循环中发展  

                

                   汪小波

      自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法和理论，是对各门具体自然科学的共性的进一步抽象，而具体科学则对世界的某个局部作出本质的解释。自然辩证法是指导进行科学研究的强大理论武器。人类对物质世界的认识进入到“哲学-科学-哲学”循环中，

       一、人类对物质世界的认识经历了从哲学到科学发展的历程。

       古希腊的“原性论”哲学认为，世界的本原归结为四种基本性质(冷热干湿)，两两结合成四种基本元素(土水气火)，四种元素再按不比例结合成世界万物。当留基伯和德谟克利特提出哲学上的原子概念时，则是科学发展史上的一次重大创新。在实验基础上，英国科学家道尔顿才提出了科学的原子概念。

      1900年以前的物理学属于经典物理学。此时的物理学家认为，物理学已建立起了完备的理论体系，未来的人们只需要在对物理量测量上作小数点上更精确的修正。然而，经典物理对以下问题还无法作出解决（问题永远是推动科学向前发展的动力）。①黑体辐射：实验物理学家将发射出来的辐射能量密度按波长画出分布曲线，理论物理学家给予理论上的解释。1896年维恩从热力学出发给出的半经验公式在短波部分吻合(获诺贝尔奖)，而瑞利.金斯根据经典电动力学和统计物理学得出的公式在长波部分吻合。②光电效应: 按光的电磁理论，光的能量与光的强度有关，与光的频率无关。而实验表明，电子要逃离金属表面，只要低于某个频率值，不能光的强度多大，照射时间多长，都没有光电子产生。光电子的产生只与光的频率有关，光的强度只影响光电子数。③氢光谱: 是能量量子化的实验体现，瑞士中学教师巴尔麦给出了氢光谱的谱线波长的计算公式。④原子稳定性: 卢瑟福原子模型存在不足，经典物理告诉我们，当电子围绕核作加速运动时要不断向外辐射电磁波而导致电子落到原子核。同时电子辐射出来的能量是连续分布的，与分立的谱线不符。   

      1900年普朗克提出量子概念，玻尔对波粒二象性的研究、波恩的概率解释、海森堡的不确定性构成了量子力学哥本哈根学派。凡是涉及普朗克常数都与量子有关。

      科学慨念随着人们认识的深化，其内涵不断丰富，外延不断扩展，从阿仑尼乌斯电离理论，到酸碱溶剂理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论，酸碱正负离子理论几乎涵盖了全部化学反应。人的认识也往往由静态向动态发展。20世纪初，爱因斯坦将狭义相对论推广到广义相对论后，从场方程获得了一个静态宇宙模型，而红移现象表明星系都在快速离地球而去，获得一个膨胀宇宙模型，时间上逆推而推知138.2亿年前，宇宙从一个奇点爆炸而形成。

       科学研究中可用不同的数学方法讨论同一对象，如海森堡的矩阵力学与薛定谔的波动方程，最后被证明是等价的。不同的问题可用相似的数学手段描述，如杂化轨道理论是同一原子能量相近的原子轨道的线性组合，分子轨道是同一分子中不同原子能量相近原子轨道的线性组合，而共振论则同一个分子的所有路易斯结构的线性组合。由于解偏微分方程十分困难，出现了一些数学上便于处理的化学理论:价键理论(ⅤB法)、分子轨道理论(M0法)、休克尔分子轨道理论（HMO）等。简洁的E＝mC2，深刻反映了能量和质量的关系。

       在现代科学研究中，矛盾的次要方面可转化为矛盾的主要方面。如分子间作用力（如氢键）已在超分子化学领域大显身手。氢键是不同于化学键的特殊作用力。中国化学家首次在实验控制条件下拍摄到了氢键和水分子的真实照片。氢键不仅在化学中有众多方面的应用，在生命科学中也随处可见它的应用，正是因为氢键，使得常温下水呈液态，以及冰的密度小于液态水。没有氢键便没有生命。鲍林利用氢键理论提出了蛋白质二级结构中的α-螺旋和β-折叠结构。

      科学研究成果是一种相对真理，否则科学的发展就停止了。经典物理与近代物理有着截然不同的认识论模式，经典物理的基本原理直接源于实验(或思想实验)，而近代物理中的量子力学和广义相对论则是对建构的数学模型(偏微分方程)进行求解，其结果一旦被实验证实，便证明其数学模型的正确。近几十年来，人们一次次对量子力学原理提出质疑，但又不断证明其正确性，引力波的证实，再一次证明广义相对论的正确性。可见量子力学和广义相对论的正确性，必须要不断被证实，具有相对真理的特征。受20世纪初希尔伯特数学公理化思想的影响，量子力学和相对论有明显的公理化特征。把相对真理绝对化，必然抑制创新。

      20世纪初的“惰性气体稳定结构”，被青年化学家巴特利特在1962年打破，在世界上首次合成稀有气体化合物，已合成出了氩、氪、氙、氡的化合物。科学家超凡的智慧制备出不可能存在的钠负离子化合物和电子盐。

       二、21世纪物理学要获得重大突破，必将目光投向宇宙空间，运用爱因斯坦的思想实验法对宇宙进行研究。科学家提出了描述夸克的数学模型超弦理论，浩翰无垠的宇宙是由粒子构成，该理论认为整个宇宙就是许多弦演奏出来的美妙音乐所组成，但还不能用实验来验证。自然界乃至整个宇宙，都是按照不依人的意志为转移的某种规律有序的运动变化着，数学是描述这种规律的语言。氢弹、原子弹爆炸实现了质量向能量的转化，但除宇宙大爆炸外，目前尚未发现能量转化为质量的事件。霍金提出真空中的粒子反粒子对，带负能量的反粒子落到黑洞中，相当于带正能量的粒子从黑洞中产生出来。有人认为物质的这种产生方式是宇宙加速膨胀的物质来源。上述数学结果和描述目前还无法通过实验加以验证。科学又重新回到哲学层面。汪小波，四川省夹江中学退休教师，四川省特级教师。曾任多届夹江县政协常委、夹江中学教科室主任。曾获乐山市优秀人才、乐山市优秀教师、夹江县首届名教师等称号。发表论文论著80多篇（部），有多个教育科研课题获省市成果。赵文碧，四川省青神县河坝子人，三苏文学社社长、主编，擅长写散文与地方传说，代表作品有《火烧玉蟾寺》、《丞相敬师》等，作品常见于《三苏文学》微信公众号、江山文学网、都市头条、金榜头条、美篇、百度等。三苏文学将在每年年底评选当年三苏文学的优秀作者，按投稿量、浏览量、评论数、获精次数、上红榜各占25％，前三名将获得精美荣誉证书及至尊奖杯，并同时在《三苏文学》微信公众号、都市头条、金榜头条、今日头条、百度等平台广泛颁布彰显荣耀，到时可以做现场颁奖活动。欢迎文学老师们踊跃参加、积极支持、互相转告。