自然辩证法课程教学案例

自然辩证法课程教学案例集

物理学卷

案例1：光的波动说与粒子说之争

波动说。

托马斯·杨（Thomas.young）出生于英国的索塞特郡。他2岁时，就能很流畅地读书，4岁时已经通读了两遍圣经，6岁时，能整篇背诵“哥德斯密思的荒村”。16岁时由于他反对贩卖奴隶而戒食糖。19岁时，在伦敦、爱丁堡、哥丁根。最后在剑桥学医。最早研究关于眼睛的构造与光学特性。1801-1804年是他光学发现的第一个时期。1801年，杨在皇家学会宣读了关于薄片颜色的论文，他在这里表示他自己强烈地倾向于光的波动说。干涉原理的引入是这篇文章跨出的重大一步。“两个在方向上或者是完全一致或者是很接近的不同光源的波动，它们的联合效应是每一种光的运动的合成”。杨第一次彻底地用干涉原理解释了声音和光。他以这个原理解释了薄片的色彩和刻条纹的表面或“条纹面”的衍射颜色。杨的观察是以极大的精密度作的，但是，他说明这些观测事实的方式，正如他的大部分论文一样，是简洁而有点模糊不清的。他的包含有重要的干涉原理的论文成为自牛顿的时代以来发行的最重要的物理光学出版物。但它们并没有在科学界留有印象。布鲁厄姆在《爱丁堡评论》第二期和第三期上对这些论文发起了猛烈的攻击。杨的文章被宣称为“没有值得称之为实验或发现的东西”、没有任何价值。布鲁厄姆说，“我们想对革新创造发表点意见，它们除了阻碍科学的进展以外不会有别的效果。”在指责干涉原理为“荒唐”和“不合逻辑”以后，这个评论者说：“我们现在暂时不接受这个作者无能的学究气的作品，从中我们未能找到一些有关的学问、敏锐和独创的痕迹，本来我们以为这些东西可以弥补他在顽强的思考力、冷静和耐性的研究以及通过踏实和审慎地观察自然的运转而成功地发展自然规律方面的明显缺点。”杨发出了有力的回答，它是以一本小册子的形式发表的，但是并没有使公众的舆论转向赞成他的学说。因为正如他自己说的一样，“只卖了一册”。丁铎尔说：“通过那时掌握了舆论界的一个作者的激烈挖苦，这个有天才的人被压制了——被他的同胞评头论足的才智埋没了——整整20年，他事实上被当作梦呓者……他首先要感谢法国人菲涅尔和阿拉哥，感谢他们

恢复了他的权利”。

菲涅尔出生在诺曼底的布罗意。8岁时才能勉强读书。16岁时上了巴黎的综合技术学校。他于1815年开始他的实验研究。在一年的时间里，他很快地完成了一系列的实验和论文。在由点光束发射出的光束中放上一根曲线，精确地测定出从这光束的轴到所产生条纹的距离。正如杨早先做过的一样，他注意到，当通过细线一边的光在它到达屏之前把它挡住时，影内的光带就消失了。菲涅尔不知道杨早在13年前就已经取得了这个成就，他正被引向干涉原理。许多物理学家不倾向于承认这个现象就是干涉。自从格里马耳迪时候起，人们就已经知道衍射条纹；并且已经根据发射说，用光的微粒和引起衍射的物体边缘之间进行吸引和排斥的臆想定律来解释这种现象。为了消除这些反对意见，菲涅尔设计了一个值得纪念的实验，这个实验产生于两个与小孔或不透明障碍物边缘无关的小光源。用两块彼此形成一个接近180°角的金属镜，他避开衍射，而以反射光束产生了干涉现象。阿拉哥和潘索受命报告菲涅尔的第一篇论文。阿拉哥热情地研究了这个问题，并且成为法国第一个改信波动说的人。由于菲涅尔的一些数学假设不够好，因此属于严密数学学派的拉普拉斯和泊松等人起初都不屑于去考虑他的理论。菲涅尔受他们的反对意见的剌激而作了更大的努力。杨没有以大量的数值计算证明他的解释。菲涅尔在更高程度上应用了数学分析，并且使许多人相信了波动说。他对于反对波动说的老意见——即波动说不能解释影子的存在或者光的近似直线传播——作了全面的回答。光的干涉现象不同于声音的干涉现象是由于光的波长要短得多。和杨不一样，菲涅尔广泛采用了惠更斯的子波原理，他讲道：“在任何一点的光波振动可以看做在同一时刻传播到那一点上的光的元振动的总和，这些元振动来自所考察的未受阻拦的波的所有部分在它以前位置的任何一点的各个作用。”

正是阿拉哥使菲涅尔注意到杨的研究，并且把这个法国学者的第一篇论文寄给了那位英国医生。令人高兴的是，他们之间不存在激烈的优先权之争。菲涅尔在1816年给杨的信中写道：“如果有什么能够安慰我没有获得优先权的利益的话，那就是，对我来说，我遇到了如此大量的重要发现丰富了物理学的学者，同时他大地有助于加强我对于我所采用的理论的信心。”杨在1819年10月给菲涅尔的回信中写道：“先生，我为您赠送我令人敬羡的论文表示万分感谢！在对光学进

展最有贡献的许多论文中，您的论文确实也有很高的地位的。”

牛顿和惠更斯都曾研究过偏振。惠更斯讲过单轴晶体的非常折射的真实定律。他们把“双面”或“偏振”的性质看做是仅仅与双折射有关的孤立事件。过了一个世纪之后，马吕斯观察到偏振可以伴随着反射。这样除了晶体的折射外，还可以用其他方法使光发生偏振。

马吕斯出生于巴黎。他受过军事工程师的教育，并在德国和埃及的法国军队中服过役。他通过一片晶体看到卢森堡宫的窗户反射到他住所居住的因弗尔街的住宅的太阳的像，他很惊奇地发现，当晶体在某种位置时，太阳的双像之一消失了。他试图以光在大气中运行时发生某种变形来解释这个奇特的现象。但到了晚上时，他发现烛光以36°角落在水面时会有类似的情况，事实上烛光是偏振化了的。此外如果以方解石来的两束光同时以36°角落在水面，并且如果寻常光线部分地被反射，则非常光线全然不被反射，反之也一样。这样马吕斯找到了现代物理学的一个分支。

这时候，波动说还没有对偏振现象做出解释，它处在被马吕斯发现的大量新事实推翻的危险之中。托马斯·杨在1811年写信给马吕斯（他是发射学说的一个坚决信徒）：“你实验证明了我所采用的理论（即干涉现象）的不足，但是这些实验并没有证明它是错的的。”正如惠威尔说的那样，毫无疑问，这是“波动说历史上最黑暗的时候”。杨没有隐匿困难；他也没有放弃调和这个表面上的矛盾的希望。经过六年后，曙光出现了。在1817年1月12日，杨给阿拉哥写信时说道：“根据这个波动说的原理，所有的波都像声波一样是通过均匀介质以同心球面单独传播的，在径向方向上只有粒子的前进或后退运动，以及伴随它们的凝聚和稀疏。虽然波动说可以解释横向振动也在径向方向上并以相等速度传播，但粒子的运动是在相对于径向的某个恒定方向上的，而这就是偏振。”这是一个巧妙的提示，它使人们有可能理解光线是如何能够显现出两面性。后来，人们选定了垂直于光线的特定方向来代替杨所说的“恒定方向”。菲涅尔独立地获得了这个解释模式，但它的论文发表在杨之后。在领悟横向振动的说法时，从阿拉哥对惠威尔的叙述中产生了某种困难的观念：“当他（阿拉哥）和菲涅尔已经共同取得了他们关于相反的偏振光线的非干涉性实验结果时，并且当菲涅尔指出，只有横向振动才可能把这个事实纳入波动时，他自己表示，他没有胆量发表这样一种观点；

因此，《论文》的第二部分仅仅是以菲涅尔的名字发表的。”菲涅尔推进了偏振光的整个课题。通过某种晶体的偏振光所产生的多种颜色是阿拉哥在1811年发现的。两个对立的光学学说的坚决拥护者促进了发现这种消偏振现象的解释。杨根据波动说第一个作出了解释，而后阿拉哥和菲涅尔更充分地解释了它。毕奥根据微粒说在复杂的非常优美的数学研究中对这些事实作了解释。这受到拉普拉斯和其他数学家的赞赏，他们发现毕奥的思辨比菲涅尔的那些解释更符合他们的习惯。阿拉哥参加了反对毕奥的行列，这两个物理学家进行了如此激烈的争论，以致一度亲密合作的两个人完全变得疏远了。约1816年，毕奥发现了显示双折射的电石片，但它吸收寻常光线。这就导致了他制造了闻名遐迩的电气石钳以便研究偏振现象。他还提出了重要的旋光偏振定律并把它应用于各种物质的分析。布鲁斯特很成功地对晶体的偏振光现象进行了考验。虽然他受过牧师训练，但他从未束缚于他充当牧师的职业上。1799年，他受到他同学布鲁姆的鼓动，重复并研究了牛顿的衍射实验。从那时起，布鲁斯特几乎是连续地从事创造性研究。他成为圣·安德鲁斯的物理学教授，后来又当上了爱丁堡大学校长。在1819年，他跟詹姆森合作创办了《爱丁堡哲学期刊》。他是英国科学发展协会的主要组织者，这个协会在1831年于约克郡举行了第一次会议。他由于发明万花筒而变得很有名。在英国和美国这两地方，万花筒的销售量非常大，以致有一个时期供不应求。像毕奥一样，布鲁斯特从没有对波动论有过好感，“这位光学矿物学的二轴晶体的偏振定律的和被压缩的双折射定律的发现者”是在一种精神框架中作断言的，甚至于在杨、菲涅尔和阿拉哥已经给世界作出了成熟的研究后还断言：“他对于光的波动说的主要异议是，他不能设想造物主竟如此笨拙的错误，为了产生光竟将以太充满空间”。

看完上述材料后，请思考下列问题：

1．不同科学理论之间的争论对于科学进步起到什么样的作用？

2．科学理论之间的争论应当遵循哪些科学伦理规范和道德要求？

3．公共舆论能够判定科学真理吗？

4．马吕斯是怎样介入光学研究的？你从这一现象中得到什么样的启示？

案例2.实验新发现和现代物理学革命。

19世纪末，经典物理学已经有了相当的发现，几个主要部门——力学、热力学和分子动力理论、电磁学及光学都已经建立了完整的理论体系，在应用上也取得了巨大成果。这时

物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶，伟大的发现已经不会再有了，以后的任务是在细节上进行修补和完善。然而，正在这个时候，从实验中陆续发现一系列经典物理学难以解释的事实，改变了这局面。这些新发现的事实与经典物理学的基本概念和定律发生了无法调和的矛盾。从伦琴发现X射线的1895年开始，到1905年爱因斯坦发表三篇论文为止，在这10年的世纪之交的年代里，具有重大意义的发现如下表：

19-20世纪之交的重大实验发现

年份人物贡献

1895 伦琴发现X射线

1896 贝克勒尔发现放射性

1896 塞曼发现磁场使光谱线分裂

1897 J．J．汤姆逊发现电子

1898 卢瑟福发现a，?射线

1898 居里夫妇发现放射性元素钋和镭

1899-1900 卢梅尔和鲁本斯等

人发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布律

1900 维拉德发现γ射线

1901 考夫曼发现电子的质量随速度而增加

1902 勒纳德发现光电效应基本规律

1902 里查森发现热电子发射规律

1903 卢瑟福和索迪发现放射性元素蜕变规律

这一系列发现是在电气工业广泛发展的时代下产生的。X射线、放射性和电子的发现是19-20世纪之交的三大科学发现。

阴极射线研究。

19世纪是电的世纪。发电机、变压器、和高压输电线路逐步在生产中得到广泛应用，然而，漏电和放电损耗非常严重，亟待解决。这些问题都涉及到低压气体放电现象，于是人们竟相

