求:数学中的宇宙发展史和物理宇宙发展史简介。

654.38+03.8亿年前的大爆炸,在某种极其混乱的背景下,宇宙由一个极其微小的粒子形成,空间在极高密度和温度的状态下爆炸,从而开始了宇宙时空的膨胀。此时宇宙的密度高达每立方米几十个指数公斤,使得所有的力都有相同的作用。随着宇宙体积的膨胀,宇宙也迅速冷却。过一段时间,引力就可以独立存在了。在另一个瞬间,组成物质的基本粒子被能量产生,耦合物质的强核力也被分离。在此期间,宇宙经历了剧烈的膨胀,物质在小范围内趋于稳定。随后形成最简单的复合粒子,电磁力和弱力最终分离。大爆炸后大约10秒,一个稳定的原子核形成了。大爆炸后30万年,宇宙中最简单的化学元素终于形成,宇宙开始充满弥散的气体。

654.38+03.3亿年前,引力聚集气体并加热,第一批恒星发出光。通过核反应,恒星产生能量与其引力竞争,产生更重的化学元素。当第一代恒星衰老死亡后,重元素散落到星际空间,第二代恒星在引力作用下再次形成。第二代恒星也经历了更激烈的核反应,产生了更重的化学元素,经历了更剧烈的爆炸。这个时候我们常见的物质,比如铁或者铝,已经基本形成了,突然灰尘和蒸汽,甚至简单的大分子物质也开始形成了。

在这样的背景下,大约50亿年前,我们的太阳作为第三代恒星诞生了,它的引力场束缚了一些巨大的岩石和气团,使它们保持在特定的轨道上运行,它们成为了太阳的行星。45亿年前,地球作为太阳的行星,也是在频繁剧烈的岩石碰撞中诞生的。

在它形成之初,地球满目疮痍,外部不断受到陨石的撞击,内部不断坍缩并进行核反应,使得地球不断升温,从而形成了炽热的熔岩体。在引力的作用下,重物质开始向内部坍缩,形成地心,而轻物质留在表面,形成地壳。初始地壳极薄,所以地球火山运动频繁,火山喷出的气体上升,构成了地球的原始大气。在雷暴、强烈紫外线辐射、高温等环境因素的长期影响下,原始大气中形成了许多简单的有机物。

大约就在这个时候,一颗名为特伊亚的天体与我们的家园发生了剧烈的碰撞。如果撞击更加猛烈,可能会彻底毁灭地球。撞击从地球上扯下一大块物质,形成了月球。撞击还造成了地轴的歪斜和地表四季的分化,这是生命发展的重要前提。但此时的地球还是一个炼狱,熔岩海洋,剧毒大气,还在不断被陨石撞击。

陨石源源不断地来到地球,带来水,水蒸发并聚集在地表上方,形成云,带来持久的降雨,使地表成为汪洋。随着地表的不断冷却,地壳开始凝固。然而,地球内部炽热的岩浆仍在流动,将脆弱的地壳分裂成板块,推动板块移动,开始重塑地表形态。板块碰撞,形成陡峭的山脉,板块分离,形成深沟,地表部分隆起,露出海平面,形成陆地。

37亿年前,在海洋深处的一个温泉口,形成了一组对所有生物都有重要意义的分子——遗传物质分子,而这些分子恰好被一种油性物质包裹着。这是地球上的第一个细胞,也是所有生物的祖先。细胞开始从周围环境中吸收物质,并将其转化为能量。它受外界影响,控制部分细胞变形实现运动。遗传物质发出电信号,使细胞从一个分裂成两个,生命延续和发展的画面开始了。

33亿年前,原始细菌和细菌因变异而分化。大约27亿年前,第一个有细胞核的细胞形成了。真核细胞有三种基本结构:核膜、遗传信息表达系统和细胞骨架。三大基本结构系统构成内部结构紧密、分工明确、智能多样的细胞器,并在此基础上实现细胞生命活动的高度程序化和自控。大约265,438+亿年前,也出现了原始的多细胞植物。

大约6543.8+0.25亿年前,海洋中出现了一些含有叶绿体的泛植物,可以吸收太阳的光能,将二氧化碳和水转化为糖类等有机物,储存能量,并排出相当数量的氧气。富氧环境为真核细胞的发育提供了良好的条件。654.38+0亿年前,真核细胞繁盛。

