自然辨證法在材料科學(xué)技術(shù)研究中的應(yīng)用.doc

自然辯證法在材料科學(xué)技術(shù)研究中的應(yīng)用摘要：材料科學(xué)技術(shù)對人類社會(huì)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。本文綜述了材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展概況，闡述了自然辯證法的內(nèi)涵，從材料的自然屬性，材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對自然觀的影響，材料科研選題中的自然辯證法等方面討論了自然辯證法在材料科學(xué)技術(shù)研究中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：材料科學(xué)技術(shù)，自然辯證法，發(fā)展Application of dialectics of nature in the research of materials science and technologyAbstractMaterial science and technology has played a huge role in promoting the development of human society. The development of materials science and technology was reviewed, and the connotation of dialectics of nature was expounded. The application of dialectics of nature in the research of materials science and technology was discussed from several aspects, such as the natural quality of materials, the development of materials science and technologys influence on the view of nature, the dialectics of nature in materials research topics, etc.Keywords: materials science and technology, dialectics of nature, development1引言材料科學(xué)技術(shù)是探索研究和制造新材料規(guī)律的科學(xué)，它不僅指出特殊材料研制的特殊方法，而且還揭示出各種不同材料研制的共同規(guī)律。同時(shí)，材料科學(xué)技術(shù)是一門技術(shù)科學(xué)，它介于基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)之間。與基礎(chǔ)科學(xué)相比較，材料科學(xué)技術(shù)更接近于體實(shí)踐；而與工程技術(shù)相比較，它則更接近于理論研究。它是基礎(chǔ)科學(xué)研究中基礎(chǔ)理論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用技術(shù)的中間環(huán)節(jié)，它的主要特點(diǎn)是將具體技術(shù)中帶有共同性的科學(xué)問題集中起來加以研究1。在材料科學(xué)研究中，探尋其中的自然辯證法原理在材料科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用很有必要。通過運(yùn)用自然辯證法的原理可以幫助我們對材料自然科學(xué)有更深的理解和認(rèn)識(shí)，使得我們在研究中抓住重點(diǎn)并有清晰的思路，從而在科學(xué)研究中做出貢獻(xiàn)。2 材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展概況人類社會(huì)的發(fā)展歷程，是以材料為主要標(biāo)志的。人類對材料的使用始于遠(yuǎn)古時(shí)期，而對材料進(jìn)行系統(tǒng)的研究則始于19世紀(jì)中葉。人類文明曾被劃分為舊石器時(shí)代、新石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等，由此可見材料的發(fā)展對人類社會(huì)的影響沒有材料就是沒有發(fā)展。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展更離不開材料。支撐人類生存大廈的主要有材料科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)、能源科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)，這些技術(shù)支持著上到航天技術(shù)、下到海洋技術(shù)，而這些技術(shù)無一不是以材料物質(zhì)為基礎(chǔ)的，因此可以說，材料是人類物質(zhì)文明的基礎(chǔ)和支柱。在21世紀(jì)里，材料科學(xué)技術(shù)會(huì)持續(xù)向前發(fā)展，復(fù)合化、功能化、智能化、低維化將成為材料開發(fā)的目標(biāo)，新材料會(huì)不斷涌現(xiàn)。盡管我們不能準(zhǔn)確預(yù)測在什么領(lǐng)域會(huì)出現(xiàn)什么樣的突破，但根據(jù)目前發(fā)展趨勢，至少會(huì)在兩個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)大的進(jìn)展。一是納米材料領(lǐng)域，另一個(gè)是生物材料領(lǐng)域。納米材料通常定義為材料的顯微結(jié)構(gòu)中，包括顆粒直徑、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都處于納米尺寸(1納米=10億分之一米)水平的材料。