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自然科学中的平衡性探讨

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生态系统中,各物种和种群在一定的条件下、一定时期内也保持着相对稳定的状态,即动态平衡状态,其中的能量流和物质循环也总是平稳地进行着。生态系统的外貌、结构和动植物组成都保持着相对稳定的状态。当生态系统中某一部分出现异常时,系统会自动调节将其消除。对于污染物的侵犯,在一定范围内,生态系统也有很强的自净能力。例如,一个水塘被轻度污染,其自身就会通过微生物的降解和物理的沉降将污染消除。

矛盾的对立统一,是在一定制约基础上的对立统一。一个平衡系统的调节能力是有一定限度的,外界的影响超过这个限度,平衡就会遭到破坏。化学中,缓冲溶液的平衡移动也有一定的PH值范围。人体的血液就是一种缓冲溶液,其pH值大约是7.4,稍有偏离就会生病;当pH值超出7~7.8这个范围时,人就会死亡。再如,弹簧的振动,如果无限制地拉长,弹簧会变成一根铁丝,就不再有弹簧的振动,也就不会再有弹簧的振动平衡。

当然,自然界的生态平衡也有一定的局限性。例如,笔者在上文中提到的轻度污染水塘,如果一旦排放的污染物超过微生物的降解能力,水就会变臭,鱼虾也不能存活。又如,澳大利亚有其独具特色的本土生态环境,但自从英国人在20世纪40年代引入欧洲野兔后,由于缺乏天敌,结果原有的生态平衡被打破,兔子泛滥成灾,使草原植被受到严重破坏。太阳辐射的紫外线如果直接达到地球表面,就会破坏生物体中的蛋白质和基因物质,造成细胞的变异和死亡。

然而,大自然的鬼斧神工却改变了这一过程,大气中存在的臭氧层能将大部分太阳紫外线辐射吸收。这是由于臭氧和氧气之间存在的平衡,使大气中形成了较为稳定的大气层。近年来,氟氯烷烃在工业生产中的使用越来越多,主要用于冷冻设备的制冷剂,医用、美发、空气清新的气雾剂以及烟草工业的烟丝膨胀剂。氟氯烷烃在高空中会释放出氟原子和氯原子,它们遇到臭氧分子后,会成为臭氧分解为氧气的催化剂,夺走臭氧中的氧原子,使平衡受到破坏。因此,笔者认为,必须不容缓地采取有效行动,切实保护好人类赖以生存的臭氧层。

森林是大自然的总调度室,是人类的宝贵财富。它能够调节气候,美化环境,维护生态的平衡。因此,用绿色装点祖国的山河,筑起一道绿色长城,当代人责无旁贷。

大自然造就了人类,也展示了奇妙的平衡系统。“大平衡”理论从另一个角度对“平衡”进行了精辟的论述:平衡是宇宙之本体,存在之缘由,万物之规律,事物之起点、过程、终点、顺序、状态。总之,平衡是能量与信息有机结合的整体存在。没有平衡就没有世界。“大平衡”理论也是几千年来中国传统文化的积淀,是中国古代中庸思想在自然科学中的折射,自然科学中的平衡原理只是“大平衡”理论的一个缩影。在教学过程中,教师要不断总结,让学生不仅学到知识,而且树立科学的世界观,去发掘客观世界中隐含的平衡美。

作者:张娟单位:河南省焦作市技师学院

长安大学学报责任编辑:田老师    阅读:人次