物理學地球觀是什麼

『壹』 物理學地球觀的科學術語的意思

地球物理

『貳』 地球環境的特殊性

地球的特殊性主要在於它是一顆屬於生物繁衍的行星，地球有比較安全的宇宙環境，它與太陽的距離適中，自身的體積和質量也適中，經過漫長的演化，形成了以氮、氧為主的適合生物呼吸的大氣，故地球上出現了生命的痕跡，而其他行星沒有…………

更詳細的……
地球是一個特殊的行星，其特殊性就在於它具有由多樣生命組成的生物圈

空間探索終於證明了，在太陽系中唯有地球具有生物圈。在太陽系之外，目前也尚未發現任何類似地球這樣的由形形色色生命覆蓋著的星體。人們終於改變了自哥白尼以來把地球看作太陽系中一個普通行星的觀點，而重新認識地球和地球生命。人們驚奇地發現，地球是一個很不同於任何已知星體的極為獨特的星球。人們也最終認識到，地球的獨特性就在於它具有其他已知星體所沒有的、由豐富多樣的生命覆蓋著的生物圈。

為什麼太陽系中只有地球上有豐富多樣的生命？地球特殊在什麼地方？地球為什麼特殊？對這些問題有截然不同的兩種回答。

第一種回答代表傳統的觀點，即地球之所以有生命存在是由於它具有別的星體所沒有的、適合於生命生存的特殊環境條件，而這種特殊環境條件的存在則是由於地球的不大不小的體積和恰好合適的軌道位置（Owen，1985）。這種觀點認為，今日地球表面多樣的、既變化又保持相對穩定的環境條件看起來似乎是「特意」滿足生命生存的。它的大氣圈密度正好能保持一個液態水圈；它的含氧大氣既保證了生命的呼吸和岩石的風化（風化的岩石提供生命必需的營養元素），還使大多數隕石或流星在到達地面前氧化燃燒掉，並有臭氧層屏蔽強烈的太陽紫外輻射，保護了地表生命；大氣二氧化碳含量正好能保持地表適當的溫度，且能滿足植物光合作用所需；地殼構造活動的強度正好能保證地幔與地殼之間的物質交流，保證地表生物營養元素的供應，而又不至於不穩定到生命不能立足。如果不是「造物主」的「特意安排」，那一定是極端的巧合。誠然，地球表面狀態與其體積和軌道位置相關，但是認為「地球上的特殊環境條件完全是由於它的合適的體積和恰好的軌道位置」的觀點與以下兩個已知事實不符：其一，地質歷史考察證明生命在地球上已存在了38億年之久，地球早期的環境條件大不同於今日地球的表面環境；其二，體積大小和軌道位置與地球相近的金星和火星的表面狀態與今日地球的表面狀態差異懸殊，這種差異很難用它們的體積和軌道與地球的差異來解釋（特別是金星）。

第二種回答則反其因果，即認為地球的特殊性在於它具有生命和長達38億年之久的生物與地球環境相互作用、協同演化的歷史。地球今日的特殊狀態乃是漫長的生物—地質演化歷史的結果，地球的這種特殊狀態也是靠生物來維持和調控的。這種觀點體現了對地球的重新認識，是新的地球觀（張昀，1992）。

