自然辩证法在电气工程中的应用

1、g t I g t I h a it a u n i v fi h s n v r2013-2014学年第二学期自然辩证法概论期末课程论文自然辩证法在电气工程中的应用以电气工程的发展历程及前景为例姓 名: 学 号: 任课教师： 上课地点：完成时间:2014年4月7日摘要科学家进行具体科学的研究都是在某种世界观的方法论的指导下进行的，缺乏正确的世界观和方法论的指导，科学研究就会失去正确的方向。电气工程是研 究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术， 是以电工科学中的理论和方法为基 础而形成的工程技术。自然辩证法是自然界发展和科学技术发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展

2、中的作用。自然辩证法的思想和方法论不仅的电气工程发现和发明中得到了广泛应用，而且渗透到了电气工程实践，对电气工程的发展起到了无形的推动作用。 本文通过对电气工程学科 技术的发展历程及前景进行分析和阐述， 找到自然辩证法在其中的一些应用，以 引起电气工程从业者对自然辩证法的重视，并给出一些电气工程技术教学的方 法。关键词：电气工程；自然辩证法；科学认识论；科学假说；电力系统目录 TOC o 1-5 h z 引 言 1一、自然辩证法简述 错 误! 未定义书签。 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 二、电气工程的发展历程及前景 2 HYPERLINK l

3、 bookmark8 o Current Document （ 一） 电气工程技术发展分析 2（二）电气工程学科发展分析 错误! 未定义书签。（三）电气工程发展前景 错误! 未定义书签。三、自然辨证法在电气工程中的应用举例及分析 错误! 未定义书签。（ 一 ） 科学认识论与电生磁、磁生电 错 误! 未定义书签。（二） 科学假说与麦克斯韦方程组 错误! 未定义书签。（ 三） 技术预测与电力系统负荷预测 5（四）工程过程论与电力系统规划 错误! 未定义书签。（ 五 ） 技术创新发展与电力新能源 错 误! 未定义书签。结论与建议 错误! 未定义书签。参考文献 9引言科学技术工作者经常会对哲学不屑一顾

4、，他们会认为哲学无非是一些抽象的 空谈，并不具有多大的科学价值，与他们所从事的具体研究并无多少直接联系。 这种思想对科技工作者是十分有害的。顶尖的科学家都会意识到他们取得成功的 原因往往并不是那些具体专业中的直接性材料，而是对这些材料进行处理的方 法。爱因斯坦曾经说过：“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的表达式中对知 识的追求，那么显然，哲学就可以被认为是全部科学研究之母。”哲学为具体科学提供世界观和方法论的指导，科学家进行具体科学的研究都是在某种世界观的 方法论的指导下进行的，缺乏正确的世界观和方法论的指导，科学研究就会失去 正确的方向，甚至陷入混乱和失败。电气工程是研究电磁领域的客观规律及

5、其应用的科学技术，是以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。根据电气工程学科的发展现状，可将其 分为相对独立的五个分学科：电机与电器、电力电子与电力传动、电力系统及其 自动化、高电压与绝缘技术、电工理论与新技术。电气工程学科除具有其各分支 学科的专业理论外，还具有本学科的共性基础理论（电路理论、电磁场理论、电 磁计量理论等），它与基础科学（物理、数学等）中的相应分支具有密切的联系， 但有具有明显的差别。因为基础科学的主要任务是认识客观世界的本质及其在的 规律，而技术科学的目的则在于改造客观世界以达到人们的预定要求。所以，电气工程的基础理论所研究的对象是经过人类加工改造后出现的新现象，而

6、不是自然界固有的现象；另外，不能只限于对现象的分析，还应包括实现所需现象的综 合技术以及为此所需的代价，从而使其实现的方法和途径也占有很重要的地位。本文通过对电气工程学科技术的发展历程及前景进行分析和阐述，找到自然辩证法在其中的一些应用，以期引起电气工程技术从业者对自然辩证法及哲学的 指导作用的重视，并给出一些高校电气工程教学的方法。一、自然辩证法简述自然辩证法是马克思主义的重要组成部分， 其研究对象是自然界发展和科学 技术发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展 中的作用。自然界生存和演化的一般规律是自然辩证法的根本研究对象；科学技术活动和发展的一般规律，是自然辩证