研究与低压气体放电现象有关的问题。德国物理学家和发明家盖斯勒（J.H. Geissler，1815-1879）在１８５５年发明了水银真空泵，１８５８年发明了放电管，为低压气体的放电研究创造了条件。

１８５８年德国人普鲁克尔（J. Plücker,1801-1868）在研究气体放电时，注意到在放电管正对阴极发出打到管壁所致．１８７６年，另一位德国物理学家哥尔茨坦（Eügen Goldstein,1850-1930）认为，这是从阴极发出的某种射线，并命名为阴极射线。１８７１年瓦利尔（C.F.Varley,1828-1883）发现阴极射线在磁场中会发生偏转，这与带电粒子的行为很相似．克鲁克斯（W.Crookes,1832-1919）在实验中证实阴极射线不但按直线前进、能聚焦、在磁场中会偏转，而且还可以传递能量和动量。克鲁克斯认为，阴极射线是由真空管中残余气体的分子组成，由于乱运动有些气体分子撞击到阴极，于是从阴极获得了负电荷，在电场的驱使下形成了带电的分子流。

舒斯特也认为，阴极射线是带电粒子流。这三位科学家都是英国人，故称英国学派。哥尔茨坦、赫兹（H. Hertz）勒纳德（P. Lenard,1862-1947）是德国物理学家，他们持以太论观点，故称德国学派。哥尔茨坦用光谱仪做实验，当光谱仪的两端改变极性时，他发现光的谱线没有任何变化。这成为他驳斥带电分子流的有力证据。赫兹也做许多实验来为自己的以太学说辩护。他注意到阴极射线可以穿过金属隔板，使被挡住的玻璃壁发出微弱的荧光。这成为他反驳带电分子说的有力证据。

微粒说者也在积极寻找证据。法国物理学家佩兰（J.B.Perrin,1870-1942）将圆桶电极安装在阴极射线管中，用静电计测圆桶接收的电荷，得到的结果是负电。他支持微粒说。这一争论促使人们做了许多实验和理论研究，引出了一系列重大成果。

X射线的发现。

1895年11月8日，德国维尔茨堡大学的伦琴（Wilhelm Konard R?ntgen,1845-1923）正在实验室中研究阴极射线，突然，他的注意力被一块荧光屏的微弱闪烁吸引住了。当时房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。亚铂氰化钡做成的荧光屏离放电管大约一米远。他移远荧光屏继续试验，只见荧的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他用书本、木板、铝片放在放电管与荧光屏之间进行试，依然存在这一现象，于是他认定是有某种穿透力很强的射线从放电管发送出来。随后他持续研究这一现象达六星期，最后于1896年1月4日在柏林物理学会的会议上展览了他的X射线照片。

放射性的发现。

当伦瑟发现X射线后，直接将这一发现告知了法国著名的数学物理学家彭加勒。1896

年1月20日，法国科学院每周一次例会，彭加勒带去了伦瑟的论文和照片并当场做了展示。当时的法国医生亨利·贝克勒尔（A. Henri Becquerel,1852-1908）很受启发，他用铀盐做实验．他用两张厚纸包了一张感光底片，纸非常厚，即使放在太阳底下晒一整天也不致使底片变色，他在黑纸上面放一层磷光物质，然后拿到太阳底下晒几个小时．显影后，他在底片上看到了磷光物质的黑影。一个星期之后，也就是3月2日，法国科学院再次召开科学院例会。亨利·贝克尔找到了正确的答案。2月26-27日这两天都是阴天，他只好将铀盐和底片一块放在抽屉里，没有想到底片的廓影更加强烈。随后他又对铀盐的晶体、溶液进行了试验。他最终肯定固体铀盐的辐射最强。

1897年，居里夫妇重复了亨利·贝克勒尔的铀盐实验，并将居里兄弟早先发现的压电效应用于测量游离电流，得到了大量精确数据，使用权放射性研究走上了定量研究的道路。最后，居里夫妇于1898年7月从沥青中提炼出了比同样质量的铀强400倍的未知物质，后来被居里夫妇命名为钋。

电子的发现。

从1890年起，J．J．汤姆逊（Joseph John Thomson, 1856-1940）就带着学生研究阴极射线．克鲁克斯和舒斯特的思想对他很有影响．他认为，带电微粒说更符合实际．于是他从四个方面进行了实验：

（１）直接测量阴极射线携带的电荷。

（２）使阴极射线受静电偏转。

（３）用不同方法测量阴极射线的荷质比。

（４）证明电子存在的普遍性。（以上实验过程，略）

最后他同他的学生得出的结论是；阴极射线所带电量与氢离子的带电量相同。最初他用“载荷子”表示“电子”，直到1899年，J．J．汤姆逊才正式用“电子”一词表示“载荷子”。“电子”一词原是斯坦尼在1891年用于表示电的自然单位的。这样电子就被发现了。

光电效应是1887年赫兹发现的，但时隔十几年，也没有搞清楚光电流的本质。1899年J．J．汤姆逊用磁场偏转法测量光电流的荷质比。得到的结果与阴极射线相近，证明光电流也是由电子组成的。

看完材料后，请思考下列问题：

1．不同科学理论的争论对科学进步起到什么样的作用？

2．十九至二十世纪西方科学与生产保持着何种关系？请描述之。

3．科学进步是个革命过程呢？还是个累积的渐进过程？

4．从上述微粒假说与以太假说的双方科学家的科学实验研究中，请你阐明证明与反驳的区别。

5．请你从中思考西方科学研究的制度与我国的科学研究制度的差别何在？

青霉素的发现

弗莱明（A.Fleming,1881～1955,青霉素的发现者）是研究细菌学的。1928年9月的一天，他走进实验室偶然发现培养葡萄球菌的器皿里长满了绿霉，就是说培养基被污染了。通常认为这是实验中的小小失败，要求做重新处理。但弗莱明发现，在绿霉的周围，培养基清彻明净，而正常的葡萄球菌的繁殖区本来应当是一种讨厌的黄色。他疑惑：是不是绿霉具有杀死葡萄球菌的作用？通过对这一问题的研究，他成为青霉素的发现者并获得1945年的诺贝尔科学奖。

在此之前，著名微生物学家斯科特和日本细菌学家古在由直曾经发现过这一现象，但他们把它当作操作失误来处理了。

看完材料后,请思考下列问题:

1.科学事实的发现需要什么样的条件?

2.其他科学家错过发现的机会,其原因何在?

X射线的发现

德国科学家伦琴（H.W.B.R?ntgen，1845～1923）观察到放置于阴极射线管附近的涂有亚铂氰化钡的硬纸屏上产生荧光和放置于实验室某处的照相底版莫明其妙地被感光。在伦琴之前，美国费城的古德斯比德和英国的克鲁克斯在阴极射线的实验时，都曾经发现过放置于实验室里的照相底版有异常现象。但他们两人都忽略这一现象的意义。古德斯比德，实际上于1890年2月22日无意拍下了第一张X射线照片。

看完材料后,请思考下列问题:

1.新的科学事实的发现需要发现者具有一种什么样的知识背景？

2.伦琴射线与解释这一现象的科学理论之间有多大的距离？

爱因斯坦与玻尔论战的一则小故事

花开花落，黄叶飘零，又是深秋季节，第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开了。玻尔来到会场时心中惴惴，看爱因斯坦表情似笑非笑，吃不准他三年间练成了什么新招，不知到了什么境界。不过玻尔倒也不是太过担心，量子论的兴起已经是板上钉钉的事实，现在整个体系早就站稳脚跟，枝繁叶茂地生长起来。爱因斯坦再厉害，凭一人之力也难以撼动它的根基。

玻尔当年的弟子们，海森堡、泡利等，如今也都是独挡一面的大宗师了，哥本哈根学派名震整个物理学界，玻尔自信吃不了大亏。

爱因斯坦在盘算另一件事：量子论方兴未艾，当其之强，要打败它的确太难了。可是难道因果律和经典理论就这么完了不成？不可能，量子论一定是错的！嗯，想来想去，要破量子论，只有釜底抽薪，击溃它的基础才行。爱因斯坦凭着和玻尔交手的经验知道，在细节问题上是争不出什么所以然的，量子论就像神话中那个九头怪蛇海德拉（Hydra），你砍掉它一个头马上会再生一个出来，必须瞄准最关键的那一个头才行。这个头就是其精髓所在——不确定性原理。

爱因斯坦站起来发话了：

想象一个箱子，上面有一个小孔，并有一道可以控制其关闭的快门，箱子里面有若干个光子。好，假设快门可以控制得足够好，它每次打开的时间是如此之短，以至于每次只允许一个光子从箱子里飞到外面。因为时间极短，?t是足够小的。那么现在箱子里少了一个光子，它轻了那么一点点，这可以用一个理想的弹簧秤测量出来。假如轻了Δm吧，那么就是说飞出去的光子重m，根据相对论的质能方程E=mc2，可以精确地算出箱子内部减少的能量?E。

那么，?E和?t都很确定，海森堡的公式?E×?t>h也就不成立。所以整个量子论是错误的！

这可以说是爱因斯坦凝聚了毕生功夫的一击，其中还包含了他成名绝技相对论。这一招如白虹贯日，击中要害，沉稳老辣，干净漂亮。玻尔对此毫无思想准备，他大吃一惊，一时想不出任何反击办法。据目击者说，他的脸变得如死灰，呆若木鸡，张口结舌地说不出话来。整个晚上他都闷闷不乐，搜肠刮肚，苦思冥想。

罗森菲尔德后来描述说：

“玻尔极力游说每一个人，试图使他们相信爱因斯坦说的不可能是真的，不然那就是物理学的末日了，但是他想不出任何反驳来。我永远不会忘记两个对手离开会场时的情景：爱因斯坦高大庄严，带着一丝嘲讽的笑容，静稍稍地走了出去。玻尔跟在后面一路小跑，他激动不已，词不达意地辩解说要是爱因斯坦的装置真的管用，物理学就完蛋了。”

这一招当真如此淳厚完美，无懈可击？玻尔在这关键时刻力挽狂澜，方显英雄本色。他经过一夜苦思，终于想出了破解此招的方法，一个妙不可言的高招。

罗森菲尔德接着说：

“第二天早上，玻尔的胜利便到来了。物理学也得救了。”

玻尔指出：好，一个光子跑了，箱子轻了?m。我们怎么测量这个?m呢？用一个弹簧秤，设置一个零点，然后看箱子位移多少。假设位移?q吧，这样箱子就在引力场中移动了?q的距离，但根据广义相对论的红移效应，这样的话时间的快慢也要随之改变相应的?T。可以根据公式计算出：?T> h / mc2。再代以质能公式?E= ?m c2，则得到最终的结果，这个结果是如此眼熟：?T?E> h，正是海森堡测不准关系！

我们可以不理会数学推导，关键是爱因斯坦忽略了广义相对论的红移效应！引力场可以使原子频率变低，也就是红移，等效于时间变慢。当我们测量一个很准确的?m时，我们在很大程度上改变了箱子里的时钟，造成了一个很大的不确定的?T。也就是说，在爱因斯坦的装置里，假如我们准确地测量?m，或者?E时，我们就根本没法控制光子逃出的时间T！

广义相对论本是爱因斯坦的独门绝技，玻尔这一招“以其人之道还治其人之身”，不但封挡住了爱因斯坦那雷霆万钧的一击，更把这股力量回敬给了爱因斯坦本人。

现在轮到爱因斯坦说不出话来了。

难道量子论当真是天命所归，严格的因果性当真已经迟迟老去，不再属于这个叛逆的新时代？玻尔是最坚决的革命派，他的思想闳廓深远，穷幽极渺，却又如大江奔流，浩浩荡荡，翻腾不息。物理学的未来只有靠量子这个古怪却又强大的精灵去开拓。新世界不再有因果性，不再有实在性，可能让人觉得不太安全，但它却那样胸怀博大，气势磅礴，到处都有珍贵的宝藏和激动人心的秘密等待着人们去发掘。

