自然科學(xué)中的馬克思主義哲學(xué)

自然科學(xué)中的馬克思主義哲學(xué)概念馬克思主義哲學(xué)是關(guān)于自然、社會和思維發(fā)展一般規(guī)律的科學(xué)，是唯物論和辯證法的統(tǒng)一、唯物論自然觀和歷史觀的統(tǒng)一。它是一個(gè)相對真理。它是在繼承和發(fā)展了德國的古典哲學(xué)、英國的古典政治經(jīng)濟(jì)學(xué)、英國、法國的空想社會主義下形成的馬克思主義的三個(gè)組成部分之一。它的主要理論來源是辯證法和唯物論。辯證唯物主義和歷史唯物主義是馬克思主義的兩大組成部分，實(shí)踐概念是它的基礎(chǔ)。自然科學(xué)是研究無機(jī)自然界和包括人的生物屬性在內(nèi)的有機(jī)自然界的各門科學(xué)的總稱。認(rèn)識的對象是整個(gè)自然界，即自然界物質(zhì)的各種類型、狀態(tài)、屬性及運(yùn)動形式。認(rèn)識的任務(wù)在于揭示自然界發(fā)生的現(xiàn)象以及自然現(xiàn)象發(fā)生過程的實(shí)質(zhì)，進(jìn)而把握這些現(xiàn)象和過程的規(guī)律性，以便解讀它們，并預(yù)見新的現(xiàn)象和過程，為在社會實(shí)踐中合理而有目的地利用自然界的規(guī)律開辟各種可能的途徑。主要包括數(shù)學(xué)（也有人說它是思維科學(xué)）、物理、化學(xué)、生物聯(lián)系自然科學(xué)理論中的基本概念與基本假設(shè)都包含著深刻的哲學(xué)世界觀和方法論的普遍性特征。哲學(xué)的發(fā)展離不開自然科學(xué)理論所提供的基本素材和養(yǎng)分,而自然科學(xué)工作者的科學(xué)研究又離不開哲學(xué)世界觀和方法論的指導(dǎo)。哲學(xué)和自然科學(xué)在哲學(xué)世界觀和方法論的基點(diǎn)上緊密聯(lián)系起來了。關(guān)于哲學(xué),每一個(gè)現(xiàn)代科學(xué)家,特別是每一個(gè)理論物理學(xué)家,都深刻意識到自己的工作是同哲學(xué)思維錯(cuò)綜地交織在一起的,要是對哲學(xué)文獻(xiàn)沒有充分的知識,他們的工作就會是無效的。（馬克斯·玻恩(1882～1970)，德國猶太裔理論物理學(xué)家，量子力學(xué)奠基人之一。）馬克思基本原理在自然科學(xué)中的應(yīng)用（以化學(xué)為例）化學(xué)變化——物質(zhì)是運(yùn)動的化學(xué)研究的是物質(zhì)的變化,不是憑空想象中的變化。而物質(zhì)的變化是永恒的、絕對的,物質(zhì)世界會永遠(yuǎn)按照其本身固有的規(guī)律運(yùn)動、變化、發(fā)展,這也是唯物論的根本出發(fā)點(diǎn)和根本觀點(diǎn)。物質(zhì)與運(yùn)動永不可分,這正如電子永無休止地在原子核附近做高速運(yùn)動。物質(zhì)的根本屬性是運(yùn)動,原子核外電子的轉(zhuǎn)移、分子的運(yùn)動、原子核的裂變、橡膠的老化、金屬制品的被腐蝕等等也充分證明了這一點(diǎn)?；瘜W(xué)規(guī)律——普遍性和特殊性人們在化學(xué)研究中總結(jié)了很多的規(guī)律,但這又不是絕對的,元素周期表就充分反映了這一點(diǎn)。例如,元素原子核外電子的排部按照規(guī)律應(yīng)該是4f在3d軌道之后,即電子先占滿3d軌道,再占據(jù)4f軌道,但是由于鉆穿效應(yīng)和屏蔽效應(yīng),事實(shí)情況卻與此相反。再如,在一個(gè)周期的元素當(dāng)中,原子的半徑隨著原子序數(shù)的增加而減小,但是在鑭系,卻出現(xiàn)了鑭系收縮現(xiàn)象,鑭系元素的性質(zhì)相差不大。從以上可以看出,化學(xué)中存在著很多規(guī)律性的認(rèn)識,這是普遍性,主要矛盾,但是不同事物的各自特性即特殊性也是存在的,兩者是相互聯(lián)系的。鮑林（1901.2.28—1994.8.19）是著名的量子化學(xué)家，是雜化理論和共振論的創(chuàng)建人,也是化學(xué)結(jié)構(gòu)理論和鍵參數(shù)的開創(chuàng)者。曾兩次榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。鮑林認(rèn)為,事物都是互相聯(lián)系的,一個(gè)人的知識構(gòu)架不能單薄,所以他雖然是化學(xué)家,但是他比一般的化學(xué)家掌握了較多的數(shù)學(xué)和物理學(xué)知識,他從玻爾、薛定諤、布拉格等物理學(xué)家那里了解到物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的最新進(jìn)展。1927年,他在對《離子的大小和離子晶體的結(jié)構(gòu)》研究中,根據(jù)薛定諤方程導(dǎo)出原子結(jié)構(gòu)模型,計(jì)算了多電子原子和離子的電子屏蔽常數(shù),然后通過對離子間相互作用力和離子大小的關(guān)系的討論中得出離子半徑,再將這種計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,經(jīng)過多種校正而獲得一套比較令人滿意的離子半徑表。在這里就是將物理學(xué)的基本原理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來了。主副反應(yīng)共存——主次矛盾的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中,特別是有機(jī)反應(yīng)中,當(dāng)一個(gè)主反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)候,無法避免一些復(fù)雜的副反應(yīng)的發(fā)生。例如乙醇在140(圖1),加入濃硫酸可發(fā)生分子間脫水,生成乙醚;在180,加入濃硫酸,可以發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙烯。但是人們無法通過控制溫度而得到單純的乙醚或者乙烯,在140會避不可免有少量乙烯生成,180也會有少量乙醚生成。

