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)，是對具體科學(xué)的抽象和概括，同時哲學(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)實踐的過程中，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)都是人類在不斷地認(rèn)識和改造自然的過程中逐漸形成和發(fā)展起來的?？茖W(xué)源于人類在認(rèn)識和改造自然中所積累的經(jīng)驗和知識，但這些經(jīng)驗和知識本身尚不足以形成科學(xué)，只有當(dāng)人們用理性思維對這些經(jīng)驗和知識加以概括、總結(jié)和推演，把具體的經(jīng)驗上升到抽象的理論，把零散的知識構(gòu)建成嚴(yán)整的體系時，科學(xué)才在真正意義上形成了。因此，科學(xué)就是求實精神和理性精神的結(jié)合。而哲學(xué)也是源于人類的經(jīng)驗和知識，但哲學(xué)并不單純是對這些經(jīng)驗和知識的總結(jié)，從某種意義上說，既是對人類所有經(jīng)驗和知識的共性和本質(zhì)進(jìn)行總結(jié)，又是對人類理性認(rèn)識和理性過程進(jìn)行總結(jié)。這樣看來，科學(xué)和哲學(xué)的對象和目的是不同的，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)之中所蘊涵的更加廣泛和更加深刻的規(guī)律和本質(zhì)，同時總結(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)雖以人們對自然的經(jīng)驗和知識為基礎(chǔ)，但必須經(jīng)過理性思維的概括、總結(jié)和升華才能溶入科學(xué)體系之中，而這些理性認(rèn)識和理性過程則是深受哲學(xué)影響的。反過來，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)專業(yè)的學(xué)生，在理論學(xué)習(xí)和試驗研究中學(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.矛盾觀點在化學(xué)研究中的體現(xiàn)列寧說：“可以把辯證法簡要地確定為關(guān)于對立面的統(tǒng)一的學(xué)說，這樣就會抓住辯證法的核心?！泵芫褪菍α⒔y(tǒng)一。沒有矛盾就沒有世界。人們認(rèn)識世界，就是認(rèn)識事物的矛盾；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)識世界和改造世界的根本方法。人們要想科學(xué)地認(rèn)識事物，正確地解決問題，取得事業(yè)的成功，就必須堅持矛盾分析的方法，學(xué)會對具體的矛盾進(jìn)行具體的分析，防止和克服思想方法上的片面性和絕對化。在化學(xué)基本概念教學(xué)中，就有物質(zhì)分類中的“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。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)矛盾雙方在斗爭中力量的增減還沒有引起依存關(guān)系的破裂時，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，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：“化學(xué)可以說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)?！被瘜W(xué)中的元素周期律就是非常生動的實例。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個電子時，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，有機化學(xué)中烴類物質(zhì)的熔沸點也生動體現(xiàn)了這一規(guī)律。實驗測定表明，在各類烴的同系物中，當(dāng)碳數(shù)為4個以下時，通常狀況下為氣態(tài)物質(zhì)，碳數(shù)為516時為液態(tài)，當(dāng)碳數(shù)超過16時，通常狀況下為固體。可見，隨著碳數(shù)增加，各類烴的同系物的熔沸點也遞增，但在一定范圍內(nèi)狀態(tài)一致，當(dāng)其累計到一定數(shù)目時，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，通過共價鍵形成空間網(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)用整個化學(xué)世界構(gòu)成一個龐大而復(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型的子系統(tǒng)。如從研究對象上分，有無機化學(xué)、有機化學(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)、實驗化學(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)往往需要引用實驗的結(jié)果，而實驗化學(xué)又時常借助理論的指導(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，如有機金屬化學(xué)，物理有機化學(xué)等等。甚至整個化學(xué)系統(tǒng)也于其他學(xué)科發(fā)生交流和滲透，近年來出現(xiàn)的分子生物學(xué)、計算機化學(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均力敵，處于暫時的相對的統(tǒng)一。恩格斯曾指出：“平衡是和運動分不開的。”“相對靜止即平衡?！被瘜W(xué)反應(yīng)平衡非常直觀地表明了這一點。當(dāng)一個可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，并不意味著正反應(yīng)和逆反應(yīng)都同時停止了，事實上正反應(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)物在量上沒有發(fā)生變化。平衡與非平衡正如恩格斯所說的是“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，如果改變溫度壓力或量的配比諸條件中的任何一個，都能使化學(xué)平衡破壞，但只要不再改變條件，那么經(jīng)歷足夠長的時間后，反應(yīng)體系將會再次達(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)，這是因為生物體是個開放系統(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序的狀態(tài)2。 有序和非對稱也有關(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)的不對稱性各向同性，而非晶體結(jié)構(gòu)的無序性導(dǎo)致了其物理性質(zhì)的對稱性各向異性。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)在其演化過程中喪失了大量的對稱性所致，這正如比埃爾居里（Pierre Curie,1859 1906）所說的：“非對稱創(chuàng)造了世界。” 然而，應(yīng)當(dāng)注意，非對稱和有序的這種關(guān)系必須是針對同一個對象而言的，否則就沒有上述結(jié)論了。如在統(tǒng)計熱力學(xué)中，分子的對稱性使得其能級的簡并度降低，從而使得分子所能采取的微觀狀態(tài)數(shù)目減少，因而分子的無序程度減少，即有序程度反而因為對稱性而增加了，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，而對稱性則是針對于單個分子的，二者不是同一個對象。 由此可見，非平衡導(dǎo)致了有序，而有序又與非對稱相關(guān)聯(lián)，所以非平衡也導(dǎo)致了對稱性的破缺。現(xiàn)在有人認(rèn)為萬有斥力的破缺源自宇宙演化過程中對稱性的喪失，而我個人認(rèn)為正是由于宇宙演化過程是不可逆的，才造成了對稱性的喪失。化學(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