北航自然辩证法概论论作业_自然辩证法在材料科学研究中的应用

2012-2013学年第二学期《自然辩证法概论》期末课程论文论自然辩证法在材料科学研究中的应用——以材料的发展历程为例姓名：学号：任课教师：完成时间：摘要：材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能，以及它们之间相互关系的科学。

作为多学科交叉与结合的结晶，其是一门与工程技术密不可分的应用科学，是人类社会发展进步的重要推动力量。

该学科发展过程中，蕴涵着深刻的哲学原理，包括了自然辩证法的许多原理，如辩证唯物主义的世界观和方法论、质量互变规律、矛盾论、可持续发展论等。

材料科学作为一门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的科学，其研究目的就是为了合理地处理人与自然的矛盾，从而得出对人类有益的方法与技术。

本文通过思考分析，达到运用自然辩证法思维方式进一步指导新材料研究之目的。

关键词：自然辩证法；材料科学；研究应用引言科学技术属于哲学范畴，科学技术与哲学之间的关系不是两个事物之间相互外在的关系，而是事物自身内在的关系，即科学技术与哲学的其他构成因素之间的关系，以及作为部分的科学技术与作为整体的哲学的关系。

科学技术与哲学之间的关系也不是一般的相互影响、相互作用的关系，而是决定与被决定、作用与反作用的关系。

材料科学技术是探索研究和制造新材料规律的科学，它不仅指出特殊材料研制的特殊方法，而且还揭示出各种不同材料研制的共同规律。

同时，材料科学技术是一门技术科学，它介于基础科学和工程技术之间。

与基础科学相比较，材料科学技术更接近于体实践；而与工程技术相比较，它则更接近于理论研究。

它是基础科学研究中基础理论转化为应用技术的中间环节，它的主要特点是将具体技术中带有共同性的科学问题集中起来加以研究。

在材料科学研究中，探寻其中的自然辩证法原理对材料科学技术的发展很有必要。

通过运用自然辩证法的原理可以帮助我们对材料自然科学有更深的理解和认识，使得我们在研究中抓住重点并有个清晰的思路，从而在科学研究中做出贡献。

一、自然辩证法的思想内涵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和改造自然的一般方法的科学。

它是马克思主义关于认识自然和改造自然已有成果的概括和总结，是随着科学技术的发展而不断丰富和发展着的开放的理论体系。

自然辩证法包括三部分：自然界发展的一般规律，即自然界发展的辩证法；科学技术发展的一般规律，即科学技术发展的辩证法；人类认识自然和改造自然的一般规律，即科学技术研究的辩证法，亦即辩证唯物主义的自然观、科学技术方法论和科学技术观。

它和各门具体科学技术一样，都是研究自然界、科学技术及其研究方法的规律性探索，这表明了它具有科学技术特性。

自然辩证法是自然界和自然科学发展的普遍规律的科学，是人们认识自然和改造自然的方法论。

学习自然辩证法有助于我们抵制和批判各种伪科学和反科学，有助于净化社会环境，推进社会主义精神文明建设。

内容涉及自然观、自然科学观、自然科学方法论及各门自然科学中的哲学问题和科学技术思想史等广泛的领域。

自然辩证法是马克思主义理论研究的一个组成部分，而不是马克思主义哲学的一个分支，因为自然辩证法不仅对人与自然关系进行哲学的考察，还要进行经济学的、社会学的研究；科学技术的发展，不仅影响马克思主义哲学，而且还会影响马克思主义政治经济学和科学社会主义。

恩格斯对自然辩证法的科学揭示把人对自然的认识从僵化的、神学的束缚中解放出来，被自然界发展的辩证图景展示在人们的面前，在此基础上它进一步阐述了辩证唯物主义自然观的一系列正确观点，揭示出辩证唯物法的基本规律和各种范畴在自然科学中的体现。

自然辩证法思想建构了科学时代的科学世界观，自然科学的迅猛发展使自然界各种现象的普遍联系和发展真切地呈现在人们的面前，历史的车轮已经把人类社会推进了科学的时代。

科学代的到来不仅意味着人类面对外部世界的更多自由，而且意味着人类精神世界的丰富、智慧理性的提升，对待外部世界的观点和看法的改变，以往的世界观在科学发展的强劲势头之下受到了无法避免的冲击和挑战。

恩格斯则顺应了时代发展的要求，从对自然科学的各项巨大成就的热切关注中提炼出了自然辩证法的科学思想，赋予了理论形态的世界观以坚实的自然科学基础。

自然辩证法思想为科学地认识自然和人类社会提供了科学的方法论指导，也为我们认识自然和人类社会的发展规律提供了科学的方法论指导。

在人们认识自然的活动中，自觉地遵循科学的理论思维—辩证思维—的指导，就可以避免不必要的主观臆测，减少盲目性，克服片面性。

恩格斯通过自然辩证法思想所建构出的科学世界观和方法论，无疑为科学精神的塑造和培养提供了科学的理论武器，也进一步为推进人的现代化，促进人类社会进步创造了思想条件。

现代化是指在科技革命的推动下，人类社会不断告别愚昧落后走向文明进步的过程，是人类社会发展的必然趋势。

人对现代科技的掌握与驾驭是决定社会现代化进程的归根结底之关键。

恩格斯的自然辩证法思想正是为我们提供了与推进人的现代化，进而实现社会现代化的思想要求相契合的理论财富。

在科学的世界观和方法论的理论指导下，现代化的进程将加速进行，科学精神将不断内化为人的思想意识和价值追求，科学和理性将擦拭人类智慧的蒙尘，去除人类精神的枷锁，唯灵论、伪科学等蒙昧主义思潮的反科学本质无需揭露自将暴露无遗，最终将无处藏身，直至退出历史舞台。

