关于自然科学科研论文选题的哲学思考_小学生自然科学小常识

　　收稿日期：2006-09-08? 　　作者简介：伍爱莲（1945－），女，湖南湘潭人，武汉科技大学中南分校信息工程学院教授；张丽（1980－），女，安徽太湖人，武汉科技大学中南分校信息工程学院教师，硕士。?
　　(武汉科技大学中南分校 信息工程学院，湖北 武汉 430223)?
　　
　　摘要：哲学是系统化理论化的世界观，是自然知识、社会知识和思维知识的概括和总结，是世界观和方法论的统一。电学是物理学的重要分支，物理学是自然知识的重要分支，它不仅对物质文明的进步，及人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可缺少的影响。在物理学知识的内容及其发展过程中，我们可以从中发现许多哲学的规律。本文以电学知识为例，分析其中出现的哲学规律，这些哲学规律的自然应用不仅对我们电学科研选题起到一定的引导作用，而且也会开阔我们在其它领域中的思维视野。?
　　关键词：辩证思维；对立性；统一性；对称性??
　　
　　对每一个从事理论研究的科研工作者，是否有一番成就，主要体现在他发表论文的质量和数量上。要发表论文，首先，要进行选题，选题就是选择研究方向。在科学研究中，选题的提出和确定，具有十分重要的意义。可以这样说，一个好的选题的确定，等于你成功了一半。所选之题，有时是一条能走得通的路，这是幸运的。然而，有时会是一条走不通的路。例如：选题太难，也就是说，目前的人类知识还不足以使此问题得以解决，或者是本人的知识水平还不能与所选问题相匹配，那么，最终的结果将一事无成，徒劳一空，且冤枉花费了大量的时间和精力；选题太容易，也就是说，选择人人都会解决的问题，那么，就不可能出现学术上的创新，也就没有学术成果。因此，在科学研究领域中，一般来说，选题难度最好适中，也就是说，最好选别人还没有发现的新课题，而且还应是你在学术上能胜任的课题。那么，如何发现自己能胜任且别人都还没有涉足的新课题？如何预测新课题能否走得通？这就需要哲学，哲学是智慧之学，哲学能给人辩证思维的能力，辩证思维就是科学的方法,是对探索未知、获取知识的途径和程序的哲学思考，它能从现实中去审视和预测未来。另外，切身亲自从实践中去感知领悟，也是解决上述两个如何的方法之一。?
　　记得钱学森先生在《科学家论方法》的序言中，说了大意如下的话：学习科学研究方法的途径，一是有成本成章的能够讲清楚的书，但问题在于你会不会将书本上的知识，变成活生生的方法和工具；二是从实践中逐渐领悟，如何抓问题的关键，如何认识死胡同，如何从失败中总结教训迅速走上大道，如何锐敏地发现有希望的苗头等等。另外，弄清这几个“如何”不容易，因为这方面的学问还没有形成一门科学，只能意会，不可言传。由此可见，指导我们进行科学选题的二个主要依据是哲学和实践，并且两种方法的运用都不是容易的。下面主要以电学内容为例，谈谈在论文选题中哲学的应用。?
　　
　　一、事物对立性理论的应用?
　　
　　事物对立性的理论，是指在某一体系中，若存在一个正向事物，就必有与之对应的反向事物存在，且两者在一定条件下可相互转化，实现转化的条件可以不同。二者彼此对立且可相互转化的，共存一体构成某一事物，使该事物成为对立统一的整体。例如：《电路》理论，有一种让高频信号通过，低频信号截止的电路，称高通滤波器；还有一种让低频信号通过，高频信号截止的电路，称低通滤波器。高通滤波器和低通滤波器是互为对立面，且二者在一定条件下可以相互转化。对同一RC电路，当输出信号取自电容，成为低通滤波器；当输出信号取自电阻，成为高通滤波器，因此，二者并存于一个整体中，该整体称为滤波器。也就是说，从功能上讲，滤波器是由高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器三者构成。又如：《信号与系统》理论，主要内容由两大对立部份构成，一类是连续时间系统的分析，研究对象是连续信号；另一类是离散时间系统的分析，研究对象是离散信号。连续信号和离散信号是互为对立面，且二者在一定条件下可以相互转化，所以，两大对立部份构成了一个整体，即信号与系统理论。这里，离散信号由数字信号和模拟信号组成，数字信号和模拟信号互为对立面，且它们也可以相互转化，所以，数字信号分析和模拟信号分析构成了《电子学》的主要内容。又如：《电磁学》理论，它是关于电场和磁场的科学，电场用电力线表示，电力线是发散的；磁场用磁力线表示，磁力线是闭合的，电场与磁场是互为对立面，由于二者在一定条件下可以相互转化，磁场变化时会产生电场，电场变化时会产生磁场，使电磁学从原来互相独立的两门科学――电学、磁学――发展成为物理学中一个完整的分支学科、一个对立统一的整体，即电磁学。又如：物理学中的光电效应与电光效应。又如：在马克思主义哲学中，辩证思维方法是由归纳和演绎、分析和综合、抽象和具体等对立统一部分所构成。因此，据此规律，在选题中，我们不仅要了解某人的研究内容、研究方法、研究结果，还要了解与其对立的研究内容、研究方法、研究结果是否另有他人正在研究，如果没有，那么，你就此对立面作为研究对象，再根据对立面之间的共性和个性，及对立的事物可以相互转化的性质，深入研究下去，一定是能走得通的一条路。然而，在错综复杂的事物中，善于发现事物的对立面，不是一件容易的事情。?
