關(guān)于自然科學(xué)科研論文選題的哲學(xué)思考_小學(xué)生自然科學(xué)小常識(shí)
發(fā)布時(shí)間:2020-02-16 來源: 感恩親情 點(diǎn)擊:
收稿日期:2006-09-08? 作者簡(jiǎn)介:伍愛蓮(1945-),女,湖南湘潭人,武漢科技大學(xué)中南分校信息工程學(xué)院教授;張麗(1980-),女,安徽太湖人,武漢科技大學(xué)中南分校信息工程學(xué)院教師,碩士。?
(武漢科技大學(xué)中南分校 信息工程學(xué)院,湖北 武漢 430223)?
摘要:哲學(xué)是系統(tǒng)化理論化的世界觀,是自然知識(shí)、社會(huì)知識(shí)和思維知識(shí)的概括和總結(jié),是世界觀和方法論的統(tǒng)一。電學(xué)是物理學(xué)的重要分支,物理學(xué)是自然知識(shí)的重要分支,它不僅對(duì)物質(zhì)文明的進(jìn)步,及人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的深化起了重要的推動(dòng)作用,而且對(duì)人類的思維發(fā)展也產(chǎn)生了不可缺少的影響。在物理學(xué)知識(shí)的內(nèi)容及其發(fā)展過程中,我們可以從中發(fā)現(xiàn)許多哲學(xué)的規(guī)律。本文以電學(xué)知識(shí)為例,分析其中出現(xiàn)的哲學(xué)規(guī)律,這些哲學(xué)規(guī)律的自然應(yīng)用不僅對(duì)我們電學(xué)科研選題起到一定的引導(dǎo)作用,而且也會(huì)開闊我們?cè)谄渌I(lǐng)域中的思維視野。?
關(guān)鍵詞:辯證思維;對(duì)立性;統(tǒng)一性;對(duì)稱性??
對(duì)每一個(gè)從事理論研究的科研工作者,是否有一番成就,主要體現(xiàn)在他發(fā)表論文的質(zhì)量和數(shù)量上。要發(fā)表論文,首先,要進(jìn)行選題,選題就是選擇研究方向。在科學(xué)研究中,選題的提出和確定,具有十分重要的意義?梢赃@樣說,一個(gè)好的選題的確定,等于你成功了一半。所選之題,有時(shí)是一條能走得通的路,這是幸運(yùn)的。然而,有時(shí)會(huì)是一條走不通的路。例如:選題太難,也就是說,目前的人類知識(shí)還不足以使此問題得以解決,或者是本人的知識(shí)水平還不能與所選問題相匹配,那么,最終的結(jié)果將一事無成,徒勞一空,且冤枉花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力;選題太容易,也就是說,選擇人人都會(huì)解決的問題,那么,就不可能出現(xiàn)學(xué)術(shù)上的創(chuàng)新,也就沒有學(xué)術(shù)成果。因此,在科學(xué)研究領(lǐng)域中,一般來說,選題難度最好適中,也就是說,最好選別人還沒有發(fā)現(xiàn)的新課題,而且還應(yīng)是你在學(xué)術(shù)上能勝任的課題。那么,如何發(fā)現(xiàn)自己能勝任且別人都還沒有涉足的新課題?如何預(yù)測(cè)新課題能否走得通?這就需要哲學(xué),哲學(xué)是智慧之學(xué),哲學(xué)能給人辯證思維的能力,辯證思維就是科學(xué)的方法,是對(duì)探索未知、獲取知識(shí)的途徑和程序的哲學(xué)思考,它能從現(xiàn)實(shí)中去審視和預(yù)測(cè)未來。另外,切身親自從實(shí)踐中去感知領(lǐng)悟,也是解決上述兩個(gè)如何的方法之一。?
記得錢學(xué)森先生在《科學(xué)家論方法》的序言中,說了大意如下的話:學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法的途徑,一是有成本成章的能夠講清楚的書,但問題在于你會(huì)不會(huì)將書本上的知識(shí),變成活生生的方法和工具;二是從實(shí)踐中逐漸領(lǐng)悟,如何抓問題的關(guān)鍵,如何認(rèn)識(shí)死胡同,如何從失敗中總結(jié)教訓(xùn)迅速走上大道,如何銳敏地發(fā)現(xiàn)有希望的苗頭等等。另外,弄清這幾個(gè)“如何”不容易,因?yàn)檫@方面的學(xué)問還沒有形成一門科學(xué),只能意會(huì),不可言傳。由此可見,指導(dǎo)我們進(jìn)行科學(xué)選題的二個(gè)主要依據(jù)是哲學(xué)和實(shí)踐,并且兩種方法的運(yùn)用都不是容易的。下面主要以電學(xué)內(nèi)容為例,談?wù)勗谡撐倪x題中哲學(xué)的應(yīng)用。?