追溯歷史，20世紀20年代末，前蘇聯學者維爾納德斯基（В．И．Вернадскцǔ）出版了《生物圈》一書（該書英文譯本於1986年出版，Vernadsky V．I．The Biosphere， Orade， Ariz，Synergetic，Press，London，1986），提出了一個新觀點，認為地球生物圈是一個由生命控制的、完整的動態系統。他的生物圈概念是廣義的，既包含全部生命，也包含生命活動場所和生命活動產物，因此大氣、水、岩石（他稱岩石圈為過去的生物圈）乃至整個地球表層部分都包含在內。70年代初，英國地球物理學家洛維洛克（J．E．Lovelock）和美國生物學家馬古麗斯（L．Margulis）在一系列論著中提出並闡述了一個新學說，叫做「蓋雅假說」。蓋雅（Gaia）一詞源於古希臘，是大地女神之名，古希臘人用以代表大地和大地上所有的生命（包括人類）所組成的大家庭。20世紀30年代，蓋雅一詞出現於科學文獻之中，被用來描述生物對地球環境的影響與控制。70年代初，洛維洛克重新定義了蓋雅，使之成為一個科學概念念（Lovelock 1972）。其後，洛維洛克與馬古麗斯在一系列論著中提出並詳細闡述了「蓋雅假說」（Lovelock andMargulis，1974；Margulis and Lovelock，1974；Lovelock，1979，1988，1990）。根據「蓋雅假說」，「蓋雅」是一個由地球生物圈、大氣圈、海洋、土壤等各部分組成的反饋系統或控制系統，這個系統通過自身調節和控制而尋求並達到一個適合於大多數生物生存的最佳物理-化學環境條件。這個系統的關鍵是生物。地球表層的復雜性和多樣性主要是由於生命和通過生命活動而表現出來，而地球表層系統的復雜性和多樣性決定了它的可自我調節、自我控制的功能。假如地球上生物消失，那麼蓋雅也就消失，地球環境就要大變樣，最終會變成類似其他無生命行星表面那樣的不穩定狀態。德國地質生物學家Krumbein在在80年代發展了維爾納德斯基的「生物地球化學」概念，他認為，地球表層大多數元素的地球化學循環實質上是由生物參與的生物地球化學循環（Krumbein W．E．，（ed．）1983； Microbial Geochemistry， Blackwell，London）。他承接了200年前英國地質學奠基人赫頓的「超級有機體」（superorganism）概念，他稱地球為生物行星（bioplanet），認為地球是一個組織化的活體，一個活系統（Krumbein andSchellnuber，1990）。

可以說，到80年代末，一個新地球觀已在形成中，傳統的地球觀可以說是傳統物理學的地球觀，把地球看作一個物理學意義上的物體，反映出一種非歷史的、非演化的、有機界與無機界孤立分割的觀點。新地球觀描繪的是一個有生命特徵的地球，一個活的地球，反映了一種歷史的、演化的、有機界與無機界統一的新觀點。所謂的生物行星，就是指地球具有類似生命系統的自我調節、自我控制的特徵。這種特徵正是生命賦予地球的。

新地球觀的基本點可概括如下：

（1）由生物圈、岩石圈、大氣圈和水圈組成的地球表層部分是一個靠生物捕獲、轉換和儲存的太陽能支持的，靠生命活動驅動物質流和完成物質元素循環的，靠生物和生命活動調節、控制和保持其相對穩定的，遠離天體物理學、熱力學和化學平衡態的巨大特殊的開放系統。生物圈是這個系統的中心。

（2）以生物圈為中心的地球表層系統（或稱蓋雅）在地球上已存在了30多億年，生命活動幾乎貫穿整個地質歷史，地質歷史實質上是生物與地球表層非生命部分相互作用、協同演化的歷史，是生物-地質協同進化史。生物與地球環境之間的協調關系乃是這一漫長的演化歷史的結果。

（3）人類社會或人類文化系統已經成為地球表層系統內的一個特殊組成部分。人類活動逐漸成為影響和控制地球表層系統內能量、物質循環和演變方向的重要因素。人類活動已經並且繼續改變地球生物圈的性質。地球表層系統未來的狀態越來越依賴於人類社會自覺的行為。

