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)

　　收稿日期：2006-09-08? 　　作者簡(jiǎn)介：伍愛(ài)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(lèi)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(lèi)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(guò)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(kāi)闊我們?cè)谄渌�領(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(chēng)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(shuō)，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(shuō)，目前的人類(lèi)知識(shí)還不足以使此問(wèn)題得以解決，或者是本人的知識(shí)水平還不能與所選問(wèn)題相匹配，那么，最終的結(jié)果將一事無(wú)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(shuō)，選擇人人都會(huì)解決的問(wèn)題，那么，就不可能出現(xiàn)學(xué)術(shù)上的創(chuàng)新，也就沒(méi)有學(xué)術(shù)成果。因此，在科學(xué)研究領(lǐng)域中，一般來(lái)說(shuō)，選題難度最好適中，也就是說(shuō)，最好選別人還沒(méi)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(méi)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(lái)。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(qián)學(xué)森先生在《科學(xué)家論方法》的序言中，說(shuō)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(shū)，但問(wèn)題在于你會(huì)不會(huì)將書(shū)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(wèn)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(wèn)還沒(méi)有形成一門(mén)科學(xué)，只能意會(huì)，不可言傳。由此可見(jiàn)，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(guò)，低頻信號(hào)截止的電路，稱(chēng)高通濾波器；還有一種讓低頻信號(hào)通過(guò)，高頻信號(hào)截止的電路，稱(chēng)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(chēng)為濾波器。也就是說(shuō)，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(lèi)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(lèi)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(lái)互相獨(dú)立的兩門(mén)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(méi)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(lái)，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(chēng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其規(guī)律稱(chēng)電磁感應(yīng)定律，這樣電場(chǎng)和磁場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)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(lái)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(guò)電介質(zhì)的原因，麥克斯韋根據(jù)事物對(duì)稱(chēng)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(jiàn)但通過(guò)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(guò)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(wú)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(lái)。也就是說(shuō)，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(guò)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(méi)有統(tǒng)一起來(lái)，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(lái)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(ài)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(méi)有達(dá)到這樣一個(gè)層次，所以直到今天，仍然沒(méi)有取得成功�？梢�(jiàn)，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(chēng)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(chēng)或接近對(duì)稱(chēng)。雪花不僅外觀美麗，而且結(jié)構(gòu)也絕對(duì)的對(duì)稱(chēng)。在顯微鏡照片中，美麗的雪花呈六角形對(duì)稱(chēng)，每一個(gè)角又分出另外兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的圖案。原子的電子圖也驚人美麗地對(duì)稱(chēng)。人體結(jié)構(gòu)本身也是對(duì)稱(chēng)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(chēng)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(guò)來(lái)，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(chēng)。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(chēng)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(chēng)。他利用這一對(duì)稱(chēng)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(chēng)，正是這4個(gè)對(duì)稱(chēng)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(wú)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(chēng)性，一定存在著與節(jié)點(diǎn)法相對(duì)稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(shuō)，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(wú)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(chēng)的美，那么，一般來(lái)說(shuō)，你就是正確的。九大行星與太陽(yáng)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(lái)表達(dá)：r=0.4+0.3×2n，r為行星到太陽(yáng)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(guò)程是一個(gè)待解的謎，科學(xué)家已察覺(jué)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(guò)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(méi)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(méi)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(lái)了。以上是對(duì)電學(xué)專(zhuān)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(mén)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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