由于納米材料中的晶粒的細(xì)化，晶界數(shù)量大幅度增加，可使材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大為提高，并對材料的電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要的影響。目前， 納米材料研究已成為材料科技研究的熱點(diǎn)。納米材料的出現(xiàn)和納米科技的發(fā)展標(biāo)志著人類認(rèn)識(shí)自然達(dá)到了一個(gè)新層次，人類的科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代一一納米科技時(shí)代。這一認(rèn)識(shí)過程體現(xiàn)了辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是發(fā)展的基本規(guī)律，并依據(jù)這一規(guī)律對納米科技的發(fā)展作了進(jìn)一步預(yù)測。從認(rèn)識(shí)論的意義上看，人類認(rèn)識(shí)自然的能力又前進(jìn)了一步2。生物材料是指與生體相聯(lián)系的、移植人生體起某種生體功能的材料。作為一個(gè)正在迅速崛起的新興高科技產(chǎn)業(yè)，生物材料的研究開發(fā)具有很重要的科學(xué)意義和非常巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。人類對材料的認(rèn)識(shí)與研制，經(jīng)歷了從使用天然材料到人工材料的過程。3 材料科學(xué)技術(shù)研究中的自然辯證法3.1 自然辯證法的內(nèi)涵自然辯證法是馬克思主義哲學(xué)的重要組成部分，是關(guān)于自然界和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律以及人類認(rèn)識(shí)和改造自然的一般方法的科學(xué)。它是馬克思主義關(guān)于認(rèn)識(shí)自然和改造自然已有成果的概括和總結(jié)，是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷豐富和發(fā)展著的開放的理論體系3。自然辯證法包括三部分：自然界發(fā)展的一般規(guī)律，即自然界發(fā)展的辯證法；科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律，即科學(xué)技術(shù)發(fā)展的辯證法；人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的一般規(guī)律，即科學(xué)技術(shù)研究的辯證法，亦即辯證唯物主義的自然觀、科學(xué)技術(shù)方法論和科學(xué)技術(shù)觀3。它和各門具體科學(xué)技術(shù)一樣，都是研究自然界、科學(xué)技術(shù)及其研究方法的規(guī)律性探索，這表明了它具有科學(xué)技術(shù)特性。自然辯證法是集中研究自然界和科學(xué)技術(shù)的辯證法，是唯物主義在自然界和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，它的原理和方法主要適用于自然領(lǐng)域和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域， 能夠很好地指導(dǎo)我們進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng)。辯證唯物自然觀是自然辯證法的理論基石，它的創(chuàng)立為科學(xué)技術(shù)的深層研究提供世界觀、認(rèn)識(shí)論、方法論與價(jià)值論的前提，為自然科學(xué)與人的科學(xué)的結(jié)合提供了理論依據(jù)，強(qiáng)調(diào)自然與社會(huì)的相互聯(lián)系，認(rèn)為自然科學(xué)與人類社會(huì)、自然科學(xué)與人的科學(xué)是不能分離的，只有把自然科學(xué)的發(fā)展建立在人類社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，從客觀規(guī)律出發(fā)，才能使自然科學(xué)真正成為人的科學(xué)。3.2 材料科學(xué)技術(shù)與自然辯證法從材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程當(dāng)中可以總結(jié)出，其發(fā)展的每個(gè)階段中都或多或少蘊(yùn)涵一定的自然辯證法原理。這是因?yàn)榉从匙匀豢腕w本質(zhì)規(guī)律性知識(shí)的自然科學(xué)理論，與反映社會(huì)科學(xué)的某種思想理論因素之間存在聯(lián)系。自然科學(xué)理論中自然知識(shí)與社會(huì)知識(shí)的潛在聯(lián)系終將導(dǎo)致科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的知識(shí)大統(tǒng)一，從而增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)和改造世界的能力。馬克思曾經(jīng)說過：“自然不能建造任何機(jī)器，任何火車頭、鐵路、電報(bào)機(jī)、紡織機(jī)等等。這些東西都是人類在自然中活動(dòng)的工具的自然物質(zhì)。它們是人的手所制造成的人的大腦工具。”（馬克思恩格斯全集）逐漸形成了以技術(shù)作為對象，研究它的一般規(guī)律和方法的自然辯證哲學(xué)技術(shù)學(xué)科1。3.2.1 材料的自然屬性自從遠(yuǎn)古時(shí)期，人類就開始使用材料，從石器時(shí)代青銅器時(shí)代鋼鐵時(shí)代信息時(shí)代。在漫長的人類活動(dòng)過程中，我們從來沒有離開過材料，在我們現(xiàn)在生活的環(huán)境中，材料隨處可見，衣服、桌子、房子、汽車、飛機(jī)等，一切的一切都是由材料制造而成的。而這些材料都來源于自然，制造桌椅的木頭來源于森林，房子用的磚頭來源于大地，汽車用的鋼鐵，鋁等來源于礦場。