哲學(xué)思維與化學(xué).doc

化學(xué)研究中的哲學(xué)思維應(yīng)用化學(xué) 李偉偉 210121009摘要：哲學(xué)與具體科學(xué)密切聯(lián)系，哲學(xué)以具體科學(xué)為基礎(chǔ)，是對(duì)具體科學(xué)的抽象和概括，同時(shí)哲學(xué)又為具體科學(xué)提供世界觀和方法論的指導(dǎo)?；瘜W(xué)研究是科學(xué)研究的具體實(shí)踐，也是滲透馬克思主義科學(xué)世界觀和方法論的載體，是辯證唯物主義哲學(xué)與自然科學(xué)的完美結(jié)合，在化學(xué)研究和科學(xué)實(shí)踐的過(guò)程中，科學(xué)思想、科學(xué)品質(zhì)、科學(xué)精神、科學(xué)方法等科學(xué)素養(yǎng)與辯證唯物主義統(tǒng)一而發(fā)展。關(guān)鍵詞：哲學(xué)，科學(xué)，化學(xué)，哲學(xué)思維，化學(xué)學(xué)科科學(xué)和哲學(xué)都是人類(lèi)在不斷地認(rèn)識(shí)和改造自然的過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的?？茖W(xué)源于人類(lèi)在認(rèn)識(shí)和改造自然中所積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，但這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)本身尚不足以形成科學(xué)，只有當(dāng)人們用理性思維對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)加以概括、總結(jié)和推演，把具體的經(jīng)驗(yàn)上升到抽象的理論，把零散的知識(shí)構(gòu)建成嚴(yán)整的體系時(shí)，科學(xué)才在真正意義上形成了。因此，科學(xué)就是求實(shí)精神和理性精神的結(jié)合。而哲學(xué)也是源于人類(lèi)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，但哲學(xué)并不單純是對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的總結(jié)，從某種意義上說(shuō)，既是對(duì)人類(lèi)所有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的共性和本質(zhì)進(jìn)行總結(jié)，又是對(duì)人類(lèi)理性認(rèn)識(shí)和理性過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。這樣看來(lái)，科學(xué)和哲學(xué)的對(duì)象和目的是不同的，科學(xué)研究的是自然界中具體的事物，總結(jié)出具體的規(guī)律和本質(zhì)；哲學(xué)研究的是這些具體規(guī)律和本質(zhì)之中所蘊(yùn)涵的更加廣泛和更加深刻的規(guī)律和本質(zhì)，同時(shí)總結(jié)出理性思維的一般規(guī)律。正因如此，科學(xué)與哲學(xué)并不孤立，而是相互依存、不斷交融、共同發(fā)展的。首先，科學(xué)雖以人們對(duì)自然的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為基礎(chǔ)，但必須經(jīng)過(guò)理性思維的概括、總結(jié)和升華才能溶入科學(xué)體系之中，而這些理性認(rèn)識(shí)和理性過(guò)程則是深受哲學(xué)影響的。反過(guò)來(lái)，哲學(xué)從根本上又必須緊緊依賴于各種科學(xué)規(guī)律和本質(zhì)，從而歸納出更廣泛和更深刻的哲學(xué)原理和思維規(guī)律。作為一名應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在理論學(xué)習(xí)和試驗(yàn)研究中學(xué)習(xí)，應(yīng)用和總結(jié)哲學(xué)思維和方法，使二者相互聯(lián)系，相互發(fā)展，對(duì)自身的研究創(chuàng)造和進(jìn)步也有積極促進(jìn)作用。1.矛盾觀點(diǎn)在化學(xué)研究中的體現(xiàn)列寧說(shuō)：“可以把辯證法簡(jiǎn)要地確定為關(guān)于對(duì)立面的統(tǒng)一的學(xué)說(shuō)，這樣就會(huì)抓住辯證法的核心?！泵芫褪菍?duì)立統(tǒng)一。沒(méi)有矛盾就沒(méi)有世界。人們認(rèn)識(shí)世界，就是認(rèn)識(shí)事物的矛盾；人們改造世界，就是解決事物的矛盾。矛盾分析的方法是人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的根本方法。人們要想科學(xué)地認(rèn)識(shí)事物，正確地解決問(wèn)題，取得事業(yè)的成功，就必須堅(jiān)持矛盾分析的方法，學(xué)會(huì)對(duì)具體的矛盾進(jìn)行具體的分析，防止和克服思想方法上的片面性和絕對(duì)化。