一、事物對(duì)立性理論的應(yīng)用?
事物對(duì)立性的理論,是指在某一體系中,若存在一個(gè)正向事物,就必有與之對(duì)應(yīng)的反向事物存在,且兩者在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的條件可以不同。二者彼此對(duì)立且可相互轉(zhuǎn)化的,共存一體構(gòu)成某一事物,使該事物成為對(duì)立統(tǒng)一的整體。例如:《電路》理論,有一種讓高頻信號(hào)通過,低頻信號(hào)截止的電路,稱高通濾波器;還有一種讓低頻信號(hào)通過,高頻信號(hào)截止的電路,稱低通濾波器。高通濾波器和低通濾波器是互為對(duì)立面,且二者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。對(duì)同一RC電路,當(dāng)輸出信號(hào)取自電容,成為低通濾波器;當(dāng)輸出信號(hào)取自電阻,成為高通濾波器,因此,二者并存于一個(gè)整體中,該整體稱為濾波器。也就是說,從功能上講,濾波器是由高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器三者構(gòu)成。又如:《信號(hào)與系統(tǒng)》理論,主要內(nèi)容由兩大對(duì)立部份構(gòu)成,一類是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的分析,研究對(duì)象是連續(xù)信號(hào);另一類是離散時(shí)間系統(tǒng)的分析,研究對(duì)象是離散信號(hào)。連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)是互為對(duì)立面,且二者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,所以,兩大對(duì)立部份構(gòu)成了一個(gè)整體,即信號(hào)與系統(tǒng)理論。這里,離散信號(hào)由數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)組成,數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)互為對(duì)立面,且它們也可以相互轉(zhuǎn)化,所以,數(shù)字信號(hào)分析和模擬信號(hào)分析構(gòu)成了《電子學(xué)》的主要內(nèi)容。又如:《電磁學(xué)》理論,它是關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的科學(xué),電場(chǎng)用電力線表示,電力線是發(fā)散的;磁場(chǎng)用磁力線表示,磁力線是閉合的,電場(chǎng)與磁場(chǎng)是互為對(duì)立面,由于二者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),使電磁學(xué)從原來互相獨(dú)立的兩門科學(xué)――電學(xué)、磁學(xué)――發(fā)展成為物理學(xué)中一個(gè)完整的分支學(xué)科、一個(gè)對(duì)立統(tǒng)一的整體,即電磁學(xué)。又如:物理學(xué)中的光電效應(yīng)與電光效應(yīng)。又如:在馬克思主義哲學(xué)中,辯證思維方法是由歸納和演繹、分析和綜合、抽象和具體等對(duì)立統(tǒng)一部分所構(gòu)成。因此,據(jù)此規(guī)律,在選題中,我們不僅要了解某人的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究結(jié)果,還要了解與其對(duì)立的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究結(jié)果是否另有他人正在研究,如果沒有,那么,你就此對(duì)立面作為研究對(duì)象,再根據(jù)對(duì)立面之間的共性和個(gè)性,及對(duì)立的事物可以相互轉(zhuǎn)化的性質(zhì),深入研究下去,一定是能走得通的一條路。然而,在錯(cuò)綜復(fù)雜的事物中,善于發(fā)現(xiàn)事物的對(duì)立面,不是一件容易的事情。?
二、事物統(tǒng)一性理論的應(yīng)用?