地球上的物質運動主要靠兩大能源驅動：一是太陽輻射能，一是地球內部的熱核反應產生的能。地球表面對太陽能的捕獲、轉移和儲存主要是通過生命活動來完成的，其捕獲、轉移和儲存的能量總和與地球內部釋放的能量總和大致為同一數量級。但是，地球內部釋放的能量是以熱能和機械能的形式驟然釋放出來的（火山活動、地熱、地震、構造運動），在驅動和維持地球表層的物質循環中不起重要作用。而生命活動則通過一系列能量形式的轉換和物理-化學-生物過程完成地球表層物質元素循環。如果沒有生命捕獲、轉移和儲存太陽輻射能，則投向地球表面的太陽輻射能的大部分會反射和散失，地球表層的物質運動會大大減緩。岩石圈中儲存的化學能全部是過去生命捕獲的太陽輻射能，以有機碳和還原性金屬化合物的形式保存下來，形成了巨大的能庫，保證了地球的能量周轉。

地球上全部物質可以分成生物來源的和非生物來源的兩大類。生物來源的物質指的是構成活生物體的物質及現在和過去的生命活動的產物。更一般地說，所有那些通過生物體的物質或通過生物作用的物質都是生物來源的物質。從這一意義來說，地球表層幾乎所有的物質都是生物來源物質。每年約有3×109t（30億噸）的地球內部物質從火山口噴出，還有大量的宇宙塵埃、隕石進入地球，但它們很快就進入生物地球化學循環。構成活生物體物質總量並不大，只相當於地球表層總物質量的十萬分之幾。通過下面的簡單的計算，可以知道地球表層物質的生物轉移的規模和速率。

粗略估計，地球上活生物的總個體數為5×1022個（Fischer，1984），其中微生物（佔98％）忽略不計，占總數2％的宏觀體積生物，若按其平均體重1g、平均壽命20天計算，則自7億年前後動物、植物有確鑿化石記錄以來的累計總質量達到6．7×1030g，是地球總質量（5．9763×1027g）的1000倍。實際上，生物轉移的物質總量要比其自身的質量大許多倍。例如一個人一生消耗（通過人體）大約60～75t水和20～25t食物，而微生物轉移和作用的物質量比其自身質量更不知要大多少倍。

生物物質循環的速率極大。生物圈全部活物質更新周期為8年，其中陸地植物為14年，海洋生物平均33天，而海洋浮游植物為1天。水圈中全部的水每2800年通過生物體一次，大氣自由氧每1000年通過生物體代謝過程一次。全球大洋的水平均每半年就要通過浮游生物「過濾」一次（見Lapo，1987；Krumbein and Schellnuber，1990）。可見，自有生命以來地球表層的全部物質已經通過生物體無數次了，地球表層幾乎不存在未經過生物作用的物質。

太陽輻射能的捕獲主要是通過「二氧化碳-有機碳-碳酸鹽系統」的碳循環來實現。能量的捕獲是通過生物（植物和光合細菌）吸收太陽能，將大氣和水中的二氧化碳固定，還原為有機碳，將太陽輻射能轉化為化學能。這種轉化的化學能又以多種方式轉移：①在生物圈內部流動（通過食物鏈）；②維持生物圈系統運作而消耗（通過生命活動將化學能轉化為機械能、熱能和光能）；③剩餘的能量以兩種形式儲存於岩石圈中，即有機碳（或還原碳，90％）和硫化物（或其他還原性金屬化合物，10％）。

硫循環中導致的能量儲存乃是與碳循環耦聯的，即碳循環中有機碳的能量轉移到還原性硫化物中。

自38億年以來，各地質時期的沉積岩中還原碳與氧化碳的比值及穩定碳同位素（13C與12C）比值相對恆定（Schidlowski and Aharon，1992），這一事實表明碳循環中有恆定的能量儲存。這個能量儲存形成岩石圈中的巨大能庫，它是保持生物圈穩定和系統內穩定的能流和物流的重要條件。