在化學(xué)基本概念教學(xué)中，就有物質(zhì)分類(lèi)中的“混合物純凈物”、“單質(zhì)化合物”、“酸堿”、“金屬非金屬”等；化學(xué)變化中的“化合反應(yīng)分解反應(yīng)”、“吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)”、“正反應(yīng)逆反應(yīng)”、“氧化反應(yīng)還原反應(yīng)”等；化學(xué)平衡中的“正、逆反應(yīng)速度”、溶解平衡中的“溶解與結(jié)晶”；電離理論中的“陰、陽(yáng)離子”、“兩性氫氧化物的酸式電離與堿式電離”；元素周期律中的元素的“金屬性非金屬性”等均體現(xiàn)了對(duì)立統(tǒng)一的辯證思想。其中各組概念均存在于同一反應(yīng)中，它們既相互對(duì)立，又相互依存，充分體現(xiàn)了辯證唯物主義哲學(xué)中的矛盾的觀點(diǎn)。2.質(zhì)量互變規(guī)律在化學(xué)研究中的體現(xiàn)我們知道，事物的變化發(fā)展是由事物的內(nèi)部矛盾引起的。當(dāng)矛盾雙方在斗爭(zhēng)中力量的增減還沒(méi)有引起依存關(guān)系的破裂時(shí)，事物將處于量變狀態(tài)。而當(dāng)矛盾雙方在力量上的變化達(dá)到一定程度時(shí)，必然引起矛盾雙方地位的變化，從而使依存關(guān)系破裂，事物的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生根本變化。量變引起質(zhì)變有兩種形式。一種是事物在數(shù)量上的增減，即事物在大小、速度、程度和規(guī)模等方面的變化能夠引起質(zhì)變。恩格斯說(shuō)：“化學(xué)可以說(shuō)是研究物體由于量的成分的變化而發(fā)生質(zhì)變的科學(xué)。”化學(xué)中的元素周期律就是非常生動(dòng)的實(shí)例。在元素周期表中隨核電荷數(shù)的增加，原子半徑依次減小，金屬性遞減，非金屬性遞增，但當(dāng)最外層電子數(shù)增大到8個(gè)電子時(shí)，原子半徑出現(xiàn)突變，隨后又呈現(xiàn)出金屬性與非金屬性遞變規(guī)律。又如，有機(jī)化學(xué)中烴類(lèi)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也生動(dòng)體現(xiàn)了這一規(guī)律。實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，在各類(lèi)烴的同系物中，當(dāng)碳數(shù)為4個(gè)以下時(shí)，通常狀況下為氣態(tài)物質(zhì)，碳數(shù)為516時(shí)為液態(tài)，當(dāng)碳數(shù)超過(guò)16時(shí)，通常狀況下為固體。可見(jiàn)，隨著碳數(shù)增加，各類(lèi)烴的同系物的熔沸點(diǎn)也遞增，但在一定范圍內(nèi)狀態(tài)一致，當(dāng)其累計(jì)到一定數(shù)目時(shí)，其狀態(tài)出現(xiàn)質(zhì)的改變。量變引起質(zhì)變的另一種形式是，事物在總體上數(shù)量不變，只是由于構(gòu)成事物的成分在結(jié)構(gòu)和排列次序上發(fā)生了變化，也能引起質(zhì)變?；瘜W(xué)中同素異形體就是由于構(gòu)成方式的變化而形成的質(zhì)的差別1。例如，金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的，但由于碳原子的排列不同，它們的性質(zhì)就完全不同。金剛石為典型的原子晶體，通過(guò)共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出硬度很大、不導(dǎo)電等物理性質(zhì)；而石墨則是平面網(wǎng)狀、層狀結(jié)構(gòu)，層間為很弱的范得華力，故表現(xiàn)出質(zhì)軟、易導(dǎo)電的性質(zhì)。又如，有機(jī)化學(xué)中存在著許多同分異構(gòu)體，即分子組成相同、分子式相同、分子量相同，但由于分子中原子連接順序不同而使其性質(zhì)截然不同。3.系統(tǒng)與層次在化學(xué)研究中的應(yīng)用整個(gè)化學(xué)世界構(gòu)成一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)按照不同的角度又可劃分為不同類(lèi)型的子系統(tǒng)。如從研究對(duì)象上分，有無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、放射化學(xué)等等領(lǐng)域；從研究方法上劃分又分為理論化學(xué)、實(shí)驗(yàn)化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)。從橫向上看，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間可以相互作用、相互交流、相互滲透。如理論化學(xué)往往需要引用實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而實(shí)驗(yàn)化學(xué)又時(shí)常借助理論的指導(dǎo)；化學(xué)中各領(lǐng)域現(xiàn)在已普遍出現(xiàn)了相互交叉相互滲透的現(xiàn)象，其界限已經(jīng)變得比較模糊了，如有機(jī)金屬化學(xué)，物理有機(jī)化學(xué)等等。