事物統(tǒng)一性理論,是指某個(gè)小理論是某個(gè)大理論的特例。事物統(tǒng)一性理論不可懷疑地存在著。例如,《電磁場(chǎng)》理論的發(fā)展就體現(xiàn)了事物統(tǒng)一性理論。電磁場(chǎng)理論是從靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律(特殊性)發(fā)展到時(shí)變電磁場(chǎng)的規(guī)律(一般性)。靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律是時(shí)變電磁場(chǎng)的規(guī)律的特例,時(shí)變電磁場(chǎng)的規(guī)律是靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律的概括。靜電場(chǎng)的規(guī)律是高斯定律,靜磁場(chǎng)的規(guī)律是安培環(huán)路定律。后來,法拉第實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng),這一現(xiàn)象稱電磁感應(yīng)現(xiàn)象,其規(guī)律稱電磁感應(yīng)定律,這樣電場(chǎng)和磁場(chǎng)聯(lián)系起來了。但是,如何將靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律用總的規(guī)律統(tǒng)一起來呢?英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋做出了杰出的貢獻(xiàn)。為了解釋時(shí)變電流能夠通過電介質(zhì)的原因,麥克斯韋根據(jù)事物對(duì)稱性將安培環(huán)路定律(方程)修改后,他又將另外的3個(gè)方程――高斯定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、磁通連續(xù)性原理――與此方程放在一起,構(gòu)成了電磁學(xué)上著名的偉大的方程組――麥克斯韋方程組。由此方程組,導(dǎo)出了時(shí)變電場(chǎng)和時(shí)變磁場(chǎng)――這兩種宏觀和顯微鏡均看不見但通過線圈可測(cè)量出的物質(zhì)――是以波動(dòng)的形式向前傳播的結(jié)論。這一結(jié)論多年后被德國(guó)科學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí);還導(dǎo)出了電磁波與光有同樣的反射、透射等性質(zhì),從而,為今天無線通信技術(shù)、光通信技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。此外,更重要的是,反映時(shí)變電磁場(chǎng)的規(guī)律的麥克斯韋方程組將靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律統(tǒng)一起來。也就是說,時(shí)變電磁場(chǎng)的規(guī)律包括了靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律。靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的規(guī)律是時(shí)變電磁場(chǎng)的規(guī)律的特例。因此,從電磁場(chǎng)理論的發(fā)展過程,我們知道,在選題時(shí),若發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)對(duì)立的事物還沒有統(tǒng)一起來,我們可以嘗試著去找它們之間在什么條件或方法下能實(shí)現(xiàn)彼此的轉(zhuǎn)化,我們要找的就是這個(gè)條件或方法,而且這個(gè)條件或方法可以不同,如果對(duì)立面的轉(zhuǎn)化已經(jīng)有人完成,我們可以嘗試著另外一種轉(zhuǎn)化的方法,我們還可以嘗試著找一個(gè)將兩個(gè)對(duì)立面各自的規(guī)律全部包括起來的總規(guī)律,形成一個(gè)整體,從而構(gòu)成學(xué)科的一個(gè)分支,這是一條走得通的路。統(tǒng)一理論不可懷疑地存在著,盡管它的建立是艱難的,特別是高層統(tǒng)一理論的建立更是不容易。愛因斯坦在晚年時(shí),一直從事建立一個(gè)物理的統(tǒng)一性理論,可是由于科學(xué)的發(fā)展還沒有達(dá)到這樣一個(gè)層次,所以直到今天,仍然沒有取得成功。可見,通向一種堅(jiān)實(shí)的研究共識(shí)的路程是極其艱難的。所以,對(duì)一般的科研工作者,在選題時(shí),只能著手于被分得較細(xì)的具體學(xué)科中,去運(yùn)用事物的統(tǒng)一性理論。?
三、事物對(duì)稱性理論的應(yīng)用?
從自然界中看,幾乎所有的自然物體都存在著對(duì)稱或接近對(duì)稱。雪花不僅外觀美麗,而且結(jié)構(gòu)也絕對(duì)的對(duì)稱。在顯微鏡照片中,美麗的雪花呈六角形對(duì)稱,每一個(gè)角又分出另外兩個(gè)對(duì)稱的圖案。原子的電子圖也驚人美麗地對(duì)稱。人體結(jié)構(gòu)本身也是對(duì)稱的。我們感嘆大自然究竟是用了什么樣的魔法,幾乎讓所有的事物都洋溢著對(duì)稱美。從哲學(xué)看,物理學(xué)研究的重大突破導(dǎo)致生產(chǎn)技術(shù)的飛躍已經(jīng)是歷史事實(shí)。反過來,發(fā)展技術(shù)和生產(chǎn)力的要求,也有力地推動(dòng)物理學(xué)研究。從自然科學(xué)看,電磁場(chǎng)理論中偉大的麥克斯韋方程組也是驚人美麗的對(duì)稱。麥克斯韋在前輩科學(xué)家得出的眾多電磁場(chǎng)方程中想到,既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng),那么,變化的電場(chǎng)應(yīng)當(dāng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng),這不就是事物對(duì)稱性的體現(xiàn)嗎?因?yàn)?“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”與“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”互相對(duì)稱。他利用這一對(duì)稱性原理將安培環(huán)路定律(方程)修改后,再?gòu)谋姸嗟碾姶艌?chǎng)方程中取出3個(gè)方程,和此方程放在一起,構(gòu)成了電磁學(xué)上著名的麥克斯韋方程組。從這4個(gè)方程構(gòu)成的方程組中,我們可以發(fā)現(xiàn)這4個(gè)方程驚人地對(duì)稱,正是這4個(gè)對(duì)稱的方程導(dǎo)出了電磁場(chǎng)能傳播的理論,光是電磁波的理論,為今天的無線通訊、光通信奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。又如:《電路原理》理論中的節(jié)點(diǎn)法,是根據(jù)電路圖列一組方程,方程組的待求量是節(jié)點(diǎn)電壓。那么,根據(jù)事物的對(duì)稱性,一定存在著與節(jié)點(diǎn)法相對(duì)稱的另一種方法,即回路法,它也是列一組方程,但方程組的待求量是回路電流。節(jié)點(diǎn)電壓法和回路電流法構(gòu)成了電路分析的主要方法。在電路理論中,稱節(jié)點(diǎn)―回路互為對(duì)偶,電壓―電流互為對(duì)偶,由此還導(dǎo)出了對(duì)偶原理。因此,我們?cè)谶M(jìn)行選題或科學(xué)研究時(shí),面對(duì)你正思考著的事物,要聯(lián)想到它很可能存在著與它對(duì)稱的另外一半,并且,它們兩個(gè)構(gòu)成一個(gè)整體,成為另外某個(gè)整體的一部分。因此,我們查閱大量資料后,如果發(fā)現(xiàn)某人研究出某一種方法,根據(jù)事物的對(duì)稱性,我們應(yīng)考慮是否存在著與之對(duì)偶的另一種方法。并試著在這條道路上走下去,這條路是可能走得通的。?