雖然我們的現(xiàn)代社會(huì)飛速發(fā)展，進(jìn)入了信息時(shí)代，現(xiàn)在用的很多都是高科技的產(chǎn)品，但無論產(chǎn)品多么先進(jìn)，原材料都來源于自然。所以說材料具有自然屬性。3.2.2 材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對自然觀的影響自然觀的形成和發(fā)展同自然科學(xué)的萌芽、產(chǎn)生與發(fā)展有密切的聯(lián)系。無論自然觀具有什么樣的內(nèi)容和形式，總是要受到作為實(shí)踐的科學(xué)的制約；科學(xué)的發(fā)展決定著自然觀的形態(tài)4。人們對世界的認(rèn)識(shí)總是受到科技發(fā)展水平的制約的?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們才能更好的與自然界溝通，發(fā)現(xiàn)其客觀規(guī)律。在現(xiàn)時(shí)代的今天，科學(xué)技術(shù)得到了巨大的發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)逐漸從上帝手中奪回了人類的控制權(quán)，真正感受到了人類的不屈與偉大由于理論自然科學(xué)的進(jìn)步。材料科學(xué)在這一方面體現(xiàn)的尤為突出。在種類上，由傳統(tǒng)的金屬和陶瓷材料派生出高分子、混凝土以及復(fù)合材料；在性能上，由結(jié)構(gòu)向功能、智能以及結(jié)構(gòu)、功能、智能復(fù)合的方向發(fā)展；在結(jié)構(gòu)層次上，則由宏觀進(jìn)入微觀納米尺度。材料科學(xué)發(fā)展的過程都是人們對材料規(guī)律探索和總結(jié)的過程，所以材料科學(xué)無時(shí)無刻不與自然辯證法相聯(lián)系。以納米科技為例，實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的一種方式是由宏觀向微觀，即通過宏觀的方式將機(jī)器制造得越來越小。納米材料由于其小尺寸效應(yīng)而具有的高硬度和高強(qiáng)度特性，將改變?nèi)藗兊某Ｒ?guī)思維模式。如果用納米材料銣成計(jì)算機(jī)，體積將縮小到原來的億分之一，而計(jì)算速度卻增加到原來的幾百倍。日本東京大學(xué)的化學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種“神奇的粒子”它可以像電腦那樣，具有暫時(shí)記憶和永久記憶功能。當(dāng)這種粒子受到紫外線或激光的照射時(shí)就會(huì)改變結(jié)構(gòu)，這樣就可以利用它來儲(chǔ)存二進(jìn)制數(shù)碼。借助于電子掃描隧道顯微鏡(s)，每平方微米表面可儲(chǔ)存1012bt的信息。它的發(fā)現(xiàn)具有難以估量的價(jià)值或許有一天，電子計(jì)算機(jī)會(huì)進(jìn)入到“分子計(jì)算機(jī)”的時(shí)代。然而，隨著電腦體積不斷減少的同時(shí)，其威力卻不斷增加。這就意味著“小就是大”，“少就是多”5。“小就是大，少就是多”的論點(diǎn)被認(rèn)為是一種“悖論”，但它是一種合理的“悖論”是高科技文明的產(chǎn)物，是社會(huì)進(jìn)步的必然結(jié)果。它符合奠定其基礎(chǔ)的科技前提，符合客觀事物本身發(fā)展的內(nèi)在的邏輯，因此認(rèn)為是正常的、合理的。在高科技文明的今天，我們只有樹立“既此又彼”的思維模式，才能適應(yīng)科技發(fā)展的形勢。否則，人類將面臨更多無法理解的“悖論”。新材料對人類思維方式與實(shí)踐方式的深層次影響，不易被人們意識(shí)到，往往教人們所忽視。而這正是新材料在當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中的若干作用中最具潛在價(jià)值與長遠(yuǎn)意義的獨(dú)特方面。3.2.3 材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的辯證唯物主義對于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展來說，材料也是起著至關(guān)重要的作用。目前可持續(xù)發(fā)展的思想已經(jīng)成為一種新的發(fā)展思想和戰(zhàn)略?？沙掷m(xù)發(fā)展的思想對人類來說并不陌生。呂氏春秋義賞中的“竭澤而漁，豈不獲得，而明年無魚; 焚藪而田，豈不獲得，而明年無獸”。其實(shí)就是一種樸素的持續(xù)利用可更新資源的思想。如今，人類在利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和豐富的自然資源創(chuàng)造大量物質(zhì)的同時(shí)，對自然界大肆破壞，使自己面臨新的生存危機(jī)。要實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展，必須實(shí)施材料的可持續(xù)發(fā)展道路6。例如木材，稀有礦產(chǎn)等等，如果不遵循可持續(xù)發(fā)展原則來利用，子孫后代便會(huì)有更大的危機(jī)。同時(shí)，在材料發(fā)展社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，就像一把雙刃劍，雖然人們生活水平越來越好，但環(huán)境也被各種新型材料所影響破壞，各種塑料高分子污染物，重金屬電池，工業(yè)廢料廢棄物這些對我們的環(huán)境無一不是慢性殺手。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境的改善是社會(huì)文明進(jìn)步的重要標(biāo)志。但是，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)之間卻存在著既互相制約又互相促進(jìn)的對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。發(fā)展經(jīng)濟(jì)要開發(fā)資源。發(fā)展材料工業(yè)就要排放各種廢棄物，對環(huán)境造成各種各樣的污染。