可以說，迄今為止的地球上大多數元素循環本質上乃是生物地球化學循環。

自太古宙以來，地表溫度雖然有變化，但從未升溫到海洋乾涸的程度，也從未降溫到全球海洋全部凍結的程度。而天體物理學家推算，太陽輻射強度自太古宙至今至少增長了30％（有人甚至估計增長了70％～100％）。按物理學原理計算，太陽輻射強度增長10％或減少10％，就足以引起全球海洋乾涸或凍結，而實際上地質歷史上從未發生過這種情況。這只能歸因於地球生物圈的存在和以生物圈為中心的地球表層系統（蓋雅）的自我調節、控制的功能（Lovelock and MarguliS，1974）。近年來經常談論地質史上的災變事件，人們把生物大規模的絕滅歸因於環境的災難性劇變。但何不從另一個角度來看：環境災變與生物大規模絕滅可能互為因果。大的絕滅事件可能造成大的生態系統的解體或崩潰，後者意味著生物圈對地球環境的調控功能的降低或局部喪失，從而又促使環境條件惡化，形成一個惡性循環，最終釀成大的災變。

生命只是地球總物質組成的很小的部分。過去人們只注意到生命脆弱的一面，被動地受環境控制和影響的一面。今天，我們需要重新認識地球生命，重新認識它強大的力量，它對地球環境的改造作用和調節控制，它給地球帶來的活力，帶來的生機，帶來的復雜性和多樣性。

『叄』 地球的主要物理性質及其研究意義（歸納地球科學概論）

1，地球科學，地球科學學科的統稱，我們生活在一個星球上，通常情況下，地理學，地質學，海洋學，大氣物理學，古生物學等學科，地球科學，地球科學，地球系統（包括大氣圈，水圈，岩石圈，生物圈和日地空間）的變化過程及其相互作用的研究基礎學科。 3，本理論的顧氏衛法的遺產的各種地質??事件的地質現象和結果，利用現代地質作用的法律，古地質事件，條件，過程和反推力裝置的功能。 4深深的裂痕地球表面凹陷，構造地殼下降區范圍內的高角度斷層拉長，數百到數千公里的大型地質單位。 5，山脊，也被稱為洋中脊，脊長或中央。隆起在中央和整個世界的海洋，在這個星球上最長，最廣泛的全球海洋中山系在海底。島弧，大陸和海洋盆地弧形分布的島嶼。弦支穹頂結構;穹頂結構的丹霞地貌發育平台蓋背斜的形式大致呈圓形，中央為圓頂狀。
8，抗震設防烈度的地震，地震烈度分布在某一個地方的地面震動的強度。如圖9所示，磁傾角;地球的表面之間的角度，在任何點在相對於水平面的地球的磁場矢量的總強度。 10個冰川冰川緩慢移動或天然冰自身的重力沿坡緩緩流淌的壓力。 11生態系統，生態系統是在一定的時間和空間，環境，生物和他們的生存和生活，互相交流的物質循環，能量流動和信息交流，形成了一個不可分割的整體自然。
12，在附近的地面鬆散層率的地震波的傳播速度是非常低的，通常只有幾百米每秒，稱為低速區，地殼由各種岩石面莫霍面圓。 14日，組成地球的岩石圈的岩石在地殼和上地幔殼實心球的頂部。 15，沉積岩，也被稱為「沉積岩」，它是在地表或近地表的風化形成的風化，侵蝕的條件下，，和外力地質岩石一系列由以前的（母岩），和然後通過輸送，沉降，形成鞏固的岩石。

『肆』 現代物理學世界觀的基本內涵

宇宙是什麼？我們每個人都在宇宙當中，無時無刻都再看著宇宙——我們每個人都是宇宙的產物，我們每個人只是宇宙認識了解自己的工具罷了，我們的生命並不具備生命，我們的生命只是物質之間（原子之間）相互控制之間的產物，我們的意識只不過是原子之間通過某種介質傳遞控制另一種原子，生命只是一種形式，我們的存在，能讓宇宙更好的認識自己 以至於創造更具智慧的物質（生命），所以說，我們無時無刻都在注視著宇宙，是宇宙讓我們煩惱，何必遇見挫折就去看宇宙，多看看自己，自己就是宇宙（看見自己就會聯想到宇宙的偉大），我們都應遵循第三宇宙原則，挫折只是你身體中的某些物質不受控制。人類賦予宇宙這個名字，也許宇宙是一個整體，也許不是，宇宙只管幹他的，他不會去管我們乾的。宇宙是沒有尺度的，因為這是「我們」的宇宙，宇宙中的所有尺度是相對於」我們「而言，我寧願相信一個分子中含有千千萬萬的宇宙，我們也是某個我們人類稱之為巨大的分子中的某一個宇宙中的滄海一粟。這就是我的宇宙觀

