育史的重建

不同的物种是怎样进化形成不同的形态 ,这仍是现代进化生物学中研究的主要课题。近年来 ,对这一问题的研究已集中在由于进化时间的不同而导致进化机制变化的模型上 ,并在解开机体发育期间控制形态表现的分子机理方面取得了惊人的进展。值得注意的是 :形态的表型和一些调节基因的突变大致反映了物种间所表现的差异。通过分析生物的系统发育 ,重新构建系统发育史 ,可以阐明控制发育过程和进化发育的相关时间的遗传网络的分子进化机制。与系统发育进化有关的信息影印在组成它们的基因片段上。存在于这些发育位点的信息可以使人们追踪到发育调节…     

矿物质：人体不可缺少的结构组分和功能活性物质

从化学分析的角度看,一切生物包括人体都是由元素构成的。生物进化论认为生命始于海洋。在长期的进化过程中,生物体不断地与环境进行着物质交换,所以生物体内几乎含有海洋里的所有元素,而且各种元素的含量也与环境中的元素组成趋势大体一致。人类在进化过程中来到陆地生活,不断通过空气、水、食物和土壤与环境进行物质交换。     

地衣协同进化研究进展

对地衣的协同进化研究现状和发展方向进行了较全面的综述,资料表明,地衣的起源可追溯到前寒武纪;在漫长的进化过程中,共生菌与共生藻之间的相互作用使地衣产生了一些特有的性状,诸如对共生菌,共生藻的生存均有利的形态结构,合成了某些地衣所特有的镒生代谢产物,地衣体内不同部位ＤＮＡ甲基化程度不同等。共生菌、藻的分离培养发现,分离培养状态下的真菌与藻类与共生状态下的在形态、生理和遗传上有较大的差异,地衣的人工重建表明,真菌与藻类在协同进化的过程中已产生了较高的专一性。     

人体生物节律在运动、锻炼和竞赛中的应用

一、人体生物节律的概念人体多种机能活动呈节律性变化,这在古代就为人们所发现。但大量的科学化的研究,还是近几十年的事情。研究发现,人的各种生理活动,如心率、呼吸、体温、内分泌、物质代谢、体力和精力等,均有周期性变化。周期可表现为年、月、日等。最明显的是昼夜节律变化。人体生理活动的节律性变化是在长期的进化过程中,为了生存而与自然环境逐渐适应的结果。研究表明节律性变化是由机体内部的某种定时装置的驱动,引起相应系统的机能变化,遂以外界的节律性变化同步。这种定时装置即所谓的“生物钟”。很多学者认为,生物钟在体内不…     

人脑机能的记忆和思维之谜

记忆核蛋白的解剖部位对于人脑机能的研究,属当今前沿科学之一,医学生理学一再告诉我们:某一生理机能是建立在相应解剖学基础之上的“一切思维活动乃是客观世界的物质对于神经系统影响的结果”。到目前为止,人体许多生理机能如记忆、思维过程、虽然尚未找到解剖学基础,但将来总要从微观上弄明白解剖基础的。人类的脑生理机能与动物实验中所观察到的情况相比复杂得多。事实上,人类大脑解部结构比任何动物大脑都复杂得多。如感觉皮层、听觉皮层等特殊机能部位的神经元,它们在形态结构上都存在较大差别,在1000亿个神经元中,每一个神经元都存在大同小异的特征,它们在皮层下的排列情况及纤维走向,都具有它们自己的特色。它们的微小组织结构形式服从于生理机能的需要。我们推知:思维中枢的突触组成、递质组成与运动中枢的突触组成、递质组成也会存在差异,也会各有自己的特色。     

基于基因表达调控的进化模型

为了研究生物进化过程中高级复杂结构的出现和不同复杂程度的各种结构并存的现象 ,建立了一个简单的进化模型。在模型中 ,考虑了基因的表达调控过程 ,借鉴了生命作为复杂系统的自组织现象 ,提出了基因突变产生的系列突变效果。在模仿生物的进化的实验过程中 ,出现了由简单结构向复杂结构进化的趋势。对这一过程进行了理论分析 ,将模型推广到多个物种的情况 ,并结合生物学中的现象 ,得出了结论 :生物演化过程中 ,同时存在进化与退化的趋势 ;高级复杂结构的出现是在一定的外界环境下 ,生物种群内部出现的自组织过程     

玉米不同亚种染色体组型和C带带型分析

物种的形成是生物进化的中心问题。在自然选择下,生物体积累有利变异,渐渐地从简单到复杂,从低等到高等进化。在物种的进化过程中,物种之间的区分不仅表现在形态,生理特性的不同,更重要的是还表现在染色体数目、形态结构以及减数分裂中染色体的行为状态等。染色体的进化速度与物种形成速度之间存在着正的相关,经典的分类学常用形态学、解剖学和地理分布知识作为区分生物类群的指标,随着细胞学和细胞遗传学的发展,分类学不仅以形态学为基础,而且以遗传物质的载体——染色体作为分类标准,即所谓染色体分类学,它是利用染色体数目、形态大小、带纹等对生物体进行更直接、更深入、更细微的研究和探讨其分类地位及亲缘关系。本文分析玉米四个不同亚种的染色体组型和C带带型,以探讨它们之间亲缘关系。     

