王建軍，王艷麗，李金銘

（1.中原工學(xué)院理學(xué)院，河南鄭州 450007；2.河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)備系，河南鄭州 450007；3.河南教育學(xué)院物理系，河南鄭州 450046）

物理學(xué)科研中的哲學(xué)思想感悟

王建軍1，王艷麗2，李金銘3

（1.中原工學(xué)院理學(xué)院，河南鄭州 450007；2.河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)備系，河南鄭州 450007；3.河南教育學(xué)院物理系，河南鄭州 450046）

從物理學(xué)研究的角度，論證了哲學(xué)和自然科學(xué)之間不可分割、相互促進(jìn)的辯證關(guān)系；結(jié)合筆者的科學(xué)研究，闡述了計(jì)算物理學(xué)科研過(guò)程中的哲學(xué)思想感悟.

哲學(xué)；物理學(xué)；辯證關(guān)系

0 引言

自然科學(xué)的快速發(fā)展帶來(lái)了科學(xué)技術(shù)日新月異的變化，但曾經(jīng)被認(rèn)為是指導(dǎo)自然科學(xué)發(fā)展并與自然科學(xué)密切相關(guān)的哲學(xué)卻被人們拋在腦后，甚至被認(rèn)為是一門(mén)無(wú)用的和庸俗的學(xué)問(wèn).然而，面對(duì)今天自然科學(xué)迅速發(fā)展所帶來(lái)的高科技和高水平人類(lèi)生活的同時(shí)，它所引發(fā)的文明危機(jī)和全球問(wèn)題也日益嚴(yán)重.這提醒著人類(lèi)需要從哲學(xué)角度對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和生活進(jìn)行反思.

作為自然科學(xué)中重要的物理學(xué)，近些年無(wú)論是在材料研究領(lǐng)域還是在基礎(chǔ)理論研究方面都得到了迅速發(fā)展，為人類(lèi)的生產(chǎn)生活提供了較強(qiáng)的支撐作用.物理研究者也應(yīng)該在科學(xué)研究中不斷地進(jìn)行哲學(xué)反思，并自覺(jué)地學(xué)習(xí)哲學(xué)思想，接受哲學(xué)思想對(duì)科研工作的指導(dǎo).本文從物理學(xué)的發(fā)展角度，論述哲學(xué)與自然科學(xué)之間的辯證關(guān)系，并結(jié)合自身的科研情況闡述了物理科學(xué)研究中的哲學(xué)思想感悟.

1 哲學(xué)與自然科學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系

在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中，哲學(xué)和自然科學(xué)的發(fā)展一直是同步的、相互促進(jìn)的.哲學(xué)和自然科學(xué)之間存在普遍和特殊的辯證關(guān)系，兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系.既不能把哲學(xué)問(wèn)題和自然科學(xué)問(wèn)題混為一談，也不能把哲學(xué)問(wèn)題和自然科學(xué)問(wèn)題完全對(duì)立起來(lái)［1］.

1）從反映客觀世界的范圍和本質(zhì)來(lái)說(shuō)，哲學(xué)和自然科學(xué)之間存在差別［2］.哲學(xué)是反映自然界、人類(lèi)社會(huì)和人類(lèi)思維發(fā)展總和的普遍規(guī)律的科學(xué).而自然科學(xué)則反映自然界的某個(gè)領(lǐng)域，相對(duì)于哲學(xué)來(lái)講，所反映的客觀世界的范圍明顯較小.從反映的客觀世界本質(zhì)來(lái)講，哲學(xué)反映的是客觀世界最一般的規(guī)律，這種規(guī)律具有普遍性；而自然科學(xué)所反映的是自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的規(guī)律，具有特殊性和個(gè)別性的特點(diǎn).哲學(xué)的普遍性是對(duì)自然科學(xué)的個(gè)別性和特殊性的高度概括和總結(jié).物理學(xué)研究自然界和人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)和生活中的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展規(guī)律，研究領(lǐng)域較窄，只是哲學(xué)的一部分.但是物理學(xué)研究的規(guī)律卻體現(xiàn)著哲學(xué)的一般規(guī)律.物理學(xué)中的相變理論本來(lái)就是一種矛盾的競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，當(dāng)其中的一種占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，另一種就會(huì)變?nèi)?，但總是要付出代價(jià)才能夠戰(zhàn)勝另一種矛盾；而在不同的環(huán)境下，矛盾雙方還會(huì)發(fā)生互換.

