科普-中华学生百科全书-第357节
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论是：质量相同的不同物质，吸收相等热量升高温度是不相同的。
该实验装置，很难说明两只酒精灯在相同时间里供给的热量是相等的。
因此，我对这个装置进行了改进：把两只烧杯改成两只大试管，装入同质量
的煤油和水后同时放入 100℃的沸水中。我想，温差是一样的，这样会提供
相同的热量，可以使实验更准确。令人奇怪的是，实验结果不是煤油温度上
升快，与课本实验结论完全相反，我迷惑了！究竟是什么原因呢？我决定去
问老师。
老师沉思了许久，用鼓励的口气对我说：“你发现的问题很有意义。要
解决这个矛盾，看来要从两个方面去考虑，其一是物质的本性，其二是热传
递方式。”并答应和我一起探索这个有趣的问题。
［在老师的辅导下，经过重复实验，并通过科学的分析，终于确定了研究
课题和探索方向。］
传导与对流哪一种为主？
热传递的方式有传导、对流、辐射三种形式，课本上实验中的热传递既
有对流又有传导，传导面积较小，主要靠对流。我设计的水浴装置主要靠传
导。是不是由于热传递的主要方式不同而导致了相反的结果呢？为什么热传
递的主要方式不同，就会出现相反的结果呢？
我查阅了多方面的资料，知道水的热传导系数是 k＝ 0．00143 卡／厘
米·秒·度，而煤油的热传导系数是 k＝ 0．00039 卡／厘米·秒·度。就是说，
在温差、传导面积和时间都相同的条件下，水传导的热量接近煤油传导热量
的 4 倍。水的比热恰是煤油比热的 2 倍，水的升高温度当然是煤油升高温度
的 2 倍了。
推理方式如下：
Q ＝m C △t
水 水 水 水
Q △t
煤油 ＝m C
煤油 煤油 煤油
Q 为吸收的热量，C 为比热，△t 为温度变化量
水浴实验中，试管上下温差极小，对流很小，吸热以热传导为主。
Q水 4
所以 =
Q煤油 1
C水 2
=
C煤油 1
△t水 = Q水 Q煤油 4 × =
1 2
× =
△t煤油 Q煤油 Q水 1 2 2
这与水浴实验结果相符，我欣喜若狂，把自己的研究告诉了老师。老师
肯定了我的论断。
验证
我采用新的装置，重做上面的实验，仔细观察水和煤油中的小气泡，确
实看到了明显的对流，这时煤油上升的温度也比水上升的温度高。到此为止
证明了不管是酒精灯加热还是水浴法加热，只要是传导为热传递的主要方
式，那么同质量的水温度升高要比煤油大，原因是水的导热系数比煤油大得
多。相反，只要是对流为热传递的主要方式，那么通常煤油要比水温升高得
快些。但在以对流为热传递主要方式时，传导的作用还是不可忽视的。
这一次关于热传递问题的探索看来仅仅是我学习物理的开始，很多问题
的分析可能是十分肤浅的。但我相信这是一个好的起点。
［综评：不迷信书本权威，敢于提出问题、发现问题就很不容易，再运用
科学的思维方法和实验方法解决问题更不是简单的事。运用精确的语言，简
明的因素，演算处理实验数据并进行分析实验中观察到的现象，是科学的，
正确的。
作者按发现问题、分析问题、解决问题这一惯常的思维方式，把问题阐
明得较为清楚。严谨的科学运用，推理演算简明扼要，避免了叙述的啰嗦和
不准确，值得我们借鉴。
动物起源
生命的起源
地球上存在着形形色色、种类繁多的生物。有人估计，植物有 30 多万种，
动物有 150 多万种，微生物有 10 多万种。但是地球上还有不少地区，诸如严
寒的极地和高山、热带的丛林、荒芜的沙漠、较深的海洋，其生物调查还很
不全面。随着生物学的发展，逐年都有新种发现，每年植物能发现 5000 个新
种，动物能发现 10000 个新种及亚种。所以又有人认为，植、动物合计 180
