从伦理道德行为和科学技术对社会的责任的角度来考虑问题，能量也是很重要的。地球上的能源包括太阳能、风能、水能、地热能、核能和矿物燃料能。有些能源实际上是取之不尽的，例如太阳能、风能、水能和核能。还有一些是再生能源，如水力发电可以循环和重新使用。而不可再生的能源，如矿物燃料则不能被恢复。学生应该意识到这种差别，意识到某些能源的有限性，保护或避免使用它们的必要性。

（二）进化

进化一般可描述为随时间的变化，实际上所有的自然事件和系统都随时间变化。但进化不仅仅是自然事物的历史，它也是对形成这种历史的模式和过程的研究。这些模式和历史可以是天体物理的、地质学的、生物学的或生物化学的。如我们所知，所有这些对宇宙的进化都作有贡献。

进化不只是简单的变化，它是有方向的变化：这方向是时间。通过时间，生命从简单的形式进化到今天地球上各种各样的生物有机体。通过时间，地球也从它原先的形式进化：海洋出现了；山峦升起和下降；大陆和海洋被形成、分割和再形成；过去的海洋和地表（构造板块作用造成的陆地部分）已在地质层中留下了它们的痕迹。进化不仅局限于地球和它的系统，也扩展到整个宇宙。时间的推进看到星系划过长空，天体间的相互作用由它们的相对位置和彼此间的重力吸引所影响，太阳系兴盛和衰亡，宇宙以变化的速率膨胀等等。那句老话“甚至星星也有历史”确如其字面上的含义，这些历史我们现在已知道得相当详细。

进化体现了历史，因此进化是历史在其中有一定地位的每一门学科的组成部分。现有证据表明，宇宙至少存在了160亿年，太阳系在大约50亿年前收缩成它现在的样子。地球生成了大约46亿年，已知最老的岩石已存在了接近40亿年，最早的海洋在大约38亿年前出现，而生命的最早形式大约出现在35亿年以前。在生命科学、地球科学或天文学的教学中，进化应该是一个基本的、中心的概念。

进化论，达尔文描述为“改进的遗传”，是生命科学的核心的组织原理。T．Dobzhansky说，没有进化，生物学就没有任何意义。进化论在所有的生命形式中解释了内在的相似性和多样化的固有性，为解剖学，结构学，适应性，生物化学和生态学提供了坚实的研究基础。进化论是生物分类和手术原理的基础，而生物医学研究正是奠基于手术原理之上。

历史照亮了自然界中所有的事件和模式的研究，因为这些事件在其产物中留下了它们的标记。从遥远的星星发出的光线的光谱可以告诉天文学家这些星星系统的存在年限和在它的生命周期中的位置。带有自然地质特征的沉积物，例如美国的大峡谷，留有历史的痕迹，可以像一本历史教科书一样来阅读，告诉我们一个特定的地方在时间的长河里曾存在于什么样的环境之中，以及这个地方是怎样变化的。化石当然更是生命历史和进化的标记。生物本身也显示了历史的标记，由它们祖先遗传保留下来的特征，但却是

改进了的特征来标记（一个例子是哺乳动物中耳的骨头，是由最早的哺乳动物的下颌骨遗传和变异而来的）。根据有关遗传特征的证据，科学家们把生物分类为自然进化群。

在进化这一专题内，还有一些子课题可被编入教科书。一个这样的子课题是“方向”，如在前面关于进化的定义中所提到的，时间为进化提供方向。在大部分自然系统中，“什么将要发生”在很大程度上依赖于“此前发生过什么”。在生态系统中，一个生物链看来更像有一个可预测的方向，该方向基于这个生物前面连续的各个环节，而不是随机的，因为一个连续的生物链为它的下一个生物设置环节。地球上生命的进化为大气层的进化所推动，随着时间的流逝地球上的有机体发生了实质性的变化。这是一个相互作用的过程（看系统和相互作用专题的有关讨论）。

再一个相关的子课题是关于强制或局限的子课题。因为正如刚才所说的，什么将要发生经常取决于此前所发生的事情，这就是局限。另一种类型的限制是物理化学方面的，它们对系统未来的潜在方向加以限制（如果骨头和甲壳是由硅酸盐而不是由磷酸钙和碳酸钙构成的，生命的结构会有什么不同？）。有些限制在遗传的意义上说已是历史性的了：当进化时，有机体所固有的遗传工具必须起作用以改进它们的结构来取得新的适应性（例如，脊椎动物是建筑在四肢的模式上，在脊椎动物进化的过程中，用于飞行的翅膀必须形成现存的肢体系统，而不是跳跃式的从脊柱形成一种新结构）。如此看来，在进化中有强烈的限制。在物理现象中也有限制。太阳影响和限制了行星的气候条件，地球物理过程及自转和公转的速率。