而環(huán)境的惡化，在危害人類健康的同時(shí),，也會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展，又為改善和保護(hù)環(huán)境提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。環(huán)境的保護(hù)和改善既保護(hù)了資源，又保護(hù)了生產(chǎn)力。所以，環(huán)境的保護(hù)和改善可以反作用于經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。生態(tài)環(huán)境材料是歷史發(fā)展的必然選擇?，F(xiàn)代文明很大的一個(gè)特點(diǎn)就是通過大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)向大眾提供廉價(jià)而性能優(yōu)異的工業(yè)產(chǎn)品。亨利福特在汽車生產(chǎn)中首先使用了這個(gè)概念。這種工業(yè)生產(chǎn)的效率和只是為了能夠經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)活人口的農(nóng)業(yè)社會(huì)相比較當(dāng)然具有無比的優(yōu)越性，創(chuàng)造出了一個(gè)富裕的工業(yè)社會(huì)。但另一方面，大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)的社會(huì)生活方式無疑是造成人類社會(huì)環(huán)境問題的主要原因，而材料本身污染環(huán)境首當(dāng)其沖。生態(tài)環(huán)境材料的最大目標(biāo)之一就是開發(fā)可以反復(fù)使用的材料，在技術(shù)進(jìn)步的前提下，創(chuàng)造一個(gè)可以順利開展再生循環(huán)利用的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)體系，使人們形成一種自覺選擇、使用環(huán)境協(xié)調(diào)型產(chǎn)品的意識(shí)。有理由相信，2l世紀(jì)生態(tài)環(huán)境材料也必定會(huì)得到極大的發(fā)展，并對環(huán)境保護(hù)做出不可磨滅的貢獻(xiàn)7。3.2.4 材料科研選題中的自然辯證法材料科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，產(chǎn)品需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)階段，然后再投放生產(chǎn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程也稱為科研過程，在科研的過程中，很重要的一步就是選題。這是因?yàn)椋嚎蒲羞x題是科學(xué)研究的起始步驟，它關(guān)系到科研的方向，目標(biāo)和內(nèi)容，直接影響到科研的途徑和方法，課題選擇是否恰當(dāng)決定了科研工作進(jìn)度的快慢以及科研成果的水平，價(jià)值和發(fā)展前途，科研選題是決定科研工作成敗的關(guān)鍵和首要環(huán)節(jié)。所以我們需要遵循以下幾條基本原則：（1）選課題必須著眼于社會(huì)實(shí)踐和科學(xué)本身發(fā)展的需要；（2）所選課題應(yīng)具有創(chuàng)新性，應(yīng)是前人和他人未解決或未完全解決并預(yù)期能出成果的科技問題；（3）所選課題一定要有科學(xué)事實(shí)和科學(xué)理論為依據(jù)；（4）選題時(shí)必須考慮完成課題的主客觀條件，根據(jù)實(shí)際具備或經(jīng)過努力可以具備的件來選擇科研課題。此外，在接下來的試驗(yàn)過程中、整理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)以及得出結(jié)論的過程中都需要遵循科學(xué)，實(shí)事求是的原則，把經(jīng)驗(yàn)上升為理論，用于以后的實(shí)踐中。4 結(jié)束語材料的發(fā)展應(yīng)用是技術(shù)革命與創(chuàng)新的基礎(chǔ)和社會(huì)前進(jìn)的動(dòng)力, 是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有力保證。同時(shí), 材料開發(fā)應(yīng)用中所產(chǎn)生的創(chuàng)新性思想方法極大地豐富了馬克思主義辯證思維的內(nèi)容, 促進(jìn)了人類思維方式的變革,加深了人類對大自然的認(rèn)識(shí)。社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展要求以高度發(fā)展的科學(xué)技術(shù)為后盾, 而新材料的發(fā)展適應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展的需求, 極大地改變了傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長方式和發(fā)展模式, 成為可持續(xù)發(fā)展的前提與保證。人類社會(huì)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展, 必須實(shí)施材料的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。將材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自然辯證法有機(jī)地結(jié)合起來，從中認(rèn)識(shí)到科學(xué)的思維方法，辯證的看待科技的發(fā)展對人類社會(huì)的作用，對未來科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步有指導(dǎo)性的意義。 參考文獻(xiàn)1于興梅, 劉子全. 材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的哲學(xué)思考. 吉