福井謙一是日本京都大學(xué)教授,他以其開創(chuàng)的“前線軌道理論”為基礎(chǔ)在化學(xué)反應(yīng)領(lǐng)域研究中所取得的成就而榮獲了1981年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1951年,他首次通過前線軌道理論指出,決定芳香環(huán)上不同位置的反應(yīng)活性是前線軌道上的電子密度值,而不是總電子密度,實(shí)際上是找到了事物的主要矛盾而成功地解決了不飽和碳?xì)浠衔锏姆磻?yīng)性能的本質(zhì)問題。前線分子軌道(FMO)包括最高占據(jù)軌道(HOMO),半占軌道(SOMO),和最低空軌道(LUMO)等,正是這些敏感的分子軌支配著分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的難易和反應(yīng)進(jìn)行的方式。福井謙一成功的主要因素就是善于分析化學(xué)反應(yīng)中的主要矛盾,并堅(jiān)持走一條從實(shí)踐到理論,再到實(shí)踐的路線,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。酸堿質(zhì)子論——對立與統(tǒng)一

酸+堿≒共軛堿+共軛酸酸給出質(zhì)子后變?yōu)楣曹棄A,堿得到質(zhì)子后變?yōu)楣曹椝?堿中有酸,酸中有堿,相互依賴,對立統(tǒng)一化學(xué)反應(yīng)——質(zhì)變與量變在物質(zhì)的化學(xué)運(yùn)動中,量變與質(zhì)變既相互區(qū)別又相互滲透、相互轉(zhuǎn)化。量變積累到一定程度就會引起質(zhì)變,沒有量變就沒有質(zhì)變。蛋白質(zhì)、橡膠、纖維素等高分子化合物之所以具有一般有機(jī)化合物所沒有的特殊性質(zhì),首先在于它們的分子量特別大,并由許多重復(fù)的結(jié)構(gòu)單位組成長鏈大分子。一般有機(jī)物的分子量在500以下,而高分子物質(zhì)沒有確切的分子量,只有平均分子量,隨著聚合度的不同,高分子的分子量可以達(dá)到上百萬,這樣大的分子量導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)起了突變,產(chǎn)生異常的彈性性能、抗拉性、韌性、耐高溫性、吸水性等等,從而使高分子材料成為材料行業(yè)的一支生力軍。高溫、高壓石墨金剛石石墨在高溫高壓下轉(zhuǎn)化成金剛石,其質(zhì)發(fā)生了根本的變化,所以金剛石的密度、硬度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電率、標(biāo)準(zhǔn)生成熱等熱力學(xué)量規(guī)定值以及許多內(nèi)部的結(jié)構(gòu)量,都與石墨差別很大。不僅量變會引起質(zhì)變,質(zhì)變也會引起新的量變。

化學(xué)這門學(xué)科得以生存和發(fā)展的源泉就是實(shí)驗(yàn)。拉瓦錫是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了燃燒的氧化本質(zhì),從而推翻了燃素說。維勒由于在實(shí)驗(yàn)中偶然實(shí)現(xiàn)了尿素的人工合成，從而打破了無機(jī)和有機(jī)的界限。“近代化學(xué)之父”道爾頓在長期從事氣象觀測和氣體實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立了近代原子論，居里夫婦經(jīng)歷過無數(shù)次失敗終于從瀝青鈾礦中首次制得放射性元素擂和釙，這些都是刻苦實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)——實(shí)踐認(rèn)識世界、改造世界安托萬－洛朗·拉瓦錫化學(xué)平衡——運(yùn)動是永恒的在一定條件下,許多化學(xué)反應(yīng)都不能進(jìn)行到底,即反應(yīng)到一定的程度就“進(jìn)行不下去”了,達(dá)到了終點(diǎn)。此時(shí)反應(yīng)物生成產(chǎn)物的速度與產(chǎn)物生成反應(yīng)物的速度相等,達(dá)到一個(gè)動態(tài)平衡,該平衡我們稱之為化學(xué)平衡。此時(shí)，各組分濃度恒定不變可看作是一種靜態(tài)。但反應(yīng)并沒有停止,