『伍』 地球物理學的研究內容

地球物理學用物理學的原理和方法，對地球的各種物理場分布及其變化進行觀測，探索地球本體及近地空間的介質結構、物質組成、形成和演化，研究與其相關的各種自然現象及其變化規律。在此基礎上為探測地球內部結構與構造、尋找能源、資源和環境監測提供理論、方法和技術，為災害預報提供重要依據。已故著名地球物理學家趙九章先生是這樣形容地球物理學的——「上窮碧落下黃泉、兩處茫茫都不見」。
地球物理學的研究內容總體上可以分為應用和理論地球物理兩大類。應用地球物理(又稱勘探地球物理)的研究范圍比較廣泛，主要包括能源勘探、金屬與非金屬勘探、環境與工程探測等。勘探地球物理學利用地球物理學發展起來的方法進行找礦、找油、工程和環境監測以及構造研究等，方法手段包括地震勘探、電法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理測井和放射性勘探等，通過先進的地球物理測量儀器，測量來自地下的地球物理場信息，對測得的信息進行分析、處理、反演、解釋，進而推測地下的結構構造和礦產分布。勘探地球物理學是石油、金屬與非金屬礦床、地下水資源及大型工程基址等的勘察及探測的主要學科。
理論地球物理研究對地球本體認識的理論與方法。如：地球起源、內部圈層結構、地球年齡、地球自轉與形狀等，具體包括地震學、地磁學、地電學、地熱學和重力學等。理論地球物理學通過地震波場和電磁波場探測發現了位於上地幔的軟流層，為活動論的新的地球觀提供了惟一站得住腳的理論依據；通過全球大地熱流量的測量圈定了熱的洋脊和冷的消減帶，結合古地磁研究結果和大洋中脊的條帶狀磁異常特徵，為海底擴張和大陸飄移學說提供了令人信服的佐證；通過全球地震活動性和震源空間分布特徵、全球重力、地磁和地熱測量，為板塊邊界的劃分提供了准確的依據；綜合各種全球性的地球物理觀測結果，對地球熱狀態、岩石圈熱結構和流變性質提供了新的認識，為一直懸而未決的板塊運動驅動機制問題的解決提供了新的依據。
地球物理學是以地球為研究對象的現代應用物理學，這門學科從20世紀初就自成體系。到了20世紀60年代發展極為迅速，地球物理學包含許多分之學科，涉及陸、海、空三域，是天文、物理、數學、化學和地質學之間的一門邊緣學科。隨著時代的發展，地球物理學的多學科交叉現象越來越明顯，數學、物理、計算機科學、天文學等眾多學科的發展大大促進了地球物理學的發展。在地球物理學天地里，既可以從事地磁場起源、地震發生機理這樣的極負挑戰性的研究，可以從事油氣勘探、礦產勘探這樣的關繫到國家經濟建設的應用性研究工作，也可以從事大氣物理等交叉學科的研究工作。通過地球物理學專業培養出來的學生要掌握系統的數學物理基礎理論和基本知識，有較強的計算機應用能力和較高的外語水平，具有扎實的地球物理專業知識和基本的實驗技能，受過從事基礎研究或應用研究的初步訓練，具有較強的知識更新能力。