2）從方法上看，兩者具有較為明顯的區(qū)別.哲學(xué)的研究對(duì)象主要是自然界和人類(lèi)社會(huì)、人類(lèi)思維發(fā)展的普遍規(guī)律，其研究方法主要是高度的概括、推理及邏輯分析等.而自然科學(xué)的研究對(duì)象是自然界的運(yùn)行規(guī)律和具體的表現(xiàn)形式，研究方法也就有所不同，主要是觀察、實(shí)驗(yàn)、模擬、數(shù)學(xué)分析和歸納總結(jié)等.對(duì)于物理學(xué)而言，研究方法主要是實(shí)驗(yàn)和模擬兩類(lèi)，當(dāng)然也包括一些規(guī)律的總結(jié).無(wú)論是真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程還是理論模擬計(jì)算，都受到環(huán)境限制，是在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的哲學(xué)思想指導(dǎo)下開(kāi)展的研究過(guò)程.在此過(guò)程中，主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)、合理的推理總結(jié)和發(fā)現(xiàn)自然界的運(yùn)行規(guī)律，是一種普遍規(guī)律的特殊個(gè)性的表現(xiàn).

3）兩者之間存在無(wú)法切斷的聯(lián)系.自然科學(xué)所研究的特殊的、個(gè)別的規(guī)律是在哲學(xué)思想指導(dǎo)下完成的，也體現(xiàn)著哲學(xué)思想所反映的普遍性；而哲學(xué)所反映的一般普遍規(guī)律，不可能包羅萬(wàn)象，是對(duì)許多自然科學(xué)特殊和個(gè)別規(guī)律的高度概括，其中體現(xiàn)了自然科學(xué)豐富的特殊性，對(duì)自然科學(xué)的發(fā)展起到指導(dǎo)作用.物理學(xué)發(fā)展的歷史過(guò)程中，每一次巨大困難的背后都蘊(yùn)含著哲學(xué)思想對(duì)自然科學(xué)發(fā)展的指導(dǎo).在牛頓力學(xué)發(fā)展迅速的年代，物理學(xué)家形成了普遍機(jī)械論的觀點(diǎn)，但是這種由運(yùn)動(dòng)物理得到的基本理論，在試圖進(jìn)行光學(xué)研究時(shí)遇到了巨大的挫折.物理學(xué)家在尋找物理思想和方法的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了兩者的巨大差異，哲學(xué)的思想告訴科學(xué)家們自然界是相互聯(lián)系的，但是也存在區(qū)別，在聯(lián)系中發(fā)現(xiàn)區(qū)別才能更好地概括物理規(guī)律.當(dāng)人們無(wú)法解釋麥克斯韋理論協(xié)變性的時(shí)候，便引入了否定之否定的哲學(xué)思想.首先引入以太的觀點(diǎn)，試圖賦予以太更多的性質(zhì)來(lái)解釋麥克斯韋方程的協(xié)變性規(guī)律，后來(lái)邁克爾遜在不斷的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最終證明以太是不存在的.這一規(guī)律促進(jìn)了愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論的提出，也進(jìn)一步使物理學(xué)家反思?xì)v經(jīng)時(shí)間驗(yàn)證的牛頓力學(xué)規(guī)律.

2 正確的哲學(xué)思想為自然科學(xué)的發(fā)展提供了正確的世界觀、指導(dǎo)思想和方法論

正確的哲學(xué)思想為自然科學(xué)的發(fā)展提供了正確的世界觀和指導(dǎo)思想.如果沒(méi)有正確的世界觀，在自然科學(xué)的發(fā)展過(guò)程中作為科學(xué)研究主體的科研人員對(duì)于客觀世界的認(rèn)識(shí)將會(huì)出現(xiàn)較大的偏差和錯(cuò)誤.在物理學(xué)的發(fā)展歷史過(guò)程中，出現(xiàn)了一系列的關(guān)于主體對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)出現(xiàn)偏差的情況，究其原因無(wú)不是哲學(xué)思想出現(xiàn)了偏差.例如，在對(duì)光的認(rèn)識(shí)上，一度出現(xiàn)了粒子學(xué)說(shuō)和波動(dòng)學(xué)說(shuō)的對(duì)抗，經(jīng)過(guò)上百年歷史的爭(zhēng)辯，最終在正確的哲學(xué)思想的指導(dǎo)下，物理學(xué)家提出了兩者是一種共存的狀態(tài)，無(wú)法將粒子性撇棄，也無(wú)法完全用波動(dòng)學(xué)解釋客觀實(shí)際.

