自然科學中的馬克思主義哲學

自然科學中的馬克思主義哲學概念馬克思主義哲學是關于自然、社會和思維發(fā)展一般規(guī)律的科學，是唯物論和辯證法的統一、唯物論自然觀和歷史觀的統一。它是一個相對真理。它是在繼承和發(fā)展了德國的古典哲學、英國的古典政治經濟學、英國、法國的空想社會主義下形成的馬克思主義的三個組成部分之一。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，實踐概念是它的基礎。自然科學是研究無機自然界和包括人的生物屬性在內的有機自然界的各門科學的總稱。認識的對象是整個自然界，即自然界物質的各種類型、狀態(tài)、屬性及運動形式。認識的任務在于揭示自然界發(fā)生的現象以及自然現象發(fā)生過程的實質，進而把握這些現象和過程的規(guī)律性，以便解讀它們，并預見新的現象和過程，為在社會實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。主要包括數學（也有人說它是思維科學）、物理、化學、生物聯系自然科學理論中的基本概念與基本假設都包含著深刻的哲學世界觀和方法論的普遍性特征。哲學的發(fā)展離不開自然科學理論所提供的基本素材和養(yǎng)分,而自然科學工作者的科學研究又離不開哲學世界觀和方法論的指導。哲學和自然科學在哲學世界觀和方法論的基點上緊密聯系起來了。關于哲學,每一個現代科學家,特別是每一個理論物理學家,都深刻意識到自己的工作是同哲學思維錯綜地交織在一起的,要是對哲學文獻沒有充分的知識,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家，量子力學奠基人之一。）馬克思基本原理在自然科學中的應用（以化學為例）化學變化——物質是運動的化學研究的是物質的變化,不是憑空想象中的變化。而物質的變化是永恒的、絕對的,物質世界會永遠按照其本身固有的規(guī)律運動、變化、發(fā)展,這也是唯物論的根本出發(fā)點和根本觀點。物質與運動永不可分,這正如電子永無休止地在原子核附近做高速運動。物質的根本屬性是運動,原子核外電子的轉移、分子的運動、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?；瘜W規(guī)律——普遍性和特殊性人們在化學研究中總結了很多的規(guī)律,但這又不是絕對的,元素周期表就充分反映了這一點。例如,元素原子核外電子的排部按照規(guī)律應該是4f在3d軌道之后,即電子先占滿3d軌道,再占據4f軌道,但是由于鉆穿效應和屏蔽效應,事實情況卻與此相反。再如,在一個周期的元素當中,原子的半徑隨著原子序數的增加而減小,但是在鑭系,卻出現了鑭系收縮現象,鑭系元素的性質相差不大。從以上可以看出,化學中存在著很多規(guī)律性的認識,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,兩者是相互聯系的。鮑林（1901.2.28—1994.8.19）是著名的量子化學家，是雜化理論和共振論的創(chuàng)建人,也是化學結構理論和鍵參數的開創(chuàng)者。曾兩次榮獲諾貝爾獎。鮑林認為,事物都是互相聯系的,一個人的知識構架不能單薄,所以他雖然是化學家,但是他比一般的化學家掌握了較多的數學和物理學知識,他從玻爾、薛定諤、布拉格等物理學家那里了解到物理學理論和實驗的最新進展。1927年,他在對《離子的大小和離子晶體的結構》研究中,根據薛定諤方程導出原子結構模型,計算了多電子原子和離子的電子屏蔽常數,然后通過對離子間相互作用力和離子大小的關系的討論中得出離子半徑,再將這種計算值和實驗數據進行分析比較,經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的基本原理與化學實驗結合起來了。主副反應共存——主次矛盾的關系化學反應中,特別是有機反應中,當一個主反應進行的時候,無法避免一些復雜的副反應的發(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教授,他以其開創(chuàng)的“前線軌道理論”為基礎在化學反應領域研究中所取得的成就而榮獲了1981年的諾貝爾化學獎。1951年,他首次通過前線軌道理論指出,決定芳香環(huán)上不同位置的反應活性是前線軌道上的電子密度值,而不是總電子密度,實際上是找到了事物的主要矛盾而成功地解決了不飽和碳氫化合物的反應性能的本質問題。前線分子軌道(FMO)包括最高占據軌道(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)生化學反應的難易和反應進行的方式。福井謙一成功的主要因素就是善于分析化學反應中的主要矛盾,并堅持走一條從實踐到理論,再到實踐的路線,實踐是檢驗真理的唯一標準。酸堿質子論——對立與統一

酸+堿≒共軛堿+共軛酸酸給出質子后變?yōu)楣曹棄A,堿得到質子后變?yōu)楣曹椝?堿中有酸,酸中有堿,相互依賴,對立統一化學反應——質變與量變在物質的化學運動中,量變與質變既相互區(qū)別又相互滲透、相互轉化。量變積累到一定程度就會引起質變,沒有量變就沒有質變。蛋白質、橡膠、纖維素等高分子化合物之所以具有一般有機化合物所沒有的特殊性質,首先在于它們的分子量特別大,并由許多重復的結構單位組成長鏈大分子。一般有機物的分子量在500以下,而高分子物質沒有確切的分子量,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到上百萬,這樣大的分子量導致其化學性質起了突變,產生異常的彈性性能、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化成金剛石,其質發(fā)生了根本的變化,所以金剛石的密度、硬度、熔點、導電率、標準生成熱等熱力學量規(guī)定值以及許多內部的結構量,都與石墨差別很大。不僅量變會引起質變,質變也會引起新的量變。

化學這門學科得以生存和發(fā)展的源泉就是實驗。拉瓦錫是通過實驗發(fā)現了燃燒的氧化本質,從而推翻了燃素說。維勒由于在實驗中偶然實現了尿素的人工合成，從而打破了無機和有機的界限?！敖瘜W之父”道爾頓在長期從事氣象觀測和氣體實驗的基礎上，創(chuàng)立了近代原子論，居里夫婦經歷過無數次失敗終于從瀝青鈾礦中首次制得放射性元素擂和釙，這些都是刻苦實驗的結果?；瘜W實驗——實踐認識世界、改造世界安托萬－洛朗·拉瓦錫化學平衡——運動是永恒的在一定條件下,許多化學反應都不能進行到底,即反應到一定的程度就“進行不下去”了,達到了終點。此時反應物生成產物的速度與產物生成反應物的速度相等,達到一個動態(tài)平衡,該平衡我們稱之為化學平衡。此時，各組分濃度恒定不變可看作是一種靜態(tài)。但反應并沒有停止,