　　
　　二、事物统一性理论的应用?
　　
　　事物统一性理论，是指某个小理论是某个大理论的特例。事物统一性理论不可怀疑地存在着。例如，《电磁场》理论的发展就体现了事物统一性理论。电磁场理论是从静电场、静磁场的规律（特殊性）发展到时变电磁场的规律（一般性）。静电场、静磁场的规律是时变电磁场的规律的特例，时变电磁场的规律是静电场、静磁场的规律的概括。静电场的规律是高斯定律，静磁场的规律是安培环路定律。后来，法拉第实验发现变化的磁场能产生电场，这一现象称电磁感应现象，其规律称电磁感应定律，这样电场和磁场联系起来了。但是，如何将静电场、静磁场的规律用总的规律统一起来呢？英国科学家麦克斯韦做出了杰出的贡献。为了解释时变电流能够通过电介质的原因，麦克斯韦根据事物对称性将安培环路定律（方程）修改后，他又将另外的3个方程――高斯定律、法拉第电磁感应定律、磁通连续性原理――与此方程放在一起，构成了电磁学上著名的伟大的方程组――麦克斯韦方程组。由此方程组，导出了时变电场和时变磁场――这两种宏观和显微镜均看不见但通过线圈可测量出的物质――是以波动的形式向前传播的结论。这一结论多年后被德国科学家赫兹通过实验证实；还导出了电磁波与光有同样的反射、透射等性质，从而，为今天无线通信技术、光通信技术奠定了坚实的理论基础。此外，更重要的是，反映时变电磁场的规律的麦克斯韦方程组将静电场、静磁场的规律统一起来。也就是说，时变电磁场的规律包括了静电场、静磁场的规律。静电场、静磁场的规律是时变电磁场的规律的特例。因此，从电磁场理论的发展过程，我们知道，在选题时，若发现有两个对立的事物还没有统一起来，我们可以尝试着去找它们之间在什么条件或方法下能实现彼此的转化，我们要找的就是这个条件或方法，而且这个条件或方法可以不同，如果对立面的转化已经有人完成，我们可以尝试着另外一种转化的方法，我们还可以尝试着找一个将两个对立面各自的规律全部包括起来的总规律，形成一个整体，从而构成学科的一个分支，这是一条走得通的路。统一理论不可怀疑地存在着，尽管它的建立是艰难的，特别是高层统一理论的建立更是不容易。爱因斯坦在晚年时，一直从事建立一个物理的统一性理论，可是由于科学的发展还没有达到这样一个层次，所以直到今天，仍然没有取得成功。可见，通向一种坚实的研究共识的路程是极其艰难的。所以，对一般的科研工作者，在选题时，只能着手于被分得较细的具体学科中，去运用事物的统一性理论。?
　　
　　三、事物对称性理论的应用?