7、法的基本研究对象；科学技术在社会发展 中的作用，是当代自然辩证法的主要研究对象。自然辩证法具有哲学性质，但又不局限于哲学。它主要研究自然界和科学技 术发展中较为普遍的一般规律，具有哲学特点；它既不同于自然科学和技术的各 门具体科学， 也不同于对整个世界作更高度概括的一般哲学原理。 自然辨证法是 整个马克思主义的重要组成部分， 涉及马克思主义哲学、 政治经济学和科学社会 主义三大组成。 它坚持用辩证唯物主义和历史唯物主义的基本观点， 探讨自然观 和认识论、方法论问题，也进一步探讨科学技术与自然、经济、社会的互动发展 规律，形成相应的价值论和历史论。自然辩证法与西方科学技术哲学都以科学技术为基本研

8、究对象， 但二者有原 则性区别。（1）前者把自然观作为理论基础和根本对象， 后者则把自然观放在自 然哲学、科学实在论或本体论中了； （2）前者从活动及成果等多方面考察科学技 术，后者着重从成果上考察；（3）前者从历史唯物主义观点看待科技与社会关系， 后者多将局限于从资本主义制度下考察。自然辩证法的研究方法是广泛而多样的， 它涉及和应用各种自然科学、 技术 科学、社会科学、 思维科学中的许多方法以及哲学等人文学科的研究方法， 它们 共同体现出一些基本的思想方法特征：第一，坚持辩证唯物主义和历史唯物主义的基本思想方法。 辩证唯物主义和 历史唯物主义是马克思主义哲学的基本思想， 是整个马克思主义的理

9、论基础。 作 为马克思主义重要组成部分的自然辩证法， 必然要以这些思想方法作基点， 来研 究各种理论与现实问题。第二，以科学技术活动实践为基础。 对自然界的认识和改造离不开科学技术。 研究和掌握自然辩证法， 必须把握科学技术的历史发展， 结合科学技术的最新成 就，来深化和发展自然辩证法。第三，吸收人类思想文明成果。 自然辩证法是具有哲学性质的交叉学科。 哲 学思想的成就及各门社会科学的理论方法上的成果， 都可丰富和深化自然辩证法 的研究。应当充分自由地借鉴不同理论和观点的学术前沿思想。第四，紧密联系社会生活实际。 理论联系实际是马克思主义的精神气质， 也 是中国自然辩证法研究的一大基本特色。

10、结合当代国际国社会历史进程的重大现 实问题和热点问题， 进行深入的实际分析和深刻的理论探讨， 是当代自然辩证法 研究主要特征。二、电气工程的发展历程及前景（一）电气工程技术发展分析100 多年前，电能的发明利用， 开创了人类文明的新纪元引发第二次产业革 命，使人类金融了电气时代。创造了电力、电气装备、汽车、石油化工等一大批 新兴产业， 同时大幅提升了机械、 冶金等产业的发展水平， 工业文明成为世界发 展的主流。电气化被美国工程院评为 20世纪 20项最伟大的工程技术成就之首。 电力工业是国民经济中重要的基础产业与支柱产业，是国民经济的先行官。 在全球经济高速发展的今天， 能源安全、 能源与环境

11、问题已上升到世界各国国家 战略的高度， 电气工程学科在保证国家能源安全、促进节能减排、推进可持续 发展等战略层面而必须将继续发挥不可替代的重要作用。随着工业化和信息化进程的推进和高新技术的不断应用， 许多专业需要的电 气知识越来越多， 理工科院校几乎所有的非电类专业都开始电工学等课程， 电气 化、自动化、数字化、智能化的生产流程、工作模式及基础装备是各行各业必然 的选择。电气工程经过一个多世纪的持续高速发展， 已成长壮大为重要的技术科学与 工程领域， 当代高新技术都与电能密切相关， 从探索物质的粒子加速器到发射宇 宙飞船和卫星，从研究微型电机、 机器人到可作为未来能源技术的受控核聚变装 置，