在生命进化初期,生命靠单调的自我复制和分裂而繁衍,父母与后代的差异相当小,生命进化缓慢。大约6543.8+0亿年前,两个细胞意外融合,它们的遗传物质结合在一起。当细胞再次分裂时,新形成的细胞含有双亲的遗传物质,这是生命史上首例有性生殖。有性生殖大大增加了后代与父母的差异,大大提高了生命进化的速度,生命开始向各个方向快速发展。

动物的前身是简单的单细胞生物体,只依靠细胞内的特化细胞器生存和延续后代,进行动作、营养、呼吸、排泄和繁殖,效率低下。有性生殖出现后不久,群居的鞭毛虫形成了最简单的多细胞动物体——海绵。这些海绵具有简单的细胞分化,包括消化细胞、支持细胞、孢子细胞和表皮细胞,并形成内胚层和外胚层的分化。每个细胞各司其职,共同完成生命活动,但实际上海绵只能附着在岩石上,不具备进行复杂运动的能力。在腔肠动物中,除了细胞分化外,还发生组织分化,在两胚层之间形成间皮。腔肠动物的上皮肌肉细胞中有特殊的纤维,使它们能够在小范围内运动。此外,腔肠动物还形成了简单的神经系统。细胞和组织的分化使动物开始具备进行复杂生命活动的能力,使动物活动更加有效和方便。

大约7亿年前,一种适应在海底爬行的水母变平,神经系统移至头部,逐渐形成地球上的第一条蠕虫。在外胚层和内胚层之间,形成中胚层。中胚层的出现对动物身体结构和功能的进一步发展具有重要意义。一方面,中胚层的形成减轻了内胚层和外胚层的负担,导致了一系列新的分化,为动物身体结构的进一步复杂和完整提供了必要的物质条件。中胚层的形成促进了新陈代谢,也形成了复杂的肌层,增强了运动功能。再加上两侧对称的体型,使得动物在更大范围内摄取更多食物成为可能。消化道壁上也出现了肌肉,加强了消化道的蠕动能力,这无疑促进了代谢功能的加强。由于代谢功能的加强,产生的代谢废物也增多,从而促进排泄系统的形成,扁平动物开始有原肾管。动物由于运动功能的提高,经常与多变的外界环境接触,促进了神经系统和感觉器官的进一步发育。扁平动物的神经系统比腔肠动物有了显著的进步,已经开始集中成阶梯状的神经系统,形成中枢神经系统。此外,中胚层形成的薄壁组织具有储存养分和水分的功能,使动物在一定程度上具有抗饥抗旱能力,为动物后期上岸创造了准备条件。[1]

在5.4亿年前的寒武纪,生命出现了前所未有的爆发式发展。随着无脊椎动物的快速发展,身体系统越来越完善,出现了高等无脊椎动物。线性动物出现特化的排泄器官,消化系统得到改善。在环节动物和棘皮动物中,在体壁和肠壁之间形成裂隙腔。裂腔的形成促进了消化道功能的进一步分化,强化了消化功能,进而强化了排泄功能的需求,肾后管开始形成。在裂腔形成的过程中,一部分遗骸形成了血管,循环系统得到了改善。裂腔的出现也为动物的身体分割提供了依据。一类棘皮动物在胚胎期经历变态,一部分中胚层增厚、分化、突出,最后离开肠壁形成脊索。脊索构成了支撑身体的主梁,是重量的承受者,也为内脏提供了强有力的支撑和保护。运动肌肉可以获得一个强有力的支点,使身体不会因为运动时肌肉的收缩而变短或变形,使动物向大规模发展。同时,脊索的中轴支撑也能使动物更有效地完成定向运动,对于主动捕猎和躲避敌人更为准确和迅速。外胚层内陷,形成原始脊索动物的内部神经管。消化道前端的咽形成一个鳃裂,里面充满了用于呼吸的细小血管。形成了一个封闭的循环系统,在消化道的腹面也形成了一个心脏。心脏就像一个水泵,为血液流动提供动力,为细胞提供营养并带走新陈代谢产生的废物,使循环系统更加高效地运转,为动物快速持久地运动提供条件。