停止争论吧，上帝真的掷骰子了！随机性是世界的基石，当电子出现在这里时，它是一个随机的过程，并不需要有谁给它加上难以忍受的条条框框。全世界的粒子和波现在都得到了解放，从牛顿和麦克斯韦写好的剧本中挣扎出来，大口地呼吸自由空气。它们和观测者捉迷藏，在他们背后融化成概率波弥散开去，神秘地相互渗透和干涉。当观测者回过头寻找它们时，它们又快乐地现出原型，呈现出一个面貌等候在那里。

但爱因斯坦绝不相信它代表了真相。不管怎么说，因果关系不能抛弃！爱因斯坦对因果关系的信念几乎成了一种信仰，他决定终生为经典理论而战斗到最后一刻。爱因斯坦1955年去世，玻尔1962年去世。但至死，爱因斯坦都没有放弃对量子论的怀疑和诘难。

薛定谔（Shr?dinger）和德布罗意(L.de Broglie)参加了1933年第七届索尔维会议，爱因斯坦没有出席。但两人没有发言，因为这一届会议讨论的是原子物理的新话题：物质的产生和湮灭、正电子、重水、中子……等新发现，令人眼花缭乱。1933年9月25日，埃伦费斯特（第五届索尔维会议的参加者之一）在荷兰莱登枪杀了他那患有智力障碍的儿子，然后自杀了。他留给爱因斯坦、玻尔等好友的信中说：“这几年我越来越难以理解物理学的飞速发

展，我努力尝试，却更绝望和撕心裂肺，我终于决定放弃一切。我的生活令人极度厌倦……我仅仅是为了孩子们的经济来源而活着，这使我感到罪恶。我试过别的方法但是收效甚微，因此越来越多地去考虑自杀的种种细节，除此之外，我没有第二条路走了……原谅我吧。”

面对物理学突飞猛进地发展，许多老一代物理学家极不适应，难怪有人曾经感叹，宁愿早死几年，也不愿看到现代物理那样一幅令人难以接受的画面！

——选自《量子物理史话——上帝掷骰子吗？》，曹天元著，沈阳：辽宁教育出版社出版，2006年1月第1版第193-197页，个别词句有省略。

请思考下列问题：

1.什么是价值观？爱因斯坦对因果观念的信念是如何影响他对量子论的看法

的？（10分）

2.由上述材料可见：对于科学家来讲，“解蔽”是何等地艰难！是什么力量在有力地推动着科学、特别是物理学的发展呢？

爱因斯坦的光量子理论

1905年，爱因斯坦发表了《关于光的产生和转化的一个试探性的观点》一文。在该文中，爱因斯坦大胆地提出了后来举世公认的光量子假说。爱因斯坦提出这一假说受到1900年普朗克把“能量元”称为能量子的启发。光的波动说与微粒说在经典物理学中长期争吵不休，不分胜负。“按照麦克斯韦的理论，对于一切纯电磁现象因而也对于光来说，应当把能量看作是连续的空间函数，而按照物理学家现在的看法，一个有重客体的能量，则应当用其中原子和电子所带能量的总和来表示。一个有重物体的能量不可能分成任意小的部分，而按照光的麦克斯韦理论（或者更一般地说，按照任何波动理论），从一个点光源发射出来的光束的能量，则是在一个不断增大的体积中连续地分布的。用连续空间函数来运算的光的波动理论，在描述纯粹的光学现象时，已被证明是十分卓越的，似乎很难用任何别的理论来替换。可是，不应当忘记，光学观测都同时间的平均值有关，而不是同瞬时值有关，而且尽管衍射、反射、折射、色散等等理论完全为实验所证实，但仍可以设想，当人们把用连续空间函数进行运算的光的理论应用到光的产生和转化的现象上去时，这个理论会导致和经验相矛盾。

确实，现在，在我看来，关于黑体辐射、光致发光、紫外光产生阴极射线，以及其他一些有关光的产生和转化的现象的观察，如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假说来解释，似乎就更好理解。按照这里所设想的假设，从点光源发射出来的光束的能量在传播中

不是连续分布在越来越大的空间之中，而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成，这些能量子能够运动，但不能再分割，而只能整个地被吸收或产生出来。（《爱因斯坦文集》第二卷，范岱年、赵中立、许良英编译，北京：商务印书馆出版，1977年3月第1版第37～38页。）”

能量子穿透物体的表面层，……最简单的设想是，一个光量子把它的全部能量给予了单个电子……。一个在物体内部被供给了动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分动能。此外还必须假设，每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P（这是物体的特性值——按：即逸出功）。这样一些电子离开物体的动能应为：hv-P。h是普朗克常数，v是光的频率。每个光子的能量ε=hv。

关于光电效应的发现过程简述于下：赫兹（H.Hertz）在研究电磁场的波动时偶然发现的。那是1887年，当时赫兹用两套放电电极做实验，一套产生振荡，发出电磁波；另一套充当接收器。为了便函于观察，赫兹偶然把接收器用暗箱罩上，结果发现接收电极间的火花变短了。赫兹工作非常认真，用各种材料放在两套电极之间，证明这种作用既非电磁的屏蔽作用，也不是可见光的照射，而是紫外线的作用。当紫外线照在负极上时，效果最为明显，说明负电极更容易放电。赫兹的发现以论文《紫外线对放电的影响》发表于1887年。随即引起广泛的反响。1888年，德国物理学家霍尔瓦克斯（W.Hallwachs）、意大利的里奇（A.Righi）和俄国的斯托列托夫（A.G.Staletov）几乎同时做了新的研究。实验表明，负电极在光照射

下（特别是紫外线照射下），会放出带负电的粒子，形成电流。

简言之，光电效应就是：由于光，特别是紫外光照射到某些金属表面使金属内部的自由电子获得更大的动能，从金属表面逃逸到空间的一种现象（电子逸出）。后来德国科学家勒纳德对光电效应做进一步的研究发现：电子逸出金属表面的最大速度与紫外线的强度无关。现在让我们看爱因斯坦如何解释光电效应。对于阴极射线，爱因斯坦说，能量子钻进物体的表面层，并且至少有一部分能量转换成电子的动能。最简单的设想是，一个光量子把它的全部能量给予了单个电子；我们要假设这是实际上发生的情况。可是这不应当排除，电子只从光量子那里接受了部分能量。也就是说，光量子到达物体表面时，电子从光量子那里接收到的能量（即电子的动能1/2mv2）必须能够冲破物体表面的遏止电压对电子的束缚。故有：1/2mυ2= hv-P。这就是爱因斯坦的光电方程。这里，m是电子的质量，υ是电子的速度，v是光子的

频率，P是被光所照射的金属特性质有关的常数。爱因斯坦提出这个光量子假说和光电方程，与麦克斯韦的电磁学理论相冲突，被许多伟大的、一流的物理学家（包括普朗克、劳厄（M.von Laue）等）认为是奇谈怪论。

（1）请结合本案例论述科学史上的反常问题与科学理论创新之间的关系。（15分）

密立根的光电效应实验

爱因斯坦的光量子理论遭到了许多伟大的物理学的冷落。一方面的原因是物理学家坚持认为麦克斯韦的电磁学理论不可能有错，新理论不能与之相冲突；另一方面是他提出的遏止电压与频率成正比的线性关系，并没有直接的实验依据。而测量不同频率下纯粹由光辐射引起的微弱电流是一件十分困难的事。

直到1916年才由美国科学家密立根（Robert Millikan,1868-1953年）作出了全面的验证。他的实验非常出色，主要是排除了表面接触的电位差、氧化膜的影响，获得了比较好的单色光。他选取了三种逸出功较低的材料——Na,K,Li（均为碱金属）作为光的阴极，置于特制的真空管中，分别接受光的照射，同时测其光电流，如图7-5。

图7-6和图7-7是密立根1916年发表的两张曲线图。图7-6给出了6种频率的单色光（对应于汞的6根谱线）照射下的光电流曲线，由此所得的遏止电压值与对应的频率得到图7-7中的直线。从直线的斜率求出普朗克常数h=6.56×10-34焦耳·秒，与普朗克1900年从黑体辐射求得的结果符合甚好。爱因斯坦对密立根的光电效应实验作了高度的评价：“我感激密立根关于光电效应的研究，它第一次判决性地证明了在光的影响下电子从固体发射与光的振动周期有关，这一量子论的结果是辐射的粒子结构所特有的性质。”

密立根因此获得1923年的诺贝尔物理学奖。他在颁奖演说中公开承认自己曾对爱因斯坦的光电方程抱怀疑态度：“经过十年之久的实验、改进和学习，有时甚至遇到挫折，在这之后，我把一切努力从一开头就针对光电子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料（接触电动势）改变的函数不清关系。与我自己预料的相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程在很小的实验误差范围内精确有效的第一次直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定普朗克常数h。”

密立根并不讳言，他在做光电效应实验时，本来的目的是希望证明经典理论的正确性，甚至在他宣布证实了光电方程时，他还声称要肯定爱因斯坦的光量子理论还为时过早。

请回答：理论科学研究与实验科学研究二者是何种关系？（15分）

玻义耳定律

玻义耳从他的抽气机(或称“新式气体引擎”)实验中领悟到，空气具有“弹性”。他揣测，空气含有这样的成分，它们在上层大气的重量或者别种压力的作用下会弯曲或者压缩；而当上述压力去除后，这压缩的空气又能恢复它原先的体积，他关于这个问题的思想和实验完整地记录在他的著作《主要在新式气体引擎中做的关于空气弹性及其效应的物理一力学新实验》(New Experiments

Physico-Mechanicall Touching the Spring of the Air and its Effects，Made for the most part in a New Pneumatical Engine)(牛津，1660年)之中。他对关于空气“弹性”)的思想解释如下：

“这个观念也许可以得到进一步的解释，如果把接近地面的空气想象成如同羊毛那样层层重迭起来的细小物体的堆积的话。因为羊毛(不计它们之间的其他相似之处)由许多纤细而又柔软灵巧的绒毛组成；每根绒毛实际上都象一个细小的弹簧那样，易于卷起和弯曲；但它们也象弹簧一样力图再伸直。因为，尽管我们加以类比的绒毛和空气微粒都容易屈服于外部的压力，但两者(由于它们的结构)又都具有一种自身膨胀的本领或者说本能”(上引著作，p．23；Works，ed．1772，V01．I，p．11。

玻义耳知道笛卡尔曾提出过一种不同的解释，但是玻义耳觉得自己的说法比较简易，尽管他并不想给它们分个高低。此外，他的目的(据他自己说)是要去证明，而不是解释空气的“弹性”；他的实验夫都是为了这个目的。

在有个实验中，玻义耳取了一只羊的膀胱，部分地充气，在颈项处牢牢扎紧，然后把它放到他的抽气机的容器中。随着容器抽空，膀胱膨胀起来，犹如它被吹胀似的；而当空气重新进入容器时，这膀胱重又瘪下毒。为了证明这个现象是由被密闭的空气的“弹性”所引起的，玻义耳表明了，另外两只膀胱没有显示出这种现象；其中一只把空气全部抽光且在颈项处扎紧；另一只有空气，但只有在第一只膀胱里之前有的空气的五分之一，而且也没有在颈项处扎紧。另外一些扎紧的膀胱则当容器抽空到足够程度时，便发生爆裂。这些结果表明空气具有“弹性”。

然而，玻义耳认为，他的“引擎”的“主要成果”是“实验17”。他‘知道，在托里拆利的实验中，倒置在水银中的一个密闭管子中的水银的高度保持在水银面以上27格的地方；他认为，如果水银保持在这个高度上仅仅是因为“在这个高度上，管子中的水银柱同从水银面到大气顶端的空气柱相平衡”(上引著作，p．106；Works，ed．1772，V01．I，p．33)，那么，倘若这实验能够排除大气地重做，则管子中的水银将会下降，和该管倒置于其中的敞开容器中的水银一样高，因为这时将没有空气压力阻挡管子中水银的重量。如果在他的“引擎”中能够做这样的实验，则他预期，水银的降落将同空气的抽出成比例。于是，把一个一端封闭的玻璃管充入水银，倒置于一个盛有水银的容器之中，然后再放在抽气