　　
　　从自然界中看，几乎所有的自然物体都存在着对称或接近对称。雪花不仅外观美丽，而且结构也绝对的对称。在显微镜照片中，美丽的雪花呈六角形对称，每一个角又分出另外两个对称的图案。原子的电子图也惊人美丽地对称。人体结构本身也是对称的。我们感叹大自然究竟是用了什么样的魔法，几乎让所有的事物都洋溢着对称美。从哲学看，物理学研究的重大突破导致生产技术的飞跃已经是历史事实。反过来，发展技术和生产力的要求，也有力地推动物理学研究。从自然科学看，电磁场理论中伟大的麦克斯韦方程组也是惊人美丽的对称。麦克斯韦在前辈科学家得出的众多电磁场方程中想到，既然变化的磁场能产生电场，那么，变化的电场应当也能产生磁场，这不就是事物对称性的体现吗？因为 “变化的磁场产生电场”与“变化的电场产生磁场”互相对称。他利用这一对称性原理将安培环路定律（方程）修改后，再从众多的电磁场方程中取出3个方程，和此方程放在一起，构成了电磁学上著名的麦克斯韦方程组。从这4个方程构成的方程组中，我们可以发现这4个方程惊人地对称，正是这4个对称的方程导出了电磁场能传播的理论，光是电磁波的理论，为今天的无线通讯、光通信奠定了科学的理论基础。又如：《电路原理》理论中的节点法，是根据电路图列一组方程，方程组的待求量是节点电压。那么，根据事物的对称性，一定存在着与节点法相对称的另一种方法，即回路法，它也是列一组方程，但方程组的待求量是回路电流。节点电压法和回路电流法构成了电路分析的主要方法。在电路理论中，称节点―回路互为对偶，电压―电流互为对偶，由此还导出了对偶原理。因此，我们在进行选题或科学研究时，面对你正思考着的事物，要联想到它很可能存在着与它对称的另外一半，并且，它们两个构成一个整体，成为另外某个整体的一部分。因此，我们查阅大量资料后，如果发现某人研究出某一种方法，根据事物的对称性，我们应考虑是否存在着与之对偶的另一种方法。并试着在这条道路上走下去，这条路是可能走得通的。?
　　
　　四、事物存在有条件理论的应用?
　　
　　所有事物都是在一定条件下存在的，当外在条件改变时，事物会发生变化。例如：牛顿力学定律存在的条件是常规物体和宏观宇宙。在微观宇宙，牛顿力学定律就不正确。那么，在微观宇宙，遵循什么定律呢？量子力学定律。另外，牛顿力学定律是量子力学定律的特例。也就是说，量子力学定律包括了牛顿力学定律，这实际上又是事物统一性理论的体现。又如：电学中的电动系功率表是对正弦信号设计的。当电路中有大量的整流元件出现时，电网中的正弦信号发生畸变。那么，电动系功率表在这新的条件下，会如何变化呢？为此，有人推导了畸变的非正弦周期信号条件下，电动系功率表的读数。巧合地得出：无论是在正弦电路中，还是在非正弦电路中，电动系功率表准确反映负载有功功率的条件是相同的。因此，我们在选题时，要注意别人的研究内容是在什么条件下建立的，如果你将此条件改变，也就是多考虑或少考虑几个因素，看看又会有什么结果出现，如果结果具有简单、巧合、对称的美，那么，一般来说，你就是正确的。九大行星与太阳的距离存在一定的规律性，可以用这样的一个数学公式来表达：r=0.4+0.3×2n，r为行星到太阳的距离，当n按自然序数0、1、2、3、4、5、6、7顺序取值时，算出的r正好对应的是水星、金星、地球、火星、小行星、木星、天王星、冥王星的距离。这么精密的一种过程是一个待解的谜，科学家已察觉到这个宇宙似乎被极端精确地支配着。?
　　综上所述，在科研选题中，我们要带着哲学的观点，去查阅资料，确定选题。在这一过程中，要会发现别人研究内容的对立面，并了解是否有人在研究。如果没有人在研究，正好是我们的选题；如果有，我们再查阅是否有人在研究这两个对立面是怎样实现向彼此的转化？如果没有，正好是我们的课题；如果有，我们再查阅是否有人将这两个对立面各自的规律用一个总的规律概括起来了。以上是对电学专业论文选题的一些哲学思考。当然，还有许多的哲学规律同样出现在本门学科中，有待于我们在实践中进一步感知领悟，并指导实践。?
　　
　　参考文献?
　　[1]M W 瓦托夫斯基.科学思想的概念基础――科学哲学导论[M].科学出版社,1982.?
　　[2]黄麟雏.高科技时代与思维方式[M].天津科学技术出版社,2000.?
　　[3]王颖.大成功思维论[M].中国青年出版社,2001.?
　　[4]周林.科学家论方法[M].呼和浩特：内蒙古人民出版社,1984.

相关热词搜索：选题 自然科学 科研 关于自然科学科研论文选题的哲学思考 幸福的哲学思考论文 手机控的哲学思考论文