12、都需要电气科学与技术的制裁。电气工程技术广泛用于国民经济、国防建 设、科学实验、 日常生活的方方面面， 其水平已成为衡量一个国家现代化程度的 重要标志。近几十年来，电气学科与信息科学、生命科学、物理学、材料科学、化学、 环境科学、军事科学等学科领域存在广泛的交叉，形成了诸多新的学科生长点。 学科交叉和相互渗透是电器科学保持长期生命力的重要因素。（二）电气工程学科发展分析电气工程学科大约起始于 19 世纪中、后期，经历了一个半世纪的发展，已 壮大成为有众多分支学科的重要技术科学领域。 19 世纪上半夜，安培发现电流 的磁效应、法拉第发现电磁感应定律。 19 世纪下半叶，麦克斯韦的电磁理论为 电气

13、工程奠定了理论基础。电气工程是理工科院校历史最悠久的专业之一， 1878 年英国帝国理工学院 率先设立了电气工程原因。 19 世纪末到 20 世纪初，西方国家的大学陆续设置 了电气工程专业。最初的专业学习都是从研究电能的产生、传输和利用开始的， 而电报作为通信的主要形式，在电气工程专业高等教育中也占有一席之地。电气工程学科具有很强的学科交叉和派生能力， 如今的通信工程专业、 电子 信息工程专业、 自动化专业、计算机科学与技术专业乃至生物医学工程专业都是 从电气工程专业派生或再派生而形成， 这些专业统称为电子与信息类专业， 而它 们和电气工程专业一起又被称为电类专业。自 20 世纪中叶以来， 欧

14、美传统的以电力工程为主的电气工程专业已发生 了很大的变化， 电子技术和计算机技术等新兴技术逐渐占据了 “电气工程” 专业 的核心地位， 而传统的电力工程办事电气时代的高速发展渐趋成熟， 只是众多的 研究方向之一。 从近年来世纪各地赴美留学生所青睐的热门专业来看， 美国一些 著名高效的电气工程系的主要专业方向是通信与网络、 信号处理、电子集成电路、 计算机工程与科学、图像处理、系统控制、光学与光子学、电力技术、等离子体 物理学、电磁学、微 / 纳米系统、固体材料与设备及生物医学工程等，其学科交 叉和融合程度日益提高。我国的电气工程始于 1908 年上洋公学的电机电工学科，就是交大的前身， 距今也

15、有 100 多年的历史了。 1917 年该校的电机专科设立了电讯门，即我国最 早的无线电专业，如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。 1932 年，清华大学设置了电机系。建国后，我国建立了一大批以工科为主的多 科性大学，其多设立了电机工程系。 1977 年以后，大部分高校的“电机工程系” 陆续更名为“电气工程系” ，近几年来，部分高校又把“电气工程系”发展成为 “电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同，但涵有很大区别，我 国大学一般都是强弱电分开，即电气类与电信类分设在不同的学院。（三）电气技术发展前景电气技术的未来发展前景是非常广阔的， 其影响着电力工业及其相关电力行 业发展，可以说电气技术的应用发展， 是国家经济建设的重要环节。 电气技术的 发展，也推动了可再生能源技术的深化应用， 满足了国家经济的健康可持续发展， 实现了对风电技术、 光伏技术及其氢能的有效应用， 这符合未来电气工程的发展 需要，满足低碳经济的发展需要。 特别是氢能技术的应用， 氢能有其他能源无与 伦比的优势， 其反应后的生成物为水和氮化氢， 对环境没有污染。 地球上的海水 所含的氢用来发电就够人类用数亿年。 单位重量的发热量叫热值， 氢的热值是汽 油的 3 倍，煤炭的 4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源， 但目前 还处在实验室阶段，距工业应用还有一段距