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渐变与突变
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广告招租，e-mail:yesize@hotmail.com 宇宙从物质的创生，分子的形成和演化，生命的起源和进化，直到人类的出现，既是一个必然的过程，也包含着许多偶然的机遇。宇宙从原初发展到现在，是一连串渐变和突变导致的结果。 原子或分子形成后，它们要继续发展，也就是说要结合形成更大的原子或分子，则不能太封闭太稳定，必须保持一定的开放性和活跃度。当然，太活跃了也不行，那样就失去了稳定性和个性，也就失去了自身存在的基础。对于原子和分子来说，其活跃性和稳定性往往与能量密切相关，所以，原子或分子要结合成更大的原子或分子，对能量（或温度）则有一个限制要求：既不能太高，也不能太低。如果能量太高，物质间的斥力较大，要么分子与分子无法接近而不能结合，要么分子与分子结合并生成新的分子后又在高能的作用下立即分解掉；如果能量太低，物质分子就自我封闭起来，变得十分稳定，不易与其它分子作用。对低能的稳定分子，要使它们能与其它分子反应，则必须给它们以能量，使它们活跃起来。这个使它们活跃起来的能量就是化学反应中所说的阀能。分子只有达到了阀能值以上，才能与别的分子反应。或者说只有达到或超过阀能值不多的分子碰在一起时才会反应。例如，在常温下，一氧化碳(CO)和氢(H2)不可能发生反应，但是，如果将一氧化碳和氢混合在一起并加热至800℃时，它们将反应生成甲醇(CH3OH)。 对外表现出温度恒定的一个系统，其各个分子的能量并非是一样的。有的分子运动较快，能量较高，有的分子运动较慢，能量较低；而且每个分子的能量也不是固定不变的，它们经常在碰撞中交换能量，使运动快的分子变慢，运动慢的分子变快。玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann,1844-1906）发现，系统不论怎么运动，其中的分子按能级分布的几率是不变的，并由公式P=e-Ei/KT所决定。Ei是所选定的能级，K是玻尔兹曼常数。如果一个系统有能级E1，E2，E3…玻尔兹曼公式则告诉我们，系统的每个分子处于这些能级上的每一个各有多大的几率。假定系统是一个只有3个能级E1，E2，E3（E1 E1 ------------- E1 ----*----*----- E2 -------------- E2 ----*----*----- E3 -*-*-*-*-*-*- E3 ----*----*----- 低温分布 高温分布 图1：能级与分子的分布情况 在一般温度下，当分子的数目特别多时，分子不会挤在一个能级上，也不会均匀地分布在每一个能级上。大约有一半分子的能量比平均能量大；比平均能量大一倍的占一定的比例；大两倍的也占一定的比例，但百分比较小；能量越大，所占的比例将越来越小。因此，在一个系统中，总有一定比例的分子的能量达到了阀能值。例如，在氢——氧混合系统中，即使在常温下，也有少量的氢、氧分子的能量达到了相互结合生成水的阀能值。但是由于处在这一阀能值的氢、氧分子特别少，达到阀能值的氢、氧分子相互接触的几率微乎其微，所以，在较短的时间内，氢、氧化合成水的几率几乎等于零。也就是说常温下，在较短的时间内，让数量有限的氢、氧混合气体反应生成水是几乎不可能的。但是，当氢、氧分子的数量足够多时，超过阀能值的氢、氧分子数将大大增加，它们相互碰撞和接触的几率也将大大增加，这时即使在常温条件下，也会有少量的氢、氧能够化合生成水。当然，即使氢、氧分子的数量不是很多，只有少数分子达到了阀能值，但当给定的时间足够长时，它们相互碰撞的几率也会增加，少数氢、氧也有可能结合成水。 &nb
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