正確的哲學(xué)思想作為方法論，為自然科學(xué)研究提供了正確的認(rèn)識(shí)工具和探索方法.天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家拉普拉斯曾經(jīng)說(shuō)：“認(rèn)識(shí)一個(gè)天才的研究方法，對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步，并不比發(fā)現(xiàn)其本身更少用處.”［3］在白馬非馬的哲學(xué)思辨中，物理學(xué)家們找到了解釋電子粒子性和波動(dòng)性的合理解釋.電子究竟是粒子還是波，取決于觀察者如何觀察.如果采用愛(ài)因斯坦提出的光電效應(yīng)，那么電子體現(xiàn)出來(lái)的就是粒子性；如果采用楊氏干涉實(shí)驗(yàn)的方法觀察，那么電子體現(xiàn)的就是波動(dòng)性.電子到底是波還是粒子呢，它本來(lái)應(yīng)該是什么呢?哲學(xué)的方法論告訴科學(xué)家，粒子本來(lái)就是一個(gè)客觀實(shí)際，不能因?yàn)橹饔^的反映而發(fā)生變化.一旦確定了觀察方式，那么粒子就會(huì)自動(dòng)選擇一種表現(xiàn)形式，在人們選擇觀察方式的同時(shí)已經(jīng)影響了客觀事實(shí)的粒子的狀態(tài)，這也體現(xiàn)了哲學(xué)中萬(wàn)物是聯(lián)系的思想和方法.所以在某一種狀態(tài)下看電子是粒子的和波動(dòng)的是相互矛盾的，但是作為物質(zhì)，電子的這兩種屬性在更高層的物質(zhì)屬性中又統(tǒng)一在一起，這種思路至今還影響著人類(lèi)對(duì)宇宙的客觀認(rèn)識(shí).

大量的科研實(shí)踐證明了正確的哲學(xué)思想有助于確立自然科學(xué)的研究課題與研究方向，它可以作為評(píng)價(jià)自然科學(xué)成果的重要依據(jù)之一.它所提供的認(rèn)識(shí)論和方法論，也使科學(xué)家的理論思想和思維方式更加科學(xué)、合理.但是在整個(gè)過(guò)程中哲學(xué)思想并沒(méi)有強(qiáng)迫科學(xué)家去遵守一定的法則，而是在科研活動(dòng)過(guò)程中不斷指導(dǎo)科學(xué)家進(jìn)行科研活動(dòng)［4］.

3 計(jì)算物理學(xué)中的哲學(xué)思想

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子儀器設(shè)備和計(jì)算機(jī)的發(fā)明，將人類(lèi)文明帶入了新領(lǐng)域，同時(shí)也促進(jìn)了科學(xué)研究工作的發(fā)展速度.在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，以往很多受到環(huán)境和研究條件限制無(wú)法開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)研究，在研究手段和研究方法上也有了新的突破，甚至直接誕生了一門(mén)新的物理學(xué)分支——計(jì)算物理學(xué).

計(jì)算物理學(xué)的主要思想及研究過(guò)程如下.科學(xué)家在科學(xué)研究過(guò)程中，受到研究主題和客觀條件的特殊限制，無(wú)法或者難以對(duì)所研究的對(duì)象采用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究的時(shí)候，基于對(duì)客觀實(shí)際的觀察和已經(jīng)掌握的客觀實(shí)際的基本特征情況進(jìn)行科學(xué)抽象和理性推理加工，從中提煉出和客觀實(shí)際相似或者能夠反映客觀實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況的模型，通過(guò)對(duì)模型的模擬實(shí)驗(yàn)，得到一系列結(jié)果，并將結(jié)果推廣到實(shí)際的原型中或者推廣到新的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中，以此檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性并做出符合客觀實(shí)際的相關(guān)結(jié)論或者預(yù)測(cè)客觀實(shí)際的某些特性.

計(jì)算物理學(xué)體現(xiàn)了哲學(xué)中的認(rèn)識(shí)論思想，具體表現(xiàn)為主體對(duì)于客觀實(shí)際的認(rèn)識(shí)和對(duì)于主體及計(jì)算機(jī)物質(zhì)統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí)兩個(gè)方面.一方面是物理的統(tǒng)一性原理，客觀物質(zhì)的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，以及運(yùn)動(dòng)方式各種各樣，具有特殊性，但是在各種特殊性中間存在著物質(zhì)的統(tǒng)一性.在構(gòu)建物理模型過(guò)程中，只要遵循哲學(xué)指導(dǎo)思想下的物質(zhì)統(tǒng)一性，就可以合理地模擬物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu).之后采用自然界共性所遵循的熵最大原理和能量最低原理，進(jìn)行弛豫，直至達(dá)到平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)就是物質(zhì)在自然界中存在的基本形態(tài).另一方面，研究主體的人類(lèi)大腦和計(jì)算機(jī)計(jì)算也具有物質(zhì)統(tǒng)一性.人類(lèi)的大腦對(duì)外部的客觀實(shí)際進(jìn)行不斷分析和總結(jié)概括，尋找實(shí)物的客觀規(guī)律；計(jì)算機(jī)是從人類(lèi)的輸入獲得對(duì)客觀實(shí)物的認(rèn)識(shí)，而后按照人類(lèi)的設(shè)計(jì)，進(jìn)行客觀事物的客觀規(guī)律模擬，尋找其中的規(guī)律性.從功能上來(lái)講，計(jì)算機(jī)和人類(lèi)的大腦是統(tǒng)一的.