甚至整個(gè)化學(xué)系統(tǒng)也于其他學(xué)科發(fā)生交流和滲透，近年來(lái)出現(xiàn)的分子生物學(xué)、計(jì)算機(jī)化學(xué)以及環(huán)境化學(xué)、宇宙化學(xué)等等都是極好的例證。4.平衡與有序在化學(xué)研究中的應(yīng)用 平衡反映了事物矛盾雙方勢(shì)均力敵，處于暫時(shí)的相對(duì)的統(tǒng)一。恩格斯曾指出：“平衡是和運(yùn)動(dòng)分不開(kāi)的?！薄跋鄬?duì)靜止即平衡?！被瘜W(xué)反應(yīng)平衡非常直觀地表明了這一點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，并不意味著正反應(yīng)和逆反應(yīng)都同時(shí)停止了，事實(shí)上正反應(yīng)就逆反應(yīng)仍然在進(jìn)行著，只是它們的速度相等，相互抵消罷了，所以從表觀上看反應(yīng)物和產(chǎn)物在量上沒(méi)有發(fā)生變化。平衡與非平衡正如恩格斯所說(shuō)的是“活的統(tǒng)一”，它們之間在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如在一定的溫度、壓力下，具有一定的配比的反應(yīng)體系達(dá)到平衡時(shí)，如果改變溫度壓力或量的配比諸條件中的任何一個(gè)，都能使化學(xué)平衡破壞，但只要不再改變條件，那么經(jīng)歷足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，反應(yīng)體系將會(huì)再次達(dá)到平衡。平衡與非平衡在化學(xué)上都有廣泛的應(yīng)用。如能保持溶液PH值的緩沖溶液就是利用了化學(xué)平衡的性質(zhì)；而在化工生產(chǎn)中則利用化學(xué)的不平衡，即讓生成的產(chǎn)物不斷地從反應(yīng)體系中分離出去，從而使反應(yīng)不斷地向正方向進(jìn)行，從而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。非平衡和有序是相關(guān)聯(lián)的。普里高津（Ilya Prigogine，1917）的非平衡態(tài)熱力學(xué)指出，只有在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的條件下系統(tǒng)才有可能形成有序結(jié)構(gòu)。如果系統(tǒng)處于平衡態(tài)，那么最終只能形成相對(duì)靜止的混沌狀態(tài)。在生物化學(xué)當(dāng)中，蛋白質(zhì)、DNA分子等都是高度有序的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樯矬w是個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，而且永遠(yuǎn)處于非平衡的狀態(tài)，從而避免了生物分子處于平衡無(wú)序的狀態(tài)2。 有序和非對(duì)稱也有關(guān)聯(lián)。如在晶體中，其結(jié)構(gòu)的有序性導(dǎo)致了取物理性質(zhì)的不對(duì)稱性各向同性，而非晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)序性導(dǎo)致了其物理性質(zhì)的對(duì)稱性各向異性。另外，生物分子也是高度有序的，有人認(rèn)為這是由于生命物質(zhì)在其演化過(guò)程中喪失了大量的對(duì)稱性所致，這正如比埃爾居里（Pierre Curie,1859 1906）所說(shuō)的：“非對(duì)稱創(chuàng)造了世界。” 然而，應(yīng)當(dāng)注意，非對(duì)稱和有序的這種關(guān)系必須是針對(duì)同一個(gè)對(duì)象而言的，否則就沒(méi)有上述結(jié)論了。如在統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)中，分子的對(duì)稱性使得其能級(jí)的簡(jiǎn)并度降低，從而使得分子所能采取的微觀狀態(tài)數(shù)目減少，因而分子的無(wú)序程度減少，即有序程度反而因?yàn)閷?duì)稱性而增加了，但應(yīng)看到這里的有序度是大量分子所組成的系統(tǒng)的有序度，而對(duì)稱性則是針對(duì)于單個(gè)分子的，二者不是同一個(gè)對(duì)象。 由此可見(jiàn)，非平衡導(dǎo)致了有序，而有序又與非對(duì)稱相關(guān)聯(lián)，所以非平衡也導(dǎo)致了對(duì)稱性的破缺?，F(xiàn)在有人認(rèn)為萬(wàn)有斥力的破缺源自宇宙演化過(guò)程中對(duì)稱性的喪失，而我個(gè)人認(rèn)為正是由于宇宙演化過(guò)程是不可逆的，才造成了對(duì)稱性的喪失?；瘜W(xué)研究的宗旨在于產(chǎn)出科學(xué)成果，科學(xué)成果的依賴于科研人員?？茖W(xué)研究人員能否創(chuàng)造出科學(xué)成果，其主體基礎(chǔ)在于他們的基本素質(zhì)。而一個(gè)優(yōu)秀的科研人員，要想產(chǎn)出成果、多出成果，出好成果，出大成果，則需要具備多