自然科学中的辩证法

从化学前沿发展浅谈其中辩证法原理摘要：从化学科学最新成果量子化学、纳米科技的萌芽、形成及发展揭示其蕴含的世界普遍联系和永恒发展的内在统一、质量互交、否定之否定等规律，探讨科学与哲学的关系，阐述自然辩证法对科学的巨大影响力．关键词：辩证法思想：化学最新成果；规律性恩格斯说：“辩证法的规律是自然界的实在的发展规律,因而对于理论自然科学也是有效的。”[1]19世纪以来，自然科学有了一系列重大发现，其中，能量转化、细胞学说和进化论，被恩格斯称之为彻底动摇了形而上学自然观的三大发现。这一切都从不同方面揭示了自然界的历史发展和普遍联系，充分展示了整个自然科学从经验到理论、从分析到综合的发展过程[2]。从近代自然科学的发展，可以看到，归纳和演绎、分析和综合的辩证关系、辩证判断的分类、假说在科学发现中的重要作用，今天，随着科技发展，自然科学成果日新月异，以惊人的速度递增，但也应看到，世界范围内一些成果的发现和发明还可以提前五年、十年，甚至几十年、上百年，为什么现状如此呢？有必要在哲学高度上针对成果进行深入探究，这里仅以化学科学部分最新成果为例研究其蕴立的辩证法思想．1世界的发展与联系从化学发展的前沿成果-量子化学的发展历程来看，量子化学是理论化学的一个分支学科，1927年海特勒和伦敦用量子力学基本原理讨论氢分子结构问题，并且利用相当近似的计算方法，算出其结合能。由此，使人们认识到可以用量子力学原理讨论分子结构问题，从而逐渐形成了量子化学这一分支学科。量子化学发展第一个阶段[3]是1927年到20世纪50年代末，为创建时期。其主要标志是三种化学键理论的建立和发展，分子间相互作用的量子化学研究。在三种化学键理论中，价键理论是由鲍林在海特勒和伦敦的氢分子结构工作的基础上发展而成，其图象与经典原子价理论接近，为化学家所普遍接受。第二个阶段是20世纪60年代以后。主要标志是量子化学计算方法的研究，其中严格计算的从头算方法、半经验计算的全略微分重叠和间略微分重叠等方法的出现，扩大了量子化学的应用范围，提高了计算精度。进入新世纪以来，计算量子化学的发展，使定量的计算扩大到原子数较多的分子，并加速了量子化学向其他学科的渗透。通过对量子化学发展的描述，不难看出，这门学科中的物质联系和发展的规律。1.1物质世界的普遍联系和永恒发展是内在统一的首先，人们对原子的认识经历了两千多年前德谟克利特提出的原子概念，之后的道尔顿的实球模型，到卢瑟福的枣糕模型等一系列漫长且不断深化的过程，再到现在的电子云模型，利用计算化学精确计算分子内部化学键、势能等参数，提出了许多假说，经历了许多波折和不正确的认识，而且现在还在不断地修正和精确，说明了物质的永恒发展，认识的不断发展过程。其次，正如当代各类学科的高度交叉一样，量子化学也不断地向其他学科渗透，如应用在材料，生物大分子等领域。同时也不断接受其他学科的影响，因为其本身就是由物理中量子力学发展到一定程度而应用于化学之中，并且由于新世纪计算领域的飞速发展将量子化学推向新的高度。可以认为，物质世界的普遍联系是运动发展的终极原因，由于普遍联系形成相互作用，引起了世界的运动变化．另一方面，由于运动发展才能产生新事物、新联系．所以，自然科学的发展变化规律和世界的其他事物一样，都是普遍联系和永恒发展的内在统一体，我们要学会运用普遍联系和永恒发展的思维观点，处理科学研究中的一些问题，从而获得更多的发现、发明和创造。1.2对立统一规律的存在唯物辩证法认为，事物都固有的矛盾性既有同性又有斗争性，既是事物普遍联系的根本内容，也是事物变化发展的根本动力。斗争性是指矛盾双方的互相排斥、互相反对的性质，如正电荷和负电荷，阳离子和阴离子，氧化反应和还原反应等之间的互相排斥的关系，是对立的形式各不相同而己。