計(jì)算物理學(xué)體現(xiàn)了哲學(xué)中的方法論，具體體現(xiàn)在科研工作者自覺(jué)地使用一系列的哲學(xué)思想來(lái)指導(dǎo)科研活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程，例如主要矛盾的思想，從特殊到一般，從一般到特殊的思想等.一方面，物質(zhì)是具體客觀實(shí)際的客觀存在，具有具體結(jié)構(gòu)形態(tài)和運(yùn)動(dòng)形式的多樣性和差別性，具有特殊的個(gè)性；另一方面，客觀實(shí)際的各種自然現(xiàn)象都統(tǒng)一于物質(zhì)，因而又應(yīng)該都具有物質(zhì)普遍的共性.計(jì)算物理學(xué)的研究過(guò)程中，就是基于這種哲學(xué)思想，借助于高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)從客觀實(shí)際特殊性中尋找共性，突破了通常意義上的人類(lèi)感官知識(shí)和客觀條件的限制，開(kāi)展對(duì)于物質(zhì)一般性的研究.同時(shí)這也表明人類(lèi)在哲學(xué)思想的指導(dǎo)下能夠掌握一定的方法論進(jìn)而積極主動(dòng)地探索自然界的本質(zhì)，而不是消極被動(dòng)地反映自然界，具有正確的認(rèn)識(shí)論.在整個(gè)科研活動(dòng)中，作為活動(dòng)主體的人類(lèi)積極主動(dòng)地開(kāi)展科研活動(dòng)，在豐富復(fù)雜的客觀實(shí)際中通過(guò)理性的思考和推理分析，在個(gè)別和特殊中進(jìn)行合理的提煉，抓住了客觀實(shí)際的主要矛盾，忽略大量的次要矛盾，合理地處理兩者之間的關(guān)系，并利用主要矛盾設(shè)置合理的模型，進(jìn)而推廣找到客觀實(shí)際的一般規(guī)律.在整個(gè)過(guò)程中，這種哲學(xué)思想潛移默化地指導(dǎo)著科研活動(dòng)的開(kāi)展.

4 結(jié)論

物理科研工作者在不斷推進(jìn)科研的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)哲學(xué)有兩點(diǎn)認(rèn)識(shí).一方面是掌握哲學(xué)的基本立場(chǎng)、觀點(diǎn)和方法，關(guān)系到科學(xué)研究的方向，有時(shí)會(huì)令人茅塞頓開(kāi)，更全面地分析問(wèn)題.但同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這是一件“長(zhǎng)效事業(yè)”，不能粗淺地認(rèn)為今天讀了一篇哲學(xué)文章，后天科研課題就能夠迎刃而解［5］.另一方面是在開(kāi)展科研活動(dòng)中，應(yīng)該客觀謹(jǐn)慎地對(duì)待科研成果，不能夸大成果，更不能有選擇地調(diào)整科研成果的客觀性.不能在沒(méi)有合理揭示客觀實(shí)際的情況下妄加推論，輕率地給出不負(fù)責(zé)和不嚴(yán)肅的科研結(jié)果.

［1］ 溫日錦.哲學(xué)與自然科學(xué)的關(guān)系分析［J］.廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，1996（6）：102-106.

［2］ 王偉光.馬克思主義哲學(xué)與自然科學(xué)［J］.哲學(xué)研究，2010（9）：3-9.

［3］ 宋立軍.科學(xué)探索之路［M］.北京：新華出版社，1981.

［4］ 李文照.論馬克思主義哲學(xué)與自然科學(xué)的雙向轉(zhuǎn)移［J］.廣東社會(huì)科學(xué)，1993（5）：55-60.

［5］ 張晉斌.辯證看待自然科學(xué)中的有限無(wú)限問(wèn)題［J］.山西大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，1990（4）：9-11.

Philosophy Thoughts in Research of Physics

WANG Jian-jun1，WANG Yan-li2，LI Jin-ming3

（1.College of Science，Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 450007，China；2.Department of Equipment，Henan Technical College of Construction，Zhengzhou 450007，China；3.Department of Physics，Henan Institute of Education，Zhengzhou 450046，China）

The inseparable and mutual promoting dialectical relationship between philosophy and natural sciences is demonstrated in the perspective of physics.Combined with its own scientific research，the philosophical thoughts in the process of computational physics research are discussed.

philosophy；physics；dialectical relationship

G304

A

1007-0834（2015）03-0024-03

10.3969/j.issn.1007-0834.2015.03.007

2015-05-29

河南省教育廳自然科學(xué)研究項(xiàng)目（14A140025）

王建軍（1980—），男，河南周口人，中原工學(xué)院理學(xué)院講師，博士，主要研究方向：計(jì)算物理學(xué).