大约4.5亿年前,海洋中出现了第一条鱼和第一种脊椎动物。在它的身体上,形成了一个明显的头部。神经系统是管状的,它的前端扩展成大脑,后端分化成脊髓。脊髓被由单一椎骨连接的脊柱所取代。它有颚,形成口腔。作为索取食物的工具,口腔中有牙齿,起到咬和磨的作用,使不能直接利用的物质转化为食物,从而开拓了可摄入食物来源的范围。同时循环系统更加完善,出现了可收缩的心脏,促进了血液循环,有利于提高生理机能。复杂的肾脏取代了简单的肾管,提高了排泄功能,使代谢产生的大量废物能够更有效地排出体外。[2]此后,脊椎动物进入快速发展期,各种鱼类空前繁盛,颚鱼数量和种类增加,现代鱼类硬骨鱼也开始发展。无脊椎动物也继续发展,出现了早期的昆虫。大气中氧气的增加在平流层形成了可以吸收大部分紫外线的臭氧层,从而为动植物的登陆创造了条件。

大约4亿年前,海洋中的一些绿藻进化成具有陆地生活能力的裸子植物。维管束系统在植物体内上下运输水分和养分;假根起到支持植物和吸收土壤中养分的作用;茎表面角质化可以阻止植物体内水分的蒸发,防止植物在水生环境中死亡;气孔可以完成植物与外界的气体交换。所有这些结构使裸子植物摆脱了对水的完全依赖,适应了沿海潮湿低地的环境。[3]植物开始向陆地扩展,对陆地环境产生了变革性的影响。作为先驱,昆虫成为了最早的陆地动物。坚硬的外骨骼可以保护昆虫的内部结构,减少水分流失,使昆虫适应旱地环境。与此同时,大量产卵使昆虫能够成功繁殖。昆虫在4000万年间成功适应了陆地环境,成为了陆地的主人。

3.67亿年前,巨大的流星划破夜空,坠入海洋。全球气候干涸,温度下降,洋流以新的形式打着旋,使海洋进一步变冷,使表层水的盐度变高,海洋中的含氧量下降到很低的水平,导致许多海洋生物灭绝。随着地球气候的恶化,鱼类面临着巨大的威胁。在这段漫长的时间里,某一种总鳍鱼爬上陆地寻找水源和食物,久而久之,其中一些逐渐进化成了原始的两栖动物。陆生植物为两栖动物提供充足的食物,两栖动物传播迅速,因为没有更大的动物与之竞争。

一段时间后,气候温暖湿润,沼泽遍地,陆生动物进一步繁盛,两栖动物逐渐占据主导地位。与此同时,蕨类植物继续生长,并从沿海低地扩展到中国大陆,形成了大规模的森林。大约3亿年前,苏铁进化出第一批裸子植物。裸子植物中首次出现花粉管,将精子送入卵细胞,从而使植物的繁殖摆脱了水的限制。此外,裸子植物还可以产生种子,种子的形成可以保护胚胎,获得充足的营养。种子还具有适合传播或抵抗不利条件的结构,这为植物的种族延续创造了良好的条件。同时,爬行动物是由两栖动物进化而来的。爬行动物皮肤干燥,表面覆盖一层角质鳞片,减少体内水分流失,使爬行动物能够适应陆地干燥的气候。头部与躯干之间形成一个颈部,使头部可以灵活转动,便于在陆地上寻找食物和躲避敌人。爬行动物的肺更发达,可以直接从空气中获取氧气。爬行动物可以在陆地上产卵。卵大,营养丰富,卵外有蛋壳保护,使爬行动物摆脱了水的限制,成为真正适应陆地环境的脊椎动物。2.9亿年前,爬行动物开始向四个方向快速发展。

2.5亿年前,由于海平面变化、海洋缺氧、泛大陆形成等因素,出现了干旱气候。再加上猛烈的撞击事件、超级火山爆发和海洋变暖,发生了生命史上最严重的灭绝事件。这场大灾难消灭了大部分海洋生物,统治海洋近3亿年的生物衰落了,爬行动物时代开始了。