机的接受器里。该管的上端通过该接受器的用粘接剂密封的盖子上的一个孔。一当抽气开始，水银便如预期的那样下降，抽气机每抽一次，水银下降的幅度就减小一些。然而，管内水银柱不能降到与外面的水银面齐高，而总要高出一英寸。玻义耳把这个差归因于漏入空气。这个证据使玻义耳确信，一个密闭管子中的水银柱所以处于一定高度，是由于水银压力和外部空气压力相平衡所致。这个实验曾当着一些人的面重做过，他们是“那些出色的和当之无愧的著名数学教授沃利斯博士、沃德博士和雷恩先生……，他们推测，管子中水银的顶端限制在容器中水银面上一英寸之内”(上引著作，pp．111，112；Works，ed．1772，V01．I，p．34)。玻义耳还发现，用抽气机把更多的空气压入接受器，水银“将上升到大大超过27格的惯常高度，而一当这部分空气放掉，它便又将下降到先前所处的高度”(上引著作，p．119；Works，ed．1772，V01．I，p．36)。

在另一个实验中，玻义耳试图秤量空气的重量。他吹制了一个和“小鸡蛋差不多大”的玻璃泡，密封入“尽可能不弄稀疏的空气”。再把它放到玻义耳的“精密天平”的一个秤盘上，用一块铅与它平衡。然后，把这整个装置放入抽气机的接受器中。装有玻璃；泡的秤盘子就下降，且随着抽气的进行，下降更增加。一当让空气再进入，原来的平衡便又恢复；这时，在装有铅块的秤盘中加上一个3/4谷的砝码，再重做实验。随着不断抽去空气，横梁最后达到水平位置；但当给铅块再加上1/4谷时，这个位置就不再能达到。玻义耳估计，泡中空气的重量“超过1谷”，从而认识到空气没有完全抽尽。他又用没有封闭的玻璃泡重做了这个实验，发现在这种情况下，当抽去空气时，玻璃泡的重量不会超过铅——“因此，借助我们的引擎，我们能够象秤其他物体一样地秤量自然密度或者说通常密度而丝毫没有浓缩的空气”(上引著作，p．275；Works，ed．1772，V01．I，p．82)。可惜的是，当把这个玻璃泡充满了水以便确定它的体积时，泡却碎掉了，而玻义耳手头又没有另夕》的玻璃泡。

玻义耳另外还做过一次秤量空气的尝试。玻义耳把一个汽转球加热到尽可能高的温度，并用蜡封住它的注口，再让它冷却，随后进行秤量。然后，再用一根针在蜡上钻一个孔，空气便冲入，然后重新秤量这个装置。两次秤得的重量之差是11谷；玻义耳认为，一定有空气残留在这加过热的装置里。汽转球内发现盛有211/2。盎司重的水，所以“向样体积的空气和水的重力之比将是1：938”(上

引著作，p．290；Works，ed．1772，V01．I，p．86)。利乔卢斯已经估算出它为1：10，000；伽利略计算出它为1：400。

玻义耳在他的实验17中已经注意到，管子中的水银柱随着抽气机的一次次抽气在下降，直到它与外部的水银接近齐高。因此，他希望“从管中水银在第一次抽气时的下降中就得到这种好处；即我由此应当能够对空气(根据它的各种状态即密度和稀疏程度)压力和水银重力之间的力比得出一个比迄今为止都更加精确的揣测”(上引著作，p．115；Works，ed．1772，V01．I，p．35)。接受器和玻璃管的容量都可以确定，但是有“一些困难，就是要求比我已有的更为高深的数学技巧”(上引著作，p．117；Works，ed．1772，V01．I，p．36)，玻义耳只是提示了有可能做出一个有价值的发现。但是应当看到他至少早在1659年12月即他的书付印时就已经做出这个提示。

1661年，弗朗西斯库斯·莱纳斯在他的《论物体的不可分离性》(De corporum inseparabilitate)中攻击玻义耳在1660年的《新实验》(New Experiments)中所表述的观点。莱纳斯虽然承认空气兼有“弹性”和重量，但他争辩说，空气的“弹性”尚未大到足以维持托里拆利实验中的水银柱。他建议改用一种“精索”来解释诸如此类真空实验中的现象，这种“精索”是一种极为纤细的物质，当被强迫扩张时，它极力吸引一切邻近的物体。按照莱纳斯的意见，这精索才是托里拆利管手中水银的真正支持者，当用手指堵住这种管子的顶端时，会感觉到它产生的牵拉力。

玻义耳在他的书的第二版中，批评这种理论“除了毫无用处之外，还相当地靠不住、相当地晦涩以及相当地不充分”。这个新版的书名取为《关于空气弹性的新的物理一力学实验，增补了对作者反驳弗朗西斯库斯·莱纳斯和托马斯·霍布斯的实验的解释的辩护》(New Experimentst'hysico-31echanicall，Touching the Spring of the Air，Whereunto is added A Defence of the Author's Explication of the Experiments Against the Objections of Franciscus Linus and Thomas Hobbes)(牛津，1662；Works，ed．1772，V01．1)。正是在这本《辩护》中，玻义耳首次发表了那个后来称为“玻义耳定律”的假说。

在着手描述玻义耳对这条定律的推导之前，有必要先评述一下这个思想的历史。玻义耳自己曾指出，理查德·汤利由于读了第一版《新实验》，很可能特别

是读了实验17而提出“认为压力和膨胀成反比”的假设。玻义耳还指出，当他首次把这个想法告诉某人(从这上下文和其他证据来看，肯定是胡克)时，后者曾告诉玻义耳，他在1660年已经做过稀疏化的实验，结果与这个假说一致。玻义耳还说，布龙克尔勋爵大约在同一时候也曾做过类似实验。1665年，胡克在他的《显微术》(pp．222—7)中发表了对他实验的说明，他的结论是：他所做的或者在玻义耳告诉他汤利假说以后重复做的那些实验证明，“空气的弹力和它的膨胀成反比，或者至少非常接近于成反比”。皇家学会的记录本表明：在1661年9月11日举行的一次皇家学会会议上，玻义耳就他对这个假说作的实验验证做过说明。

玻义耳对他的实验描述如下：“我们然后取一根长长的玻璃管，借助一盏灯用手灵巧地把它的下端弯成钩形，它向上弯起的部分几乎和管子的其余部分平行，这个虹吸管(假如我可以这样称呼这整个仪器)的这个短肢的注口密封住，管上妥当地粘上一条直纸条，把管子全长一英寸一格地划分(每一格再分成8个分格)，然后把水银注入虹吸管的拱形部分即弯曲部分，直到一个肢中的水银面达到刻度纸的底端，恰好与另一肢中的水银处于同样高度或者说同样的水平线上。我们常常仔细地把管子倾斜，使得空气能够自由地从一支经过水银旁边而进入另一肢(噢，我们得小心行事)，并使得包含在短肢中的空气最后和附近的其余空气有同样的琉松程度。这样做好以后，我们便开始把水银灌入虹吸管的长肢，而这水银的重量压在短肢中的水银上，从而逐渐地使得其中包含的空气变得紧密起来；如此继续不断地灌入水银，直到短肢中的空气由于凝聚而缩减到只占居它原来所占有(我说的是占有，而不是充满)的空间之一半；我们集中注意玻璃管的长肢，它上面也贴着仔细分成一英寸一格和分格的纸条，我们高兴而满意地看到，管子长肢中的水银比另一支高29英寸。既然这个观察与我们的假说非常一致而又证实了它，因此他将很容易认识到我们所教导的并为巴斯卡先生和我们的英国朋友的实验所证明了的事实：压在空气上的重量越重；空气的膨胀力以至它的抵抗力就越大(如同其他弹簧一样，弯曲它的重物越重，它的弹力也越大)。因为，有鉴于此，看来同这假说极为一致的是，根据这个事实，处于这种密度并具有压在上面的大气的重量使之达到的相应大小的抵抗力的空气，能够，抗衡和抵抗高约29英寸的水银柱的压力，正如托里拆利实验所告诉我们的那样：在这里；同

样的空气当其密度大约增大到原来的二倍时，也将得到两倍于原来的弹力。从压在29英寸水银上的空气能支持或者抵抗长肢中的29，英寸水银柱以及大气柱重量两者可以看出，而且也可以从托里拆利实验推知，这空气和它们两者相等”(Defence，pp．58，59；Works，ed．1772，V01．工，pp．156，157)。

进行这些实验的管：子破碎后，玻义耳又弄来了一根形状相同但更长的管子。实际上它是如此之长，以致无法在一个房间里使用它，而必须用绳子把它挂到楼梯上。一个人站在楼梯上，在另一个站在楼梯脚下的人指导下灌入水银，后者观察空气的收缩。这样就取得了大量数据，玻义耳把他的结果列成表，如这里所附的“空气凝聚表”(取自Defence，p．60；Works，ed．1772，I，p．158)所示。可以看到(见D和E两列)，玻义耳把实验得到的结果和根据“压力与膨胀成反比这个假说”计算得到的结果作了比较；还可看出这压力的范围从1到4个大气压。在预期的实验误差允许的限度内，观察值和计算值非常一致。

在进一步做的一系列实验中，玻义耳对低于大气压的气压检验了这个假设。他取一根两端开口的细玻璃管，其上贴有“一张纸条，分成一英寸一格，每一格再分成八个分格”。然后，他把这管子插入水银中，直到只露出一格在外面，再用熔融的封蜡把这一格堵住。让管子冷却，再逐渐把它从水银中升起，同时记下它处于各个位置时空气柱的长度和水银柱的高度，直到空气柱膨胀到32英寸。

英寸。将这些实验值同一根“托里拆利”玻璃管表明；实验时气压高度是293

4

根据那个“假说”计算得到的值作比较，发现和它们相当一致。玻义耳把他的结果列成表，如边码第242页上的表(取自Defence，p．64；Works，ed．1772，I，p．160)所示。

现在可以回到胡克在他的《显微术》中所描述的工作。看来胡克在1660年已作过类似有关空气稀疏的实验，测出了一个空气柱从30英寸水银柱大气压膨胀到3英寸时的压强。他没有用这些结果去检验什么假说，因为他当时不知道汤利的想法。在获悉了汤利的假说之后，他遂于1661年8月2日重做了这些实验，而且另外还用一个与玻义耳类似的装置做了一些高于大气压的实验，一直做到2个大气压。他的结果在实验误差允许的限度内和假说相一致，而且如上所述，他得出了结论：“空气的弹性和它的广延成反比，或者至少近似地如此。”但是，可以公正地认为这个发现是玻义耳做出的(尽管他直到那年9月11日才向皇家学会报告他的结果)，因为是他把汤利的假说告诉胡克，而胡克可能是利用玻义耳的装置进