二、材料科学技术的发展历程材料是人们用来制造工具和产品的物质，是人类生活和生产的物质基础。

人类认识和使用材料的历史，和人类的文明同样古老。

历史学家根据人类使用的主要材料，将人类社会的历史划分为旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代。

由此可见材料的发展对人类社会的影响。

材料也是人类进化的标志之一，任何工程技术都离不开材料的设计和制造工艺，一种新材料的出现，必将支持和促进当时文明的发展和技术的进步。

从人类的出现到20世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。

在人类文明的进程中，材料大致经历了以下五个发展阶段。

(一)使用纯天然材料的初级阶段在原古时代，人类只能使用天然材料（如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等），相当于人们通常所说的旧石器时代，人类历史就此开始。

这一阶段，人类所能利用的材料都是纯天然的，在这一阶段的后期，虽然人类文明的程度有了很大进步，在制造器物方面有了种种技巧，但是都只是纯天然材料的简单加工。

(二) 人类单纯利用火制造材料的阶段这一阶段横跨人们通常所说的新石器时代、铜器时代和铁器时代，也就是距今约10000年前到20世纪初的一个漫长的时期，并且延续至今，它们分别以人类的三大人造材料为象征，即陶、铜和铁。

这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代。

例如人类用天然的矿土烧制陶器、砖瓦和陶瓷，以后又制出玻璃、水泥，以及从各种天然矿石中提炼铜、铁等金属材料。

(三)利用物理与化学原理合成材料的阶段20世纪初，随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测技术的出现，人类一方面从化学角度出发，开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，另一方面从物理学角度出发开始研究材料的物性，就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等作为基础来说明材料组成、结构及性能间的关系，并研究材料制备和使用材料的有关工艺性问题。

由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用，从而出现了材料科学。

在此基础上，人类开始了人工合成材料的新阶段。

这一阶段以合成高分子材料的出现为开端，一直延续到现在，而且仍将继续下去。

人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，加上已有的金属材料和陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。

除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。

超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表。

从这一阶段开始，人们不再是单纯地采用天然矿石和原料，经过简单的煅烧或冶炼来制造材料，而且能利用一系列物理与化学原理及现象来创造新的材料。

并且根据需要，人们可以在对以往材料组成、结构及性能间关系的研究基础上，进行材料设计。

使用的原料本身有可能是天然原料，也有可能是合成原料，而材料合成及制造方法更是多种多样。

（四）材料的复合化阶段20世纪50年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。

随后又出现了玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及最近出现的抗菌材料的热潮，都是复合材料的典型实例。

它们都是为了适应高新技术的发展以及人类文明程度的提高而产生的。

到这时，人类已经可以利用新的物理、化学方法，根据实际需要设计独特性能的材料。

现代复合材料最根本的思想不只是要使两种材料的性能变成3加3等于6，而是要想办法使他们变成3乘以3等于9，乃至更大。

严格来说，复合材料并不只限于两类材料的复合。

只要是由两种不同的相组成的材料都可以称为复合材料。

（五）材料的智能化阶段自然界中的材料都具有自适应、自诊断合资修复的功能。

如所有的动物或植物都能在没有受到绝对破坏的情况下进行自诊断和修复。

人工材料目前还不能做到这一点。

但是近三四十年研制出的一些材料已经具备了其中的部分功能。

这就是目前最吸引人们注意的智能材料，如形状记忆合金、光致变色玻璃等等。

尽管近10余年来，智能材料的研究取得了重大进展，但是离理想智能材料的目标还相距甚远，而且严格来讲，目前研制成功的智能材料还只是一种智能结构。

三、材料科学技术研究中的自然辩证法材料科学技术的发展历程当中可以总结出，其发展的每个阶段中都或多或少蕴涵一定的自然辩证法原理。

这是因为反映自然客体本质规律性知识的自然科学理论，与反映社会科学的某种思想理论因素之间存在联系。

自然科学理论中自然知识与社会知识的潜在联系终将导致科学与社会科学的知识大统一，从而增强人类认识和改造世界的能力。

马克思曾经说过：“自然不能建造任何机器，任何火车头、铁路、电报机、纺织机等等。

这些东西都是人类在自然中活动的工具的自然物质。

它们是人的手所制造成的人的大脑工具。

”逐渐形成了以技术作为对象，研究它的一般规律和方法的自然辨证哲学技术学科。

(一)材料具有自然属性自从远古时期，人类就开始使用材料，从石器时代—青铜器时代—钢铁时代—信息时代。

在漫长的人类活动过程中，我们从来没有离开过材料，在我们现在生活的环境中，材料随处可见，桌子、椅子、房子、汽车，一切的一切都是由材料制造而成的。

而这些材料都来源于自然，制造桌椅的木头来源于森林，房子用的砖头来源于大地，汽车用的钢铁，铝等来源于矿场。

虽然我们的现代社会飞速发展，进入了信息时代，现在用的很多都是高科技的产品，但无论产品多么先进，原材料都来源于自然。

所以说材料具有自然属性。

(二)材料科学技术与辩证唯物主义人们进行任何科学研究工作，都会自觉或不自觉地以辩证唯物主义的世界观和方法论为指导。