四、事物存在有條件理論的應(yīng)用?
所有事物都是在一定條件下存在的,當(dāng)外在條件改變時(shí),事物會(huì)發(fā)生變化。例如:牛頓力學(xué)定律存在的條件是常規(guī)物體和宏觀宇宙。在微觀宇宙,牛頓力學(xué)定律就不正確。那么,在微觀宇宙,遵循什么定律呢?量子力學(xué)定律。另外,牛頓力學(xué)定律是量子力學(xué)定律的特例。也就是說,量子力學(xué)定律包括了牛頓力學(xué)定律,這實(shí)際上又是事物統(tǒng)一性理論的體現(xiàn)。又如:電學(xué)中的電動(dòng)系功率表是對(duì)正弦信號(hào)設(shè)計(jì)的。當(dāng)電路中有大量的整流元件出現(xiàn)時(shí),電網(wǎng)中的正弦信號(hào)發(fā)生畸變。那么,電動(dòng)系功率表在這新的條件下,會(huì)如何變化呢?為此,有人推導(dǎo)了畸變的非正弦周期信號(hào)條件下,電動(dòng)系功率表的讀數(shù)。巧合地得出:無論是在正弦電路中,還是在非正弦電路中,電動(dòng)系功率表準(zhǔn)確反映負(fù)載有功功率的條件是相同的。因此,我們?cè)谶x題時(shí),要注意別人的研究?jī)?nèi)容是在什么條件下建立的,如果你將此條件改變,也就是多考慮或少考慮幾個(gè)因素,看看又會(huì)有什么結(jié)果出現(xiàn),如果結(jié)果具有簡(jiǎn)單、巧合、對(duì)稱的美,那么,一般來說,你就是正確的。九大行星與太陽的距離存在一定的規(guī)律性,可以用這樣的一個(gè)數(shù)學(xué)公式來表達(dá):r=0.4+0.3×2n,r為行星到太陽的距離,當(dāng)n按自然序數(shù)0、1、2、3、4、5、6、7順序取值時(shí),算出的r正好對(duì)應(yīng)的是水星、金星、地球、火星、小行星、木星、天王星、冥王星的距離。這么精密的一種過程是一個(gè)待解的謎,科學(xué)家已察覺到這個(gè)宇宙似乎被極端精確地支配著。?
綜上所述,在科研選題中,我們要帶著哲學(xué)的觀點(diǎn),去查閱資料,確定選題。在這一過程中,要會(huì)發(fā)現(xiàn)別人研究?jī)?nèi)容的對(duì)立面,并了解是否有人在研究。如果沒有人在研究,正好是我們的選題;如果有,我們?cè)俨殚喪欠裼腥嗽谘芯窟@兩個(gè)對(duì)立面是怎樣實(shí)現(xiàn)向彼此的轉(zhuǎn)化?如果沒有,正好是我們的課題;如果有,我們?cè)俨殚喪欠裼腥藢⑦@兩個(gè)對(duì)立面各自的規(guī)律用一個(gè)總的規(guī)律概括起來了。以上是對(duì)電學(xué)專業(yè)論文選題的一些哲學(xué)思考。當(dāng)然,還有許多的哲學(xué)規(guī)律同樣出現(xiàn)在本門學(xué)科中,有待于我們?cè)趯?shí)踐中進(jìn)一步感知領(lǐng)悟,并指導(dǎo)實(shí)踐。?
參考文獻(xiàn)?
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