科学技术发展所体现的自然辩证

　　摘要：科学技术与自然辩证法是相辅相成的，本文由芝诺悖论引出哲学对科学 的促进作用。继而提出科学、技术与自然辩证法三者之间的关系，指出了科学技术所体现出的自然辩证法。指出了科学技术要想发展就要依靠哲学的指导。 
　　
　　关键词：芝诺悖论 科学技术 自然辩证法
　　
　　一、引言 
　　
　　科学、技术与自然辩证法三者之间相互促进，有着微妙的关系。科学指导技术的发展，发展的技术又促进科学的发展，当前的自然辩证法起到了指导科学与技术的作用，在一定的程度上可以使我们少走弯路，科学技术的发展又使得我们的认知得到了提高，又有助于自然辩证法的发展。 
　　
　　二、芝诺悖论与量子力学   
　　
　　芝诺悖论是古希腊数学家芝诺（Zeno of Elea）提出的一系列关于运动的不可分性的哲学悖论。这些悖论由于被记录在亚里士多德的《物理学》一书中而为后人所知。芝诺提出这些悖论是为了支持他老师巴门尼德关于“存在”不动、是一的学说。这些悖论中最着名的两个是：“阿基里斯跑不过乌龟”和“飞矢不动”。  
　　
　　阿基里斯是古希腊神话中善跑的英雄。在他和乌龟的竞赛中，乌龟在前面跑，他在后面追，但他不可能追上乌龟。因为在竞赛中，追者首先必须到达被追者的出发点，当阿基里斯到达乌龟在某时所处的位置时，乌龟已向前移动一些；阿基里斯再到达乌龟的那个位置时，乌龟又往前跑了一段；因此，无论阿