行研究的。在当时对各种气体没有任何真正知识的情况下，玻义耳和胡克都没有认识到这个发现的重要性。然而，人们以之命名这种概括的“玻义耳定律”这个名称是名符其实的。

空气凝聚表

《科学技术哲学》(自然辩证法)讲课要点

《科学技术哲学》（自然辩证法）复习要点 第一部分课堂讲课内容要点 第一章科学与非科学的划界 一、卡尔纳普的证实原则 生平著作 鲁道夫·卡尔纳普(Rudolf Carnap,1891－1970)是美籍德裔著名数理逻辑学家、哲学家。1910－1914年在弗莱堡大学和耶拿大学学习数学。 一战期间在军队服役，战后回到耶拿大学学习物理和哲学。 1926－1931年在维也纳大学任哲学教授。 1935年移居美国，从事科研和教学工作，1961年退休。 主要著作：《世界的逻辑构造》（1928）、《哲学与逻辑句法》（1934）等。 科学划界标准 两类命题 卡尔纳普认为，科学命题有两类：一类是综合命题，另一类是分析命题。 综合命题是对事实有所断定的经验科学命题，能被经验证明真假。例如：“地球围绕太阳转。” 分析命题是对事实无所断定的形式科学的命题，其真假由定义和逻辑形式来决定。例：“单身汉是没有妻子的男人”，“2＋3＝5”。 划界标准 是否属于分析命题或综合命题是划分科学与非科学的标准。 科学：属于综合命题或分析命题的命题。 非科学：既非综合命题又非分析命题的命题。例如：“宇宙是无限的。” 真理：综合真理和分析真理。综合真理是被经验证实的综合命题，分析真理是符合逻辑句法的分析命题。 二、波普的证伪主义 生平著作 卡尔·波普尔(karl Popper，1902－1994)是英国著名科学哲学家。生于奥地利。1928获维也纳大学哲学博士学位。第二次世界大战后定居英国，任伦敦大学教授、哲学系主任，加入英国籍。 主要著作:《研究的逻辑》（1933）,《科学发现的逻辑》（1956）,《猜想与反驳》（1963），《客观知识》（1972），《开放社会及其敌人》（1945）等。 波普认为，科学命题不能被经验证实，只能被经验证伪。能够被经验证伪的命题才是科学命题。这就是他的著名的证伪主义。 划界标准：能否被证伪是科学与非科学划界的标准。 科学命题：能被经验证伪的命题。例：“所有天鹅都是白的。” 非科学命题：不能被证伪的命题。占星家的命题、宗教和哲学上的一些命题都属于这一类命题。 理论是大胆的假设 波普认为，理论仅是一种猜测，它是为解决问题而提出的一种大胆的假设。 因此，理论是真实性和虚假性的统一。

自然辩证法大作业

自然辩证法期末结业论文 1.自我学习状态评价 作为一名研一的新生，我在第一学期选择了《自然辩证法概论》这门课程。从本学期的第十周一直上到第十七周，我的出勤率几乎达到了100%，只有一次上过第一节课之后导师临时找我谈话，故而缺席了后半节课，为此我也感到很遗憾。虽然在本科期间我学习过《马克思主义基本原理概论》、《毛泽东思想与中国特色社会主义理论体系概论》等课程，对马克思主义理论与科学实践有着粗浅但不深刻的认识，但是由于没有经历过考研，自认为自己的政治水平不高，同时也是有生以来第一次接触到现代科学技术与哲学世界观相结合的课程，所以在课堂上保持着一种认真学习的心态，没能敢于在课上发言，这对我也是一种遗憾。 经过了八周的学习，我感受到这门课是按照教育部的教学大纲要求和精神运用辨证唯物主义与历史唯物主义的基本指导思想从大纲教学内容研究、教学热点重点和难点讨论、学术前沿及问题讨论、历史资料与案例研究、阅读书目及参考文献建议等视角，对马克思主义的自然观、科学观、科技方法论、科技社会论、以及如何建立创新型国家等内容展开了全面的研究。 从整体来看，我认为这八周的课程对我来说是收益良多的，我对我这八周的自我学习状态还是非常满意的。 2.在本课程中主要学习了哪些内容 作为马克思主义理论的重要组成部分，自然辩证法是一门自然科学、社会科学与思维科学相交叉的哲学性质的马克思主义理论。在本册教材的安排上，分为“马克思主义自然观”、“马克思主义科学技术观”、“马克思主义科学技术方法论”、“马克思主义科学技术社会论”这四个部分进行了讲解，第五部分“中国马克思主义科学技术观与创新型国家”由于时间关系没有讲解，但是前面的四部分中每一部分都包含了中国化马克思主义的自然辩证思想，特别是中国化的马克思主义科技观与创新型国家建设。 在第一部分中，我掌握了自然观是人们对自然的根本看法或者总的观点，它也是世界观的重要组成部分，是人们认识和改造自然的思想理论基础。在人类发展的历史长河中，人们的思想经过了古希腊朴素唯物主义自然观到西方机械唯物注意自然观的发展，

2018自然辩证法书后思考题整理

自然辩证法思考题整理 第一章 1.如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系？ （1）古代朴素自然观以直观性、思辨性和猜测性的方式从整体把握认识自然界的本源和发展，但缺乏系统的、以实验为基础的科学依据，尤其是将非物质性的东西当做限于物质世界的独立存在，并认为物质世界是它的派生物，为唯心主义的产生提供了借口，最终导致人类认识的分化。 （2）机械唯物主义自然观的核心是自然界绝对不变，虽然在实证科学的基础上继承和坚持了古代朴素唯物主义的思想，但是不懂得一般与个别、运动和静止等的辩证关系，以一种片面的、孤立的和静止的方法观察自然界，挤不动的自然界的辩证法，自然不能吧唯物主义坚持到底。 （3）辩证唯物主义自然克服了以往哲学自然观的缺陷，坚持了物质世界的客观实在性的唯物主义一元论原则，突出了物质世界的整体性和矛盾性，提示了物质世界的普遍联系，强调了人类起源于自然界、依赖于自然并在把握自然界发展规律的基础上能移动地和改造自然，强调了人与自然界的和谐统一。 2.如何理解系统自然观、人工自然观和生态自然观的辩证关系？ 系统自然观、人工自然观和生态自然观之间的关系： 第一，它们都围绕人与自然界关系的主题，丰富和发展了马克思注意自然观的本体论、认识论和方法论；它们都坚持人类与自然界、人工自然界和天然自然界、人与生态系统的辩证统一，都为实现可持续发展和生态文明建设奠定了理论基础。 第二，它们在研究人与自然界关系的各方面各有其侧重点；系统自然观为正确认识和处理人与自然地关系提供了新的思维方式，人工自然观突出并反思了人的主体性和创造性；自然生态馆站在人类文明的立场，强调了人与自然界的协调与发展。 第三，它们在研究人与自然界的关系方面相互关联；系统自然观通过系统思维方式，为人工自然观和生态自然观提供了方法论基础；人工自然观通过突出人

(完整版)自然辩证法的基本内容

一、自然辩证法的基本内容 主要包括马克思主义自然观、马克思主义科学技术观、马克思主义科学技术方法论、马克思主义科学技术社会论，是自然辩证法的重要理论基石，这四者相互联系，构成了马克思主义自然辩证法理论体系的统一整体，共同揭示人类社会与自然的本质。 科学观以及方法论 1.辩证唯物主义的自然观 自然观：是人们对自然界的总体看法。它是从整体上研究自然界的本质及其发展规律的根本观点。包括：自然界的存在方式；自然界的演化发展规律；人和自然界的关系。 2.辩证唯物主义的科学技术认识论和方法论 是人们对科学技术所运用的认识和实践方法的哲学概括。它是关于科学技术研究中常用的一般方法的规律性理论。 3.辩证唯物主义的科学技术观 科学技术观：是人们对科学技术的总体看法。它是关于科学技术性质、作用及其发展规律以及科学技术与社会的关系的总观点。 4.各门自然科学中的哲学问题 二、自然辩证法在马克思主义中的地位 自然辩证法是马克思主义重要组成部分，是马克思主义哲学的一个重要分支学科，是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，也是人类社会相互作用的理论体系，是对以科学技术为中介和手段的人与自然、社会的相互关系的概括、总结，自然辩证法就是马克思主义自然辩证法，它既是马克思主义关于自然、科学、技术的认识的概括和总结，又是把马克思主义运用于指导具体科学技术实践的重要平台和通道。 三、自然辩证法在企业管理中的发展趋势 我学的是企业管理专业，该专业主要培养能适应社会主义现代化建设、改革开放和市场经济需要的经济管理和企业管理人才。在社会经济快速发展的今天，企业对于国家的发展越来越重要，而只有对企业实行科学的管理，企业才能够发展，国家的经济才能够发展。因此企业管理专业在当今社会仍然是热门专业，分析自然辩证法在企业管理的发展趋势，能够使得企业管理专业的发展更加的符合时代发展的潮流，更好的服务社会。 首先是可持续发展观念在企业管理专业中的体现。在自然辩证法中，就已经提到了有关自然的保护，人类正面临着前所未有的生存危机，建设生态文明，寻求人与自然和谐发展，是人类面临的必然选择。在十七大上明确的提出了“生态文明”这一重要的理念。社会对可持续发展也越来越重视，特别是对于企业的发展来说，更是要以可持续发展作为第一目标，需要特别注重环境的保护，因此企业管理专业在发展的过程中也需要对生态文明进行学习，要培养学生的生态文明的意识。因此自然辩证法在企业管理专业的发展中占有重要的地位，其人与自然要和谐发展的观念对于企业管理的未来的发展十分的重要。 其次是一切从实际出发。一切从实际出发，把客观存在的事物作为观察和处理问题的根本出发点，这是马克思主义认识论的根本要求和具体体现，也是自然辩证法的重要内容。在企业管理专业的学习中，我们不能够仅仅的停留在书本之上，停留在企业管理的理论之上，需要联系实际，密切的联系实际的生活和工作，所学到的知识去解决实际中的问题，解决企业发展过程中的问题。 再次是用联系、发展的观点看到问题，尊重客观规律。自然辩证法认为世界上的一切事物和现象都是相互联系、相互制约的，普遍联系、永恒发展是世界的基本特征，而矛盾是事物

一氧化氮的发现(自然辩证法案例)

NO的发现 1998年10月12日，罗伯特·佛奇戈特等三名美国科学家，被瑞典卡罗林斯卡医学院授予1998年度诺贝尔生理学或医学奖。这项生理学或医学界最高荣誉之所以授予这三位科学家，因为他们发现了一氧化氮（ＮＯ）是心血管调节血压和血流的信号分子，并奠定了一个全新概念的生物系统信号转导原理：一个细胞产生的气体信号可透过细胞膜调节另一个细胞的功能。1980年佛奇戈特确立了血管扩张是由于血管内皮细胞释放一种能使平滑肌松弛的未知分子。他的独创性实验促使人们不断研究和寻觅这一分子。佛奇戈特等科学的研究证实，NO是心血管系统最关键的信号分子。除此之外，它还是神经系统的信号分子、抗感染的武器、血压的调节因子和血流进入各种器官的守门人。 ＮＯ是什么？从前人们对此问题的答案是：ＮO是一种大气污染物，是汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体,破可坏臭氧层导致酸雨、至致癌，甚它还曾作为化学毒剂应用于战争。Ｎ０这种氮气燃烧后产生的最常见、简单的空气污染物,怎么会在哺乳动物和高等动物体内起着如此重要的作用，简直让普通人难于理解。那么何以如此简单而又广泛分布的ＮＯ长期未被发现？其关键原因之一是Ｎ０生物半衰期很短（约３～５ｓ），极易与体内其它自由基等反应而被清除；再者，Ｎ０这一无机分子也许

太简单而被那些似乎总在寻找更为复杂的生物分子的科学家忽略了。此外，ＮＯ性质独特，作用方式不同于经典生物其活性物质或神经递质，神经系统中ＮＯ既不储存于末梢突触囊泡中，也不以胞吐方式释放，是靠其脂溶性在细胞内、细胞间游离，通过化学自由基反应发挥作用并灭活。但Ｎ０的发现绝非偶然，其客观上被应用和研究的历史实际上已长达一个多世纪。 ＮO发现的经历 1953年Ｆuｒcｈgｏtｔ士发表了首篇ＡＣｈ和组胺致兔离体血管条收缩的论文。这与当时公认的给整体动物静注ＡＣｈ或组胺引起血管舒张效应的观点恰恰相反。但他当时坚持自己的实验重复性良好，且观察无误。在1962年，有一个叫Ｊｅlｌifｅ的医生曾发现并报道在血清素预收缩的血管环上。底浓度ＡＣｈ通常是导致其舒张，仅当很高浓度ＡＣh（＞１一４ｍｏｌｍｏＬ）时才使血管收缩。直到２Ｏ世纪７Ｏ年代中后期，虽已有更多实验室发现并报道ＡＣｈ对离体血管的舒张作用，但一方面由于对“权威”的崇拜，另一方面由于对此问题报告结果尚不完全一致，在长达20年时间里却一直无人深究这一问题，并对Furchgott的理论提出质疑。直到1978年，还是在Furchgott的实验室，一次偶然的事件才使这一矛盾得以澄清。 当时Furchgott实验室来了位新的名叫David的技术员，他未按Furchgott的实验步骤操作，结果发现拟用于收缩血管的胆碱能M 受体激动剂carbachol(CCh，为ACh类似物)不使兔主动脉环收缩，