奇异的DNA结构探索:一场用结构化学解释生命科学的竞赛

毫无疑问,生命科学与化学有着密不可分的联系,我甚至认为生命科学就是用化学来解释生命。然而,仅仅知道一种物质的化学成分是远远不够的,结构才是其功能的基础。我们知道,构成元素相同的物质,由于结构不同,可能在功能上就相去甚远:左、右旋光物质的不同生理作用就是一个很好的例子。但是,我们不能孤立地来阐述生命科学与结构化学的关系,也就是说不能把生命科学看成一块,     

结构·形态发生与热力学诠解

不同形态能量对物质分布具有不同的作用方向。对孤立系变化过程,体系物质分布与能量形态聚集总量守恒、发散总量守恒。当聚集形态能量对物质分布发生聚集作用时,物质分布将趋向聚集;当发散形态能量对物质分布发生作用时,物质分布将趋于发散。对这两类变化过程,都有量热产生diS>0,这表明量热滴变dS不能作为体系物质分布特征变化（方向）的判断依据。     

上海城市形态变化的空间分析及成因探索

特定的城市空间形态是各种内外因素长期相互作用的结果.研究对比不同时期的城市形态结构变化,是探索社会经济动因的一个重要方面.以上海城市空间形态作为研究对象,利用5幅具有代表性的不同历史时期地图,采用ARCGIS软件进行空间分析,分别计算了上海在100年期间城市空间的扩展速度与扩展方位,以及城市空间形状的紧凑度指数与分形维数,综合研究上海城市空间形态的历史演变过程,并分析其中的社会变革等因素的影响.研究发现上海建成区的发展分为两个阶段:1884~1978年为上海城市的低速扩展阶段,战乱动荡时期城市发展相对缓慢;1978~1987年为高速扩展阶段,改革开放让上海的经济发展和城市建设有了很大的提升.因此,城市的空间形态演变过程与城市的社会变革因素是密切相关的.     

节约型社会与可持续发展

地球演化至今已经有46亿年的历史，无论人类是否出现，地球系统始终是按照一定的规律在演化。在这个过程中、不同的生物种类在不断地更替，从低级向高级进化。进入有高级生物阶段后、内部以能量、物质和信息循环为特征的生态系统维持了一种稳定的状态，在一个稳定的生态系统中，不同的生物种类和数量保持相对不变。这种稳定源于系统中丰富生物种类和食物链(网)，能量和物质能够“物尽其用”，在循环过程中没有累积和浪费。     

运动对心肌形态结构及生物学的影响

心脏是人体机能重要的动力系统,是衡量身体健康及运动能力的重要指标．在长期的体育锻炼下,心肌的形态结构及功能会发生相应变化．本文就不同运动负荷对心肌形态结构及其生物学的影响进行综述,以期为运动训练提供理论参考．     

基于系统发育和功能性状的森林群落构建机制

群落物种共存机制是生态学研究的重要论题。共存物种的生态和进化相似性是用于验证群落构建机制的关键信息之一,生态学家常用系统发育和基于功能性状的方法间接或直接估算相似性,从而揭示驱动群落构建的主要生态学过程。系统发育分析方法和基于功能性状的方法均能检验生境过滤和竞争排斥过程在群落构建中的作用,并为解决生态位理论和中性理论之争提供新的视角。根据现代物种共存理论,在不同的功能性状进化模式下,不同生态过程构建的群落功能结构和系统发育结构可能不同,聚集的群落系统发育结构可能在性状进化保守的情况下由生境过滤过程构建,也有可能在性状趋同进化的情况下由竞争排斥过程构建而成,因此检验功能性状系统发育信号对于推断群落构建机制显得十分必要,联合系统发育和功能性状的研究将能更加精确地推断驱动群落构建的主要生态过程。联合系统发育和功能性状研究干扰和次生林演替对群落系统发育结构物种共存机制的影响,将有助于认识群落物种多样性对干扰的响应及不同演替阶段群落的构建机制,为群落的管理和恢复提供依据。     

我校不同年代大学生身体形态、机能、素质对比分析

采用文献资料、体质测试、数理统计等方法,对近20年来我校不同年代大学生的身体形态、身体机能和身体素质进行对比分析。结果表明,大学生的身体形态发展呈上升趋势,但身体机能和身体素质水平呈下降趋势,尤其是肺活量指数和耐力跑项目,不同年代大学生之间有极显著性差异。目前我校学生体质状况与全国大学生比,身体形态明显好于全国水平,身体机能与全国大学生相当,耐力素质与全国大学生有显著差异。     

信息与物质的相互作用

以人类语言与人脑共同进化为例,阐述了信息与物质之间可能存在的一种相互作用．阐述了为人类语言与人脑的共同进化提供证据的已有研究结果,包括人类脑皮层语言区、人类语言和人脑进化过程、人类语言进化的遗传学基础．以此为基础,建立了一个动力学模型,刻画了人类语言发展和人脑发育的相互促进过程:语言发展水平可通过语言相关的基因突变所导致的脑功能进步来提高,而突变基因能否被正向选择取决于语言发展水平,只有满足一定条件的突变基因才能被正向选择．因此,人类语言和人脑经历了一个共同进化过程,该过程为分析信息与物质的相互作用提供了一个途径．