同一性是指矛盾双方相互依赖的性质，如溶液液呈电中性，是因为溶液中正电荷于负电荷等量抵消了，我们不能得到纯粹的阳离子或者阴离子溶液一样。1.3否定之否定无论是枣糕模型，还是波尔模型，或者现在的电子云模型，都属于假说的一种，具有时代的局限性，属于相对真理，对原子结构认识的不断深化，朝着绝对真理不断接近的过程都在经历着否定之否定的三个阶段：第一，肯定时期的发展过程：揭示出它的特点是从本质和形式的统一到分离；第二，否定时期的发展过程：揭示出它的特点是从形式上的肯定到彻底否定；第三，二次肯定：展示出科学辩证法的特色，通过实例把握规律的本质，从而使这一规律建立在坚实的唯物主义基础上。任何事物的内部都包含着肯定和否定的两个方面、两种因素．肯定方面是事物之维持其存在的方面，也即维持这种理论在该阶段的存在；否定方面是事物中促使灭亡的因素，亦即该理论被更先进的理论替代。肯定和否定的关系是对立统一的辩证关系．肯定和否定既相互对立又相互包容，通过两次否定可以达到新的肯定，达到对原子认识的新高度。2关于质量互变规律的思考辩证的自然现认为，任何事物的存在都是以一定的量为前提，量是指物质的某一属性的量，是指事物存在与发展的规模、速度等的可用数量多少来表示的规定性．事物的质就是一事物区别于它事物的内在的规定性，每一事物都有自己特定的质，即特定的事物存在本身．质量互变规律是唯物辩证法的基本规律之一。正如量子化学中对原子结构的认识，从物质的量变和质变规律来考虑，只有前期材料收集，现象总结、科学技术（如透射电镜，扫描电镜等）和理论基础达到一定量的积累，达到临界点超出了度，才产生质变，使人们从宏观认识跃变至微观原子结构的认识。此外，21世纪的明星技术—纳米新科技[4]，目前正处在基础研究阶段，是物理、化学、生物、材料、电子等多种学科交叉汇合点，就纳米化学而言，正处在蓬勃发展时期，探究这一分支的形成过程，不禁引起了深深的思考。早在1861年，随着肢体化学的建立，科学家已经开始了对于直径1—100nm的粒子体系即所谓肢体的研究直到1990年7月国际第一届纳米科学技术学术会议，才把纳米材料科学作为材料科学的一个分支公布于世。现在人们关注纳米尺度颗粒、原子团、纳米管，量子点，量子线，纳米组装等，形成了世界性的“纳米热”，而当时化学家没有提出纳米的概念,致使纳米时代姗姗来迟,推后了一百多年！如果以辩证法原理为指导,考虑到“纳米”是一个尺度的度量。微粒直径的量变,达到一定的程度,必然引起质变,带来相关物理及化学性能上的变化,则人们自然会去思考纳米体系,应该与宏观、微观体系有所不同,即所谓介观领域应具有的自身特性—奇异的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应等。因此,自然科学应该以哲学为指导,自然科学家应该对哲学有较深的领会和研究,以指导自己的科学研究,把握时机,及时发现规律[5]。总之,化学学科中蕴含着辩证法思想,辩证法的规律贯穿于整个自然科学中，我们只有在科学研究中运用辩证的思维方式,才能达到理论创新。只有自觉坚持以辩证唯物主义哲学观、自然观为指导才能在科研活动中有所作为。同时只有自然科学的进步和变革才会丰富、发展和深化辩证法理论。参考文献[1]傅德本.论自然辩证法及其发展[J].自然辩证法研究.2002(1).[2]曹藻华,于光远,编译.恩格斯.自然辩证法[M].人民出版社．1971.[3]唐敖庆，杨忠志，李前树．量子化学[M]．北京：科学出版社.1982．[4]黄德欢.纳米技术与应用[J].中国纺织大学出版社.2001.[5]余远富.自然辩证法的研究与创新精神的培养[J].南京农业大学学报(社会科学版).2003(3).