早期的爬行动物包括大型食肉动物、轻型猎人、重型食草动物和鳄鱼等食鱼动物。此时,早期恐龙的统治地位尚未确立。大约2.2亿年前,兽脚亚目中的一类爬行动物进化成了最早的哺乳动物。哺乳动物形成了完善的血液循环系统,体表有毛,具有良好的保温性能,还形成了体温调节的其他机制,提供了稳定的内环境,减少了对外界环境的依赖。哺乳动物还具有高度发达的神经系统和感官,可以协调复杂的功能活动,适应不断变化的环境条件。哺乳动物还有门牙、臼齿、犬齿的分化,提高了咀嚼能力,大大提高了能量摄入。哺乳动物的母亲可以母乳喂养它们的后代,这大大增加了它们存活的机会。[4]在恐龙统治的时代,我们的祖先总是蜷缩在黑暗中,但在爬行动物时代之后,哺乳动物迅速崛起,占据了统治地位。

2.08亿年到65438+4600万年前,爬行动物达到顶峰。除了陆地上的恐龙和水中的鱼龙,翼龙和鸟类也相继出现,脊椎动物首次占据了陆海空三大生态领域。恐龙统治了地球,它们发展成了食草恐龙和食肉恐龙。与此同时,地球上的一个单一的大陆被分成了两个大陆,植物和气候变得更加多样。但是地球总体上还是温暖的。

65438+4600万年后,恐龙依然繁盛。65438+3亿年前,开花植物出现。花的出现提高了植物受精成功的几率,同时有利于植物基因的传播。开花植物在短时间内占据了生态环境中的主导地位,包括蜜蜂和蚂蚁在内的许多昆虫也出现了。大约7000万年前,哺乳动物分化成两大类,有胎盘哺乳动物和有袋动物。大约6500万年前,一颗珠穆朗玛峰大小的陨石撞击地球,导致地表气候发生巨变,大型爬行动物全部灭绝。曾经占据统治地位的爬行动物从此一蹶不振,哺乳动物和鸟类也借此机会登上了历史舞台。

6500万到5000万年前,哺乳动物发展迅速。

6000万年前,老鼠和灵长类动物出现。

5500万年前,哺乳动物占主导地位。食肉动物出现,鲸鱼出现。

五千万年前,出现了奇数蹄和偶蹄动物。

四千五百万年前,蝙蝠出现了。

四千万年前,大象出现了。

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654.38+0.8万年前,智人从其他灵长类中脱颖而出。与其他动物相比,智人的大脑明显变大,出现了灵巧的手脚。人类发明了农业,获得了充足的剩余生产资料,解放了双手,开始从事其他活动,发明了文学、艺术、贸易和手工业,开始在生产中积累科学知识。财富分配不均滋生剥削,统治集团出现,人类进入奴隶社会阶段。几千年来,统治集团日益垄断权力,奴役被剥削者的思想。与此同时,世界逐渐与区域文明之间的贸易联系在一起。封建社会末期,商品经济高度发展,自给自足的自然经济遭到破坏,社会财富开始占有劳动力。资本家为了积累财富,开始掠夺工人的生产资料,使他们成为无产者,同时在海外殖民,掠夺殖民地。科学技术的大发展导致了工业革命,资本主义制度最终确立。随着资本主义制度的建立和人民民主意识的觉醒,国家上层建筑不得不顺应人民的意愿,开始实行民主政治。无产阶级开始斗争,形成了共产主义理论。随着资本主义社会生产力和生产关系矛盾的进一步深化,资本主义从自由竞争阶段发展到垄断阶段,资本主义国家内部政治经济矛盾的深化使垄断资本向外部扩张,资本主义开始瓜分世界。由于帝国主义分赃不均,爆发了两次世界大战,对人类物质文明和精神文明造成了极大的破坏。战后老牌帝国主义国家衰落,新兴的美国最终占据主导地位,与社会主义国家苏联形成对峙,世界形成资本主义和社会主义两大阵营的对峙。与此同时,被压迫被剥削的国家摆脱了殖民统治,通过斗争走上了民族复兴的道路。上世纪末,世界政治格局风云突变,苏联解体,东欧社会主义国家纷纷转变为资本主义国家,世界两极格局崩溃,开始向一超多强的方向发展。面对各种发展问题,世界各国必须共同努力,加强行动。