《自然辩证法》读书笔记

《自然辩证法》读书笔记 姓名：徐小剑学号：M060111109 《自然辩证法》是德国哲学家恩格斯一部尚未完成的著作，是恩格斯多年来对自然科学研究的总结。在1875 到1876 年间, 恩格斯撰写了著名的论文——《自然辩证法导言》，恩格斯的《自然辩证法导言》是《自然辩证法》一书中最重要、最完整的一篇论文，它集中体现了全书的基本思想。在马克思主义哲学的发展史上，第一次系统地阐明了辩证唯物主义的自然观。 通过最近对《自然辩证法导言》的阅读，使我对该门课程有了较深入的了解，相信在以后的学习中，书中的基本理论、基本思想、基本原理必将成为我今后探索科学真理中的指导思想。 一、主用内容 在《自然辩证法导言》中，恩格斯通过分阶段带领我们回顾人类社会认识自然，改造自然的历程，让我们认识到现代自然研究同以前任何辉煌的研究不同，它唯一地达到了科学的、系统的和全面的发展。通过研究自然科学的发展历史，恩格斯总结出自然界是运动的、变化的、能量不灭等科学的观点。他在导言里运用近代自然科学发展提供的最新成果，依据辩证唯物主义观点，考察了原始星云到星球，从无机物到生命的产生、生物进化和人类起源的过程，并根据物质运动不灭原理，论证了宇宙无限发展过程，阐明了自然界发展的辩证法。而且，很好地解释了自然科学从产生到当时的发展过程，并预言了未来科学的发展的方向。 二、总体印象和认识 通过这次阅读导言，加深了哲学与科学之间关系的认识，我深刻的体会到自然辩证法的发展同自然科学的发展是紧密联系着的，互相影响的，自然科学的发展为自然辩证法的哲学研究提供实实在在的舞台，自然辩证法的发展为自然科学的进步提供理论的支持。而且自从进入20世纪以来自然科学取得了突飞猛进的发展，从而极大地扩大和加深人类对自然界的认识，并远远超过了19世纪自然科学的眼界，对于新时代的我们，更加需要将自然辩证思想与科学研究结合起来。并且当前我们推动社会和科技的发展，就必须深入研究科技发展的

《自然辩证法》知识点总结

自然辩证法是一门自然科学、社会科学与思维科学相交叉的哲学性质的马克思主义理论学科。它站在世界观、认识论和方法论的高度，（1）从整体上研究和考察包括天然自然和人工自然在内的自然的存在和演化规律，以及人通过科学技术活动认识自然和改造自然的普遍规律；（2）研究作为中介的科学技术的性质和发展规律；（3）研究科学技术和人类社会之间相互关系的规律。具有综合性、交叉性和哲理性的特点。它是从具体科学技术认识上升到马克思主义普遍原理的中间环节，是联结马克思主义与科学技术的重要纽带。 自然观;科技观;科技方法论;科技社会论;中国科技观 建设创新型国家是中国马克思主义科技观的具体体现；提高自主创新能力是创新型国家建设的核心；国家创新体系建设是创新型国家建设的关键。 【自然观】是关于自然界及其与人类关系的总和的观点；它是人们认识和改造自然的本体论基础和方法论前提；它和自然科学发展相一致，并随科技发展而改变形式；它的发展历程始终存在着唯物主义和唯心主义、辩证法和形而上学等论争，并由此推动其演化和进步。思想渊源:朴素唯物主义自然观和机械唯物主义自然观.理论基础和重要标志:辩证唯物主义自然观。辩证唯物主义自然观是自然观的高级形态，是马克思主义自然观的核心；马克思主义自然观是具有革命性、科学性、开放性和与时俱进等特点的辩证自然观，是自然辩证法的重要理论基础。 体现在具体的物质形态中；自然界处于永恒的产生和消灭中，处于不断的流动中，处于无休止的运动和变化中，人和其他动物都来源于自然界。主要特征：直观性、猜测性、思辨性等。作用：1马克思主义自然观形成的思想渊源。2从某一方面为近代自然科学的发展奠定了理论基础。缺陷：1受原始宗教和神话影响，存在着唯物主义与唯心主义对立。2受当时自然哲学限制，不能在细节上科学具体地说明自然界，缺乏科学论证和严密的逻辑体系。 物质的性质取决于组成它的不可再分的最小微粒的数量组合和空间结构，物质具有不变的质量和固有的惯性；一切物质运动都是物质在绝对的空间和时间中的机械运动，都遵循机械决定论的因果关系，都是来源于外力的作用；自然界的未来发展严格地取决于其过去的历史，不存在偶然性和随机性；人与自然界是分立的。主要特征：1.机械性2.形而上学性3.不彻底性。作用：1.为马克思主义自然观的形成奠定了唯物主义思想基础。2.为马克思主义自然观的形成提供了方法论前提。缺陷：1.它把自然界看成一架机器，各种运动都归结为机械运动，抹杀了物质运动形式及其性质的多样性，割裂了自然界和人类社会的固有联系；2.以孤立、片面、静止的思维方式考察自然界，否定了辩证的思维方法；3.认为自然界是绝对不变的，物质运动和自然界的合目的性创造都来自上帝。 物质的固有属性和存在方式；2自然界是在永恒的流动和循环中运动着；3人是自然界的一部分，意识和思维是人脑的机能；4实践是人类认识和改造自然界的的主观见之于客观的、能动的活动，成为人类存在的本质和基本方式；5认识自然界要遵循客观性原则。主要特征

自然辨证法举实例说明

科学技术与辩证法 自然辩证法是唯物主义关于自然界以及人类认识与改造自然界的根本观点和根本方法。它以人和自然的关系作为贯穿其研究全过程的中心线索。人类通过科学技术实践活动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。仔细研读自然辩证法对人类科学技术和人类社会文明的进步起着重要的作用！ 20世纪40年代之前，当大面积虫害困扰农业生产时，瑞士化学家米勒于1939年制成了用以防治棉铃虫、蚊、蝇等的杀虫剂DDT。从40年代以来，DDT被广泛用于农业，因为消除了病虫害，农业大幅度增收，50年代末全世界大约有500万人因此免于饿死。米勒因为第一个合成了高效有机杀虫剂DDT，并广泛用于农业、畜牧业、林业和卫生保健事业，获得了1948年诺贝尔生理医学奖。 随着DDT的广泛应用，DDT的危害也逐渐显露出来。DDT在杀死了害虫的同时也杀死了益虫，从北极的冰块到新生儿的血液中，DDT无所不在，污染了全世界，对生态带来了毁灭性的打击，给人类自己带来了巨大的祸害。首先，昆虫体内产生了强大的耐药性，导致用量大幅度增加；第二，稳定高效曾被认为是优秀杀虫剂的一个特征，而正是这种特征导致农药残留，残留的农药进入生物体内逐渐富集后浓度增加产生毒性，结果是包括人在内的食物链动植物又受到了污染，大量动植物以及人类本身因此而死亡。后来各国都禁止使用DDT了。 人们利用科技发明使人类的生活方式发生了翻天覆地的变化。然而，科技发明是一把双刃剑，在科技发明给人们的生产和生活带来舒适、高效、财富的同时，也带来了环境污染、生态破坏等一系列负面影响。 通过对这个例子的我们可以知道，科技的属性是二重的，分自然属性和社会属性两种，科技的属性是两者的对立统一体。在科技与其主体发生的相互关系时，科技的两重性显现为科技价值的两重性，即科技的自然价值和社会价值共存于科技同其主体的关系之中。大多数灾难的出现与发生，大都是因为没有处理好科技价值的内部关系和各种影响因素。一般灾难的发生有两方面的原因，一种是对科技本身自然属性的不理解，一种是对科技社会价值内部之间关系的不协调。因此我们要充分了解科技本身，掌握其自然属性，遵循客观规律，不以主观意志为转移，科学的运用科技有利的一面，只有这样我们才能避免犯愚蠢的错误，避免大多数的灾难的发生。另一方面，我们也要了解科技的社会价值，包括经济价值、生态价值等等，我们需要综合衡量，不要单纯为了某一个方面而严重破坏了其他方面的价值，要达到资源的合理利用并且不破坏生态和人文环境，实现可持续发展。 虽然每项发明均存在负面的价值，可能导致灾难的发生，但我们并不能因此对发明望而止步。科技让人类生活发生了质的飞跃。所以我们需要正确地看待科技发明，人类虽说不能杜绝技术的负面效应，但在一定程度上，人类可以科学的运用发明来减少的负面效应。要科学看待科学技术利弊双重性，只有尊重自然，按照自然规律办事，我们才能合理利用科学技术，避害趋利，促进人与自然的和谐共存。

自然辩证法-马原 读书笔记

《自然辩证法》读书笔记 《自然辩证法》是恩格斯写于1873-1883年并于1885-1886年作了个别补充的一部著作，包括两个计划草案，十篇论文，169段札记，共有181部分。书中通过写辩证法在数学、力学、天文学、化学、物理学和生物学等研究领域的应用，批判了自然科学中的唯心主义和形而上学观念，全面阐述了马克思主义用辩证唯物主义方法对自然科学研究的观念，总结了过去的自然科学发展历程并对未来科学发展进行了预测。 在【总计划草案】中，写到辩证法是关于普遍联系的科学，主要规律是量和质的转化——两极对立的相互渗透和它们达到极端时的相互转化——由矛盾引起的发展，或否定的否定——发展的螺旋形式。关于各门科学及其辩证内容的简要叙述：数学：辩证的辅助工具和表现方式——数学的无限出现在现实中；天体力学——现在被看作一个过程——力学：出发点是惯性，而惯性只是运动不灭的反面表现；物理学——分子运动的相互转化；化学：理论，能量；生物学：达尔文主义，必然性和偶然性。 辩证法不仅在社会生活和人类思维中起作用，自然科学的发展也是要符合辩证法规律的，如果不正确学习辩证法，科学家就会走入迷途。在恩格斯所处的时代，自然科学同古代人的天才的自然哲学的直觉相反，同阿拉伯人的非常重要的、但是零碎的并且大部分已经无结果地消失了的发现相反，唯一地达到了科学的、系统的和全面的发展。现代科学，和整个近代史一样，随着地理大发现、文艺复兴、资本主义萌芽而迅速崛起。这是一次人类从来没有经历过的最伟大的、进步的变革，是一个需要巨人而且产生了巨人——在思维能力、热情和性格方面，在多才多艺和学识渊博方面的巨人的时代。达芬奇、布鲁诺、哥白尼、牛顿、临耐、拉瓦锡、达尔文……自然科学在普遍的革命中发展着，而且它本身就是彻底革命的，它还为争取自己的生存权利而斗争。最初一个时期的主要工作是掌握手边现有的材料，加以分析总结。然而这个时代的特征是一个特殊的总观点的形成，这个总观点的中心是自然界绝对不变这样一个见解，不管自然界本身是怎样产生的，只要它一旦存在，那么在它存在的时候它始终就是这样。行星及其卫星，一旦由于神秘的第一次推动而运动起来，它们便依照预定的椭圆轨道继续不断的旋转下去，活着无论如何也旋转到一切事物消灭为止。科学还深深地被禁锢在神学之中。1755年康德的《自然通史和天体论》为这个僵化的自然观打开了缺口。关于第一次推动的问题被取消了，地球和整个太阳系表现为某种在时间的进程中逐渐生成的东西。自然界不是存在着，而是生成着并消逝着的。地质学的发展，发现了骨骼化石，促进了生物学的发展，产生了达尔文的生物进化论。新的自然观的基本点是完备了：一切僵硬的东西溶化了，一切固定的东西消散了，一切被当作永久存在的特殊东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。这是物质运动的一个永恒的循环，这个循环只有在我们的地球年代不足以作为量度单位的时间内才能完成它的轨道，在这个循环中，最高发展的时间，有机生命的时间，尤其是意识到自身和自然界的生物的生命的时间，正如生命和自我意识在其中发生作用的空间一样，是非常狭小短促的；在这个循环中，物质的任何有限的存在方式，不论是太阳或星云，个别动物或动物种属，化学的化合或分解，都同样是暂时的，而且除永恒变化着、永恒运动着的物质以及这一物质运动和变化所依据的规律外，再没有什么永恒的东西。但是，不论这个循环在时间和空间上如何经常地和如何无情地完成着，不论有多少百万个太阳和地球产生和灭亡，不论要经历多长时间才能在一个太阳系内而且只在一个行星上造成有机生命的条件，不论有无数的有机物一定产生和灭亡，然

自然辩证法课后思考题及复习题

1.自然辩证学科的性质和任务。 （人们认识自然、改造自然界的根本观点和思维方式，是关于自然界、科学和技术发展的一般规律以及人们认识自然和改造自然的一般方法的学问。） （性质: 属于哲学任务:为科学技术发展提供正确的世界观和方法论启迪,以帮助和促进而不是替代科学技术的认识与实践. ） （自然辩证法是关于自然界和自然科学发展的普遍规律的科学。它是马克思主义的自然观和科学观，又是认识自然和改造自然的方法论。自然辩证法是科学技术哲学主要内容之一，主要研究内容有三个方面：自然观——关于自然界的总的看法，包括自然界辩证发展的总图景及其规律性、人与自然的辩证关系等；自然科学观——关于自然科学自身发展及其与社会关系的总看法，包括自然科学的性质结构、发展规律、发展模式及其在社会发展中的地位和与社会的相互关系等；自然科学方法论——关于研究自然界运动、变化规律的一般方法论。）2.人类自然观发展的几个阶段及每个阶段的特点。 古代朴素的自然观(朴素的唯物主义、辩证思想，粗糙，笼统，神秘) 中世纪宗教神学的自然观(大倒退) 宗教改革、文艺复兴和启蒙运动时期的自然观(新旧交替的阶段) 近代机械的自然观(唯物但是机械) 辩证唯物主义自然观(辩证的，联系的) 早期的自然观被马克思主义称之为古代朴素辩证法自然观，它标志着人类对自然界的认识已冲破原始神话和宗教的藩篱，开始了运用理性思维去探索自然的本质和规律，是人类在认识自然的道路上的一次巨大进步。人类对自然的认识终于以自然哲学的形式出现，意味着哲学和自然科学之间存在着天然的联系。为自然观的进一步发展开启了大门。 近代机械自然观，是以机械的观点去看待自然界和人的。它承认自然界是物质的，物质是按规律运动着的，但用纯粹力学的观点来考察和解释自然界的一切现象，认为自然界是一部机械，把自然界的各种运动形式都归结为机械运动形式。 在唯物论方面，由于对自然界在细节方面认识的深入，有利于坚持自然观的唯物主义立场。在机械论方面： 一、将一切运动都归结为机械运动，认为宇宙、人都是机器，抹杀了独特性。 二、外因论，力学，力是使物体状态改变的的原因，所有物体的变化都是外力作用的。 三、机械决定论 虽然它在坚持唯物论方面比古代有了一些进步，但是其机械论和形而上学的观点却是人类对自然界总体认识上的一种倒退，因为它并没有如实地反映自然界的本质，从而也就不可能把唯物论坚持到底。 18-19世纪理论自然科学的产生及其在各个领域涌现出的一系列的重大发现，为马克思主义的辩证唯物主义自然观的建立提供了自然科学的基础， 在人们面前展示了一个全新的自然图景：自然界是普遍联系的，运动发展变化的，并不是如形而上学者所宣扬的那样，孤立的、静止的、不变的，从而在形而上学自然观上打开了一个

《自然辩证法概论》教学大纲

课程中文名称：自然辩证法概论 课程英文名称：Introduction to Dialectics of nature 课程编号：SK1101 课程性质：学位课课程类型：选修课 总学时：18学时学分：1学分 开课学期：1学期开课单位：社科部 一、教学目的 “自然辩证法概论”课主要进行马克思主义自然辩证法理论的教育，帮助硕士生掌握辩证唯物主义的自然观、科学观、技术观，了解自然发展和科学技术发展的一般规律，认识科学技术在社会发展中的作用，培养硕士生的创新精神和创新能力。 二、教学要求 要求学生们了解自然辩证法学科的性质、发展历史和现状；理解科学与哲学的关系；在熟悉当代科学、技术与社会相关知识和发展趋势的前提下，具体掌握辩证唯物主义的自然观、科学观、技术观的基本理论以及从事科学研究和技术创新的一般方法。 三、主要教学内容与学时分配 绪论（２学时） 1.教学内容： （1）自然辩证法的学科性质 （2）自然辩证法的研究内容 （3）自然辩证法的历史发展 （5）自然辩证法与中国创新型国家建设 2.重点：什么是自然辩证法；自然辩证法的研究内容。 3.课程教学组织方式：讲授（2学时） 第一章马克思主义自然观（２学时） 1.教学内容 （1）马克思主义自然观的形成 （2）马克思主义自然观的发展 2.教学重点：辩证唯物主义的自然观；马克思主义自然观的发展。

3.课程教学组织方式：讲授（2学时） 第二章马克西主义科学技术观（２学时） 1.教学内容： （1）马克思、恩格斯的科学技术思想 （2）科学技术的本质与结构 （3）科学技术的发展模式及动力 2.教学重点：马克思、恩格斯的科学技术思想；科学技术的发展模式及动力。 3.课程教学组织方式：课堂讲授（2学时） 第三章马克思主义科学技术方法论（６学时） 1.教学内容 （1）科学技术研究的辩证思维方法 （2）科学技术研究的创新思维方法 （3）科学技术研究的数学与系统研究方法 （4）科学技术活动的方法 2.教学重点：科学技术研究的创新思维方法；科学技术研究的数学与系统思维方法。 3.课程教学组织方式：课堂讲授（4学时）+讨论（2学时） 第四章马克思主义科学技术社会论（２学时） 1.教学内容 （1）科学技术与社会发展 （2）科学技术的社会建制 （3）科学技术的社会运行 2.教学重点：科学技术与经济转型；科学技术的社会体制和伦理规范。 3.课程教学组织方式：课堂讲授（1学时）+讨论（1学时） 第五章中国马克思主义科学技术观与创新型国家（４学时） 1.教学内容 （1）中国马克思主义的科学技术思想 （2）中国马克思主义科学技术观的内容与特征 （3）创新型国家建设 2.教学重点：中国马克思主义的科学技术思想；创新型国家建设。 3.课程教学组织方式：课堂讲授（3学时）+讨论（1学时）

自然辩证法八个问题

1.逻辑经验主义的科学与非科学的划界标准并对其进行评价。 答：逻辑实证主义，以经验为根据，以逻辑为工具，进行推理，用概率论来修正结论。它认为，科学的方法是研究人类行为的唯一正确的方法，因此，它虽然以感性的经验为依据，但却否认了感性认识的积极作用，是不折不扣的理性主义。 逻辑经验主义标准：可证实性。逻辑实证主义拒斥形而上学，并不是简单的对形而上学的批判和反对，而是认为形而上学不能区分科学与非科学，形而上学的命题甚至形而上学本身就是无意义的。他们提出，一个有意义的命题必须是可以用经验进行检验的命题，而所谓可检验就是“可证实”。这一标准也是他们所提出的意义标准，即科学命题应该是“可证实”的，不可证实的命题是没有意义的命题，就不是科学的命题在这个方面，还有一个程度的问题，有的哲学家对形而上学展开全面的批驳，认为形而上学一无是处，其所有的、整个体系都是毫无意义的，它们既不是分析的，又不能为经验所证实，没有任何真理性可言，是无谓的“伪命题”。因为科学理论都是全称命题，对科学命题的证实都是建立在归纳法的基础之上，但归纳法自身也存在着无法克服的缺陷，这就是所谓的“休谟问题”，归纳法无法证明一个全称命题的正确性，无论多少个有利的科学事实，都无法证实一个科学理论。 因此，由于归纳法的不可靠性，逻辑经验主义以“可证实”作为划分科学与非科学的标准是成问题的。 2.波普尔的科学与非科学的划界标准并对其进行评价。 答：波普尔的划界理论是在逻辑实证主义的划界理论基础上提出的，但又批判了逻辑实证主义的可证实性原则。波普尔的划界标准：“可证伪性原则”。他认为，科学与形而上学的原则区别不在于它们是否可证实，而在于它们是否可证伪。科学理论必须具有可证伪性，即原则上能够被一个或一组可能的观察陈述所证伪（而不是指它们实际上被证伪)。在他看来，理论根本不可能被经验证实。他写道：“我建议以理论的可反驳性或可证伪性作为分界标准”。“一个命题只要它是可检验的，或可证伪的，就是科学的；反之，不可检验、不能被证伪的，就属于非科学的、形而上学的。”他同时指出，他所说的“可证伪”，是逻辑上的可证伪，而非事实上的可证伪。一个逻辑上有可能被证伪的命题或理论，就是一个科学的命题或理论，至于它是否已被经验所证伪，这从分界的观点看来是无关紧要的。从这个观点出发，他把在科学史上已被证伪的许多理论，如地心说、燃素说、热素说和日心说、氧化说、分子理论一起都列入科学之中。而把数学、形而上学、伪科学、宗教神学归入非科学之列，因为在他看来，这些领域的命题都是不可证伪的。 波普的可证伪性标准虽给人耳目一新。但是，“可证伪”标准也存在问题，一个反例的出现并不能决定性地证伪一个科学命题。一方面，一个反例的出现，只能说明作为反例的科学事实本身与科学理论之间存在着冲突，很可能科学理论本身是正确的，而科学事实是错误的。另一方面理论是有内部结构的，即一个科学理论是由硬核和辅助性假说组成的，一个假说并不是单独的接受科学事实的检验，而是诸多假说组成的理论系统作为整体接受科学事实的检验。一个反例的出现，并不能直接否证理论的硬核，而只是表明这个理论系统之中的某个假说是错误的，理论的支持者可以通过修改辅助性假说或者作出特设性假说来维护这个理

自然辩证法课程教学案例

自然辩证法课程教学案例集 物理学卷 案例1：光的波动说与粒子说之争 波动说。 托马斯·杨（Thomas.young）出生于英国的索塞特郡。他2岁时，就能很流畅地读书，4岁时已经通读了两遍圣经，6岁时，能整篇背诵“哥德斯密思的荒村”。16岁时由于他反对贩卖奴隶而戒食糖。19岁时，在伦敦、爱丁堡、哥丁根。最后在剑桥学医。最早研究关于眼睛的构造与光学特性。1801-1804年是他光学发现的第一个时期。1801年，杨在皇家学会宣读了关于薄片颜色的论文，他在这里表示他自己强烈地倾向于光的波动说。干涉原理的引入是这篇文章跨出的重大一步。“两个在方向上或者是完全一致或者是很接近的不同光源的波动，它们的联合效应是每一种光的运动的合成”。杨第一次彻底地用干涉原理解释了声音和光。他以这个原理解释了薄片的色彩和刻条纹的表面或“条纹面”的衍射颜色。杨的观察是以极大的精密度作的，但是，他说明这些观测事实的方式，正如他的大部分论文一样，是简洁而有点模糊不清的。他的包含有重要的干涉原理的论文成为自牛顿的时代以来发行的最重要的物理光学出版物。但它们并没有在科学界留有印象。布鲁厄姆在《爱丁堡评论》第二期和第三期上对这些论文发起了猛烈的攻击。杨的文章被宣称为“没有值得称之为实验或发现的东西”、没有任何价值。布鲁厄姆说，“我们想对革新创造发表点意见，它们除了阻碍科学的进展以外不会有别的效果。”在指责干涉原理为“荒唐”和“不合逻辑”以后，这个评论者说：“我们现在暂时不接受这个作者无能的学究气的作品，从中我们未能找到一些有关的学问、敏锐和独创的痕迹，本来我们以为这些东西可以弥补他在顽强的思考力、冷静和耐性的研究以及通过踏实和审慎地观察自然的运转而成功地发展自然规律方面的明显缺点。”杨发出了有力的回答，它是以一本小册子的形式发表的，但是并没有使公众的舆论转向赞成他的学说。因为正如他自己说的一样，“只卖了一册”。丁铎尔说：“通过那时掌握了舆论界的一个作者的激烈挖苦，这个有天才的人被压制了——被他的同胞评头论足的才智埋没了——整整20年，他事实上被当作梦呓者……他首先要感谢法国人菲涅尔和阿拉哥，感谢他们

研究生2013自然辩证法概论郭贵春课后题答案

2013《自然辩证法概论》 第一章马克思主义自然观 1.如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系？ 2. 如何认识机械唯物主义自然观的方法论意义？ 3. 如何理解马克思主义自然观形成和发展的价值和意义？ 4. 如何把握系统自然观、人工自然观和生态自然观对认识人与自然辩证关系的意义和作用？ 第二章马克思主义科学技术观 1.怎样认识马克思、恩格斯的科学技术思想在马克思主义理论体系中的重要地位？ 2.马克思、恩格斯和国外学者关于技术本质的分析有何主要差异？ 3.如何理解科学技术一体化的特征？ 4.为什么说科学发展表现为继承与创新的统一？ 第三章马克思主义科学技术方法论 1.如何把握创造性思维特性？ 2.数学方法的运用对于科学研究是否有创造性的作用？ 3.掌握系统科学和复杂性科学的方法对于科学研究有何积极意义？ 4.实验有自己独立的生命，是否不需要理论的指导？理论对实验如有指导，是否实验就没有自己独立的生命？ 第四章马克思主义科学技术社会论 1.如何看待科学技术对人的异化和对自然的异化？ 2.为什么要对科学技术工作者进行伦理规范？ 3.如何保障科学技术在社会中健康、持续地运行？ 4.如何理解科学技术文化与人文文化之间的冲突与协调？ 第五章中国马克思主义科学技术观与创新型国家 1.如何理解胡锦涛“大力发展民生科技”的重要思想？ 2.为什么说中国马克思主义科学技术观是一个科学、完整的思想理论体系？ 3.如何理解中国马克思主义科学技术观的理论精髓？ 4.国家创新体系对中国特色的创新型国家建设有何重要意义？

《自然辩证法概论》解答参考 第一章马克思主义自然观 1. 如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系？ （1）古代朴素自然观以直观性、思辩证和猜测性的方式从整体上把握认识自然界的本原和发展，但缺乏系统的、以实验为基础的科学依据，尤其是将非物质性的东西当作先于物质世界的独立存在，并认为物质世界是它的派生物，为唯心主义的产生提供了借口，最终导致人类认识的分化。 （2）机械唯物主义自然观的核心是自然界绝对不变，虽然在实证科学的基础上继承和坚持了古代朴素唯物主义的思想，但是不懂得一般与个别、运动和静止等的辩证关系，以一种片面的、孤立的和静止的方法观察自然界，即不懂得自然界的辩证法，自然不能把唯物主义坚持到底。 （3）辩证唯物主义自然观克服了以往哲学自然观的缺陷，坚持了物质世界的客观实在性的唯物主义一元论原则，突出了物质世界的整体性和矛盾性，提示了物质世界的普遍联系，强调了人类起源于自然界、依赖于自然并在把握自然界发展规律的基础上能够能动地和改造自然。强调了人与自然界的和谐统一。 2. 如何认识机械唯物主义自然观的方法论意义？ 1．它为马克思主义自然观的形成奠定了唯物主义思想基础。它强调自然界存在的客观性、物质性和发展的规律性，冲破了中世纪神学自然观的羁绊，传承了古代唯物主义自然观的传统。 2．它为马克思主义自然观的形成提供了方法论前提。它培植了求实和崇尚理性的科学精神；它促进对自然界的认识从注重神学教义到注重经验事实、从注重思辨和想象到注重观察、实验和数学推理、从注重把宗教作为判定认识标准到注重把实践作为判定认识标准的转变；它强调通过观察、实验和分析等科学方法分门别类地研究自然界。 3. 如何理解马克思主义自然观形成和发展的价值和意义？ 系统自然观： 1．它丰富和发展了马克思主义自然观中的物质观、运动观和时空观。 2．它实现了从认识存在到认识演化、从认识确定性到认识随机性、从认识简单性到认识复杂性、从认识线性到认识非线性的转变，促进了马克思主义自然观在认识论方面的发展。 3．它注重研究自然界系统的非稳定性、无序性、多样性、非平衡性和非线性作用等问题，提供了研究自然界系统的性质、结构和功能及其演化方式和机制的一种新的系统思维方式，推动了马克思主义自然观在方法论方面的发展。 4.它重视系统演化中实践的作用，从而建立起马克思主义自然观、认识论和方法论与历史观和价值观的联系。 人工自然观 1．它研究人类改造自然的实践活动，关注最能体现人的本质力量对象化的创造领域，超越了以往认识狭义天然自然的范围，拓展了天然自然观的研究领域，丰富和发展了马克思主义自然观。 2．它在人与自然界的关系上，克服了近代唯物主义的经验论自然观和唯心主义的思辨论自然观的固有缺陷，实现了唯物论和辩证法、受动性和能动性、自然史和人类史的辩证统一，使得马克思主义自然观成为能动的、实践的自然观和既反映天然自然界又反思人工自然界的科学的自然观。 3．它不仅突出人的主体性和创造性，还强调人工自然界和天然自然界的和谐共存，并

自然辩证法书评

《自然辩证法》书评 作者：弗里德里希·冯·恩格斯 译者：中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局 出版社：人民出版社 《自然辩证法》是恩格斯的主要哲学著作之一，它在马克思主义理论宝库中占有重要的地位，在唯物辩证法的发展史上是一个重要的里程碑。如果说马克思贡献了作为历史辩证法典范的《资本论》的辩证法，恩格斯则正好提供了自然界的辩证法。一方面《自然辩证法》的诞生标志着旧自然观的终结，它在马克思主义发展史上首次全面论述了自然界的辩证法，探讨了自然科学的哲学问题，从而引起了自然观的伟大变革。另一方面，《自然辩证法》在马克思主义发展史上首次正确解决了哲学和自然科学的相互关系问题。《自然辩证法》还为自然科学家提供了辩证唯物主义认识论、方法论和辩证逻辑等伟大的认识工具。 一、成书背景 《自然辩证法》是恩格斯于1873年至1886年期间陆续写作的一部未完成的哲学著作。该书之所以产生于这个时期，除了个人兴趣的原因外，还有更为深广的社会历史原因。 首先，恩格斯写作本书是为了引导无产阶级革命事业和自然科学的健康发展。19世纪70年代，资本主义在欧洲大陆已经得到了巨大发展，无产阶级与资产阶级的矛盾日益尖锐，巴黎公社起义失败的经验表明，无产阶级要在与资产阶级的斗争中取得最终胜利，必须有自己的政党，必须以马克思主义的革命理论为指导。作为马克思主义理论基础的马克思主义哲学，不仅是对人类社会历史发展一般规律和无产阶级革命经验的总结，而且也是对自然科学成就的概括和总结。要确立唯物的同时又是辩证的自然观，需要具备数学和自然科学的知识。这正是恩格斯研究自然辩证法的根本原因。 其次，当时，一些自然科学家在资产阶级思潮的影响下，由于缺乏唯物主义立场，受形而上学的束缚，因而陷入了唯心主义的泥潭。为了把自然科学从唯心主义神学的束缚下解脱出来，为了引导自然科学健康发展，也必须创立辩证唯物主义的自然观和科学观，即创立自然辩证法的理论。 最后，在当时的自然科学领域内，由于自然科学的许多新的发现，积累了大量的科学材料，迫切需要运用正确的哲学观点以及方法去概括和总结，以指导和促进自然科学的进一步发展。恩格斯正是在这种背景下，决心写作《自然辩证法》的。 二、成书经过 马克思和恩格斯十分重视自然科学，然而在当时所处的条件下他们都不可能把大量时间花费在更深地研究自然科学问题上。马克思几乎把全部精力用于指导国际共产主义运动和《资本论》的写作上，而恩格斯为了在经济上援助马克思，自愿地过着商人兼职业革命活动家的双重生活，对自然科学只能时断时续地作些零碎和片断的研究。在1870年9月恩格斯

自然辩证法课后答案

1、如何理解自然辩证法的学科性质和主要内容？ 基本内容： 一、辩证唯物主义的自然观自然观：是人们对自然界的总体看法。它是从整体上研究自然界的本质及其发展规律的根本观点。包括：自然界的存在方式；自然界的演化发展规律；人和自然界的关系。 二、辩证唯物主义的科学技术认识论和方法论定义：是人们对科学技术所运用的认识和实践方法的哲学概括。它是关于科学技术研究中常用的一般方法的规律性理论三、辩证唯物主义的科学技术观 科学技术观：是人们对科学技术的总体看法。它是关于科学技术性质、作用及其发展规律以及科学技术与社会的关系的总观点。四、各门自然科学中的哲学问题。 学科性质： 自然辩证法是一门自然科学、社会科学与思维科学相交叉的哲学性质的学科。它从自然观、认识论、方法论与价值论方面，研究科学技术及其与社会的关系，是科学技术研究的思想理论基础。 （1）哲学的分支 自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。在辩证唯物主义哲学体系中，自然辩证法与历史唯物论相并列。（属于哲学门类：科学技术哲学，一门关于理论思维（辩证思维）的学科） （2）中间层次 在科学与哲学认识的层次上，自然辩证法处于马克思主义哲学的普遍原理和科学技术的具体学科之间的位置上，是联系二者的纽带和桥梁，是具有中介学科特点的一个哲学学科。（自然辩证法与哲学、自然科学之间的层次关系：哲学自然辩证法各门具体科学技术）（3）交叉学科 自然辩证法的地位不是孤立的，它不仅反映了哲学与自然科学的交叉，也反映了自然科学、技术科学、思维科学、社会科学的交叉。 （4）综合性和开放性 1、如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系？ 他们之间的关系可以从两方面来描述，首先朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观都是唯物主义自然观，承认自然界的存在和发展是客观的，在自然观上是唯物的。 其次，它们之间也是有区别的，是变化发展的。 朴素唯物主义自然观是朴素的唯物主义和自发的辩证法自然观，认为自然界是无限多样性的统一体。以直观性、思辨性和猜测性的方式从整体上把握认识自然界的本原和发展，但缺乏系统的、以实验为基础的科学依据，尤其是将非物质性的东西当作先于物质世界的独立存在，并认为物质世界是它的派生物，为唯心主义的产生提供了借口，最终导致人类认识的分化。 机械主义自然观弥补了这一缺陷，吸收了当时的自然科学成果，尤其是牛顿经典力学理论，概括和总结自然界及其与人类的关系所形成的总的观点。它强调自然界存在的客观性、物质性和发展的规律性，但是抹杀了物质运动形式及其性质的多样性，割裂了自然界和人类社会的固有联系。 辩证唯物主义自然观是马克思和恩格斯继承了古希腊朴素唯物主义自然观，批判地吸收了法国唯物主义自然观和德国唯心主义自然观中的合理因素，克服了机械唯物主义自然观的固有缺陷，并以19世纪自然科学成果为基础，形成的关于自然界及其与人类关系的总的观