自然科学中的马克思主义哲学

自然科学中的马克思主义哲学概念马克思主义哲学是关于自然、社会和思维发展一般规律的科学，是唯物论和辩证法的统一、唯物论自然观和历史观的统一。它是一个相对真理。它是在继承和发展了德国的古典哲学、英国的古典政治经济学、英国、法国的空想社会主义下形成的马克思主义的三个组成部分之一。它的主要理论来源是辩证法和唯物论。辩证唯物主义和历史唯物主义是马克思主义的两大组成部分，实践概念是它的基础。自然科学是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界，即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象以及自然现象发生过程的实质，进而把握这些现象和过程的规律性，以便解读它们，并预见新的现象和过程，为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。主要包括数学（也有人说它是思维科学）、物理、化学、生物联系自然科学理论中的基本概念与基本假设都包含着深刻的哲学世界观和方法论的普遍性特征。哲学的发展离不开自然科学理论所提供的基本素材和养分,而自然科学工作者的科学研究又离不开哲学世界观和方法论的指导。哲学和自然科学在哲学世界观和方法论的基点上紧密联系起来了。关于哲学,每一个现代科学家,特别是每一个理论物理学家,都深刻意识到自己的工作是同哲学思维错综地交织在一起的,要是对哲学文献没有充分的知识,他们的工作就会是无效的。（马克斯·玻恩(1882～1970)，德国犹太裔理论物理学家，量子力学奠基人之一。）马克思基本原理在自然科学中的应用（以化学为例）化学变化——物质是运动的化学研究的是物质的变化,不是凭空想象中的变化。而物质的变化是永恒的、绝对的,物质世界会永远按照其本身固有的规律运动、变化、发展,这也是唯物论的根本出发点和根本观点。物质与运动永不可分,这正如电子永无休止地在原子核附近做高速运动。物质的根本属性是运动,原子核外电子的转移、分子的运动、原子核的裂变、橡胶的老化、金属制品的被腐蚀等等也充分证明了这一点。化学规律——普遍性和特殊性人们在化学研究中总结了很多的规律,但这又不是绝对的,元素周期表就充分反映了这一点。例如,元素原子核外电子的排部按照规律应该是4f在3d轨道之后,即电子先占满3d轨道,再占据4f轨道,但是由于钻穿效应和屏蔽效应,事实情况却与此相反。再如,在一个周期的元素当中,原子的半径随着原子序数的增加而减小,但是在镧系,却出现了镧系收缩现象,镧系元素的性质相差不大。从以上可以看出,化学中存在着很多规律性的认识,这是普遍性,主要矛盾,但是不同事物的各自特性即特殊性也是存在的,两者是相互联系的。鲍林（1901.2.28—1994.8.19）是著名的量子化学家，是杂化理论和共振论的创建人,也是化学结构理论和键参数的开创者。曾两次荣获诺贝尔奖。鲍林认为,事物都是互相联系的,一个人的知识构架不能单薄,所以他虽然是化学家,但是他比一般的化学家掌握了较多的数学和物理学知识,他从玻尔、薛定谔、布拉格等物理学家那里了解到物理学理论和实验的最新进展。1927年,他在对《离子的大小和离子晶体的结构》研究中,根据薛定谔方程导出原子结构模型,计算了多电子原子和离子的电子屏蔽常数,然后通过对离子间相互作用力和离子大小的关系的讨论中得出离子半径,再将这种计算值和实验数据进行分析比较,经过多种校正而获得一套比较令人满意的离子半径表。在这里就是将物理学的基本原理与化学实验结合起来了。主副反应共存——主次矛盾的关系化学反应中,特别是有机反应中,当一个主反应进行的时候,无法避免一些复杂的副反应的发生。例如乙醇在140(图1),加入浓硫酸可发生分子间脱水,生成乙醚;在180,加入浓硫酸,可以发生分子内脱水生成乙烯。但是人们无法通过控制温度而得到单纯的乙醚或者乙烯,在140会避不可免有少量乙烯生成,180也会有少量乙醚生成。

福井谦一是日本京都大学教授,他以其开创的“前线轨道理论”为基础在化学反应领域研究中所取得的成就而荣获了1981年的诺贝尔化学奖。1951年,他首次通过前线轨道理论指出,决定芳香环上不同位置的反应活性是前线轨道上的电子密度值,而不是总电子密度,实际上是找到了事物的主要矛盾而成功地解决了不饱和碳氢化合物的反应性能的本质问题。前线分子轨道(FMO)包括最高占据轨道(HOMO),半占轨道(SOMO),和最低空轨道(LUMO)等,正是这些敏感的分子轨支配着分子间发生化学反应的难易和反应进行的方式。福井谦一成功的主要因素就是善于分析化学反应中的主要矛盾,并坚持走一条从实践到理论,再到实践的路线,实践是检验真理的唯一标准。酸碱质子论——对立与统一

酸+碱≒共轭碱+共轭酸酸给出质子后变为共轭碱,碱得到质子后变为共轭酸,碱中有酸,酸中有碱,相互依赖,对立统一化学反应——质变与量变在物质的化学运动中,量变与质变既相互区别又相互渗透、相互转化。量变积累到一定程度就会引起质变,没有量变就没有质变。蛋白质、橡胶、纤维素等高分子化合物之所以具有一般有机化合物所没有的特殊性质,首先在于它们的分子量特别大,并由许多重复的结构单位组成长链大分子。一般有机物的分子量在500以下,而高分子物质没有确切的分子量,只有平均分子量,随着聚合度的不同,高分子的分子量可以达到上百万,这样大的分子量导致其化学性质起了突变,产生异常的弹性性能、抗拉性、韧性、耐高温性、吸水性等等,从而使高分子材料成为材料行业的一支生力军。高温、高压石墨金刚石石墨在高温高压下转化成金刚石,其质发生了根本的变化,所以金刚石的密度、硬度、熔点、导电率、标准生成热等热力学量规定值以及许多内部的结构量,都与石墨差别很大。不仅量变会引起质变,质变也会引起新的量变。

化学这门学科得以生存和发展的源泉就是实验。拉瓦锡是通过实验发现了燃烧的氧化本质,从而推翻了燃素说。维勒由于在实验中偶然实现了尿素的人工合成，从而打破了无机和有机的界限。“近代化学之父”道尔顿在长期从事气象观测和气体实验的基础上，创立了近代原子论，居里夫妇经历过无数次失败终于从沥青铀矿中首次制得放射性元素擂和钋，这些都是刻苦实验的结果。化学实验——实践认识世界、改造世界安托万－洛朗·拉瓦锡化学平衡——运动是永恒的在一定条件下,许多化学反应都不能进行到底,即反应到一定的程度就“进行不下去”了,达到了终点。此时反应物生成产物的速度与产物生成反应物的速度相等,达到一个动态平衡,该平衡我们称之为化学平衡。此时，各组分浓度恒定不变可看作是一种静态。但反应并没有停止,