『陸』 地球膨脹學說主要觀點

20世紀20～30年代，B.林迪曼和O.C.希爾根貝格分別提出了地球膨脹假說，作為對大陸崩裂的機制的解釋。膨脹說提出後，引發了估計地球的膨脹速率的研究，首先是從天體物理學提出萬有引力常數隨時間的推移在變小，從而引起地球重力加速度的變化而致地球膨脹。

林迪曼於1927年指出地球表面的拉張裂谷和大洋的形成都是地球受熱膨脹，其直徑不斷增大，導致地殼拉伸，破裂的結果。膨脹說根據物質相變，即在一定溫度和壓力條件下，地殼下層物質與地幔上部物質可以互相轉化的原理，當地殼底部增溫時，由於體積膨脹，引起地殼上升，隆起成山。上升地區遭受剝蝕，破壞物質搬運至沉積區，地殼下部壓力加大，物質增多變重，導致地殼下降。由於沉積岩是不良導體，地內熱量不易散失，逐漸積累，溫度升高，引起物質相變，地幔體積再次膨脹，地殼受到張力，進而破裂形成大洋中脊或大陸裂谷。此說與當代板塊構造學說觀點相若，但因對地內物質的性狀尚待進一步研究，故其立論的依據尚需充實。

20世紀以來，活動論作為一種新興的地球觀與傳統的固定論進行了長期的論爭。膨脹說一開始就是作為大陸分裂機制的解釋而提出的。在板塊學說提出以前，膨脹說學派是極少數活動論者的重要代表。但是，按照最早提出的地球膨脹模式，石炭紀以後地球半徑需要增長2000公里以上，而熱力學、相變理論和引力常數隨時間變小的假說都認為這在理論上不可能。地質歷史上大量事件也難以用地球單純膨脹來解釋。從收縮說的衰落和膨脹說的困難中人們逐漸認識到，企圖用單一的某種地球內部過程來說明全球一切大地構造問題不現實也不合理。

『柒』 現代自然科學中的基礎學科是什麼

1、天文學

不光研究太陽、月亮、星星在天上的位置和運行規律，還要研究星星里頭的變化，研究宇宙的演化。比如研究太陽內部、恆星內部。

2、地學

塊與塊之間有相互作用。這主要是根據海底岩石的地磁走向推論出來的。有了這種理論就可以解釋火山帶、地震帶的形成了。這一些理論，加上研究地球深處的情況，都要靠物理學，所以稱為物理學地球觀。

3、化學

從前人們認為化學就是用些瓶瓶罐罐做試驗。現在由於掌握了物質世界裡頭的原子的運動規律，就可以靠電子計算機去計算。有朝一日化學研究會主要靠電子計算機計算，而且可以「設計」出我們要的分子，「設計」出造這種分子或化合物的化學過程。

4、生物學

分子生物學，不是過去那樣研究細胞核、細胞膜、細胞質，而是一直追到分子，把生命現象看作是分子的運動，分子的組合和變化過程。最近生物學上有一個轟動世界的發現，就是可以把影響遺傳的信息，掛在一種叫去氧核糖核酸的高分子化合物的某一段上傳下去。

(7)物理學地球觀是什麼擴展閱讀

化學的研究對象——

不同於研究尺度更小的粒子物理學與原子核物理學，化學研究的元素、分子、離子（團）、化學鍵的基本性質，是與人類生存的宏觀世界中物質和材料最為息息相關的微觀自然規律。宇宙是由物質組成的，作為溝通微觀與宏觀物質世界的重要橋梁，

化學則是人類認識和改造物質世界的主要方法和手段之一。它是一門歷史悠久而又富有活力的學科，與人類進步和社會發展的關系非常密切，它的成就是社會文明的重要標志。

從開始用火的原始社會，到使用各種人造物質的現代社會，人類都在享用化學成果。人類的生活能夠不斷提高和改善，化學的貢獻在其中起了重要的作用。

『捌』 物理學地球觀科學術語的意思

地球物理，是指用物理方法研究地質學問題一個學科。