万种的估计数字偏于保守，地球上现存的生物至少应有 400～500 万种。这么
丰富多彩的生物是怎样起源的呢？关于这个问题，历史上出现过各种错误的
解释，有主张一切生物来自神创的“神创论”；有认为生物是由某种“活力”
的激发而产生于死物的“活力论”或“自生论”；有提倡“一切生命来自生
命”，认为地球上的生命是宇宙空间其他天体飞来的“宇宙生命论”；还有
坚持生物只能由同类生物产生的“生源论”等等。可是随着辩证唯物主义宇
宙观的发展和自然科学的进步，实践和理论都已证明了这些观点的误谬，并
对它们进行了批判。
恩格斯曾经提出：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”我们
已知道化学分无机化学和有机化学两种，生命是有机质，必然是通过有机化
学实现的。目前，探索生命起源的科学家们通过生物学、古生物学、古生物
化学、化学、物理学、地质学和天文学等方面的综合研究，证明了恩格斯这
一预见的正确性。大量研究成果说明，生命是由无机物经历了漫长时间而发
展产生的，自从生命在地球上出现了以后，又经历了几十亿年的时间，才由
生命逐渐发展成为生物界。生物界发展的历史是与地球发展的历史密切相
关、不可分割的。
宇宙大爆炸产生了宇宙后，银河系、太阳系、地球相继形成。当地球这
个星体稳定后渐渐冷却，地表开始划分出了岩石圈、水圈和大气圈。那时大
气圈中没有氧气，宇宙紫外线辐射是产生化学作用的主要能源，化学反应就
在这样的条件下不断地进行着。由于缺氧，合成的有机分子不会遭受氧化的
破坏，得以进化出具有生命现象的物质，最终产生了生命。生命的产生过程
可以概括为四个阶段：
（1）原始海洋中的氮、氢、氨、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氯化氢、
甲烷和水等无机物，在紫外线、电离辐射、高温、高压等一定条件影响和作
用下，形成了氨基酸、核苷酸及单糖等有机化合物。科学家们所做的模拟试
验也表明，无机物在合适条件下能够变成有机物。
（2）氨基酸、核苷酸等有机物在原始海洋中聚合成复杂的有机物，如甘
氨酸、蛋白质及核酸等，被称为“生物大分子”。
（3）许多生物大分子聚集、浓缩形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体
系，它既能从周围环境中吸取营养，又能将废物排出体系之外，这就构成原
始的物质交换活动。
（4）在多分子体系的界膜内，蛋白质与核酸的长期作用，终于将物质交
换活动演变成新陈代谢作用并能够进行自身繁殖，这是生命起源中最复杂的
最有决定意义的阶段。技术改造构成的生命体，被称为“原生体”。
这种原生体的出现使地球上产生了生命，把地球的历史从化学进化阶段
推向了生物进化阶段，对于生物界来说更是开天辟地的第一件大事，没有这
件大事，就不可能有生物界。
但值得一提的是：有生命的原生体是一种非细胞的生命物质，有些类似
于现代的病毒，它出现以后，随着地球的发展而逐步复杂化和完善化，演变
成为具有较完备的生命特征的细胞，到此时才产生了原核单细胞生物。最早
的原核单细胞细菌化石发现是在距今 32 亿年前的地层中，那就是说非细胞生
命物质出现的时间，还要远远地早于 32 亿年以前。
单细胞的出现，使生物界的进化从微生物阶段发展到了细胞进化阶段，
这样，生物的演化过程又登上了一个新台阶，在此基础上演化就分成了两支，
分别朝着植物和动物方向发展。32 亿年以后，几百万种形态各异的、但均以
细胞为基础单位的生物就充满在地壳的海、陆、空领域之中了。
动植物的分化
动物和植物差别很大，植物是固定生长，而动物是可四处活动的；植物
可利用阳光进行光合作用，制造养料，而动物不能制造养料，只能耗费养料；
两者从细胞上分，植物细胞有壁，动物细胞没有壁；动物出现要比植物晚，
因为动物是吃植物的，同时它呼出二氧化碳，吸入氧气，而没有植物，地球
上就没有氧气，没有食物，动物也就不会出现。但植物又是怎样出现的呢？
这要从 32 亿年前谈起。
地球上最早出现的原核生物——单细胞的细菌以周围环境的有机质为养
料，是异养生物。但原始海洋中由化学反应产生的有机质有限，当消费与生
产达到平衡时，异养生物缺乏养料，就很难发展下去。于是由于高度的变异
潜能，原核生物演化出具有叶绿素的蓝藻，它能够进行光合作用，把无机物
合成有机的养料，生物学把它称为自养生物。自养的蓝藻所合成的有机质，
除供本身营养外，还能供应异养细菌；异养的细菌除从蓝藻取得食物供应外，
还把有机质分解为无机物，为蓝藻提供原料。因此在生态学中称蓝藻为合成
者，细菌为分解者。自养蓝藻的出现使早期生物界具备了自养和异养、合成
和分解两个环节，形成了个菌藻生态体系，也叫两极生态体系，解决了营养
问题，突破环境限制，在原始海洋中获得了更广泛的发展。两极生态体系形
成之后，经过了很长一段时间，在 17 亿年前，随着真核细胞生物的出现，生
物界开始了动、植物的分化。动物的出现形成了一个三极生态体系，所谓“三
极”指的是：
绿色植物 进行光合作用制造养料，自养并供给其他生物，称为自然界
的生产者。
细菌和真菌 以绿色植物合成的有机质为养料，同时通过其生活活动分
解出大量二氧化碳及氮、硫、磷等元素，为绿色植物生产养料提供原料，称
为自然界的分解者。
动物 以植物和其他动物为食，是自然界的消耗者。
由此可见，真核细胞生物的出现，是动、植物分经的开始。在这个时期，
动、植物门类中所产生的都是一些最低等、最原始的生物，它们之间尽管大
体能区分开，但彼此多少都有一些对方的特征。强甲藻，虽已有细胞壁（这
是植物的特征），但却仍有自主的运动器官——二根鞭毛，一条纵鞭毛、一
条横鞭毛，可任意选择运动方向，被称为运动性的单细胞植物；眼虫，虽无
细胞壁，能够自由活动，是一种单细胞的原生动物，可它细胞质内却含有叶
绿素，在阳光下和植物一样可进行光合作用，自己制造食物。它们都不太符
合动、植物的定义。其实，定义是根据大部分动、植物的特征制定出的，生
物等级越高，其特征越明显；而低等原始生物，本身就结构简单、功能不全，
为了生存，其方式自然是五花八门的，专家们不可能在定义中把所有的动、
植物特征全部罗列出来。任何定义都是对某一范畴中的事物高度的概括，极
少数范畴中的事物违反了定义规定也并不奇怪，只要它总体上符合定义就行
了。
俗话说：“分久必合，合久必分。”今后动物、植物会不会又合成一体
呢？从辩证法的观点上看是会的。目前在生物进化的道路上也出现了某些萌
芽：过去的动物，或是吃植物，或是吃动物，界线分明，而第四纪后出现了
一类杂食动物，它们既吃植物又吃动物，如大熊猫（竹源不足时也吃动物）、
野猪、熊、狗等。尤其是熊，在冬季冬眠中有时醒来，饿劲儿一上来就舔自
己的前掌“画饼充饥”，把一双过冬时肥厚的前掌舔得鲜血淋淋。熊掌，尤
其是前掌为何值钱，原因就在于此。植物中有一种花叫猪兜茏，花室很深，
像个小瓶子，内壁上长有倒毛，开花时散发的香气把小虫子吸引过来，虫子
嗅着香味爬进“瓶”底就再也爬不出来了，不久就被花“吃”掉。如果自然
环境稳定，人为不加干涉的话，过上几百万年，从这种植物或动物中分化出
新的种类来也是有可能的。
现在有的科学家正在研究“植物人”，这不是医院里所指的那种大脑已
经死亡、身体瘫痪，仅心脏跳动且能呼吸的病人，而是研究如何让人类从异
养性（由外界供给养料）变成植物那样，利用光合作用自己产生养料，自给
自足。他们认为，地球上的资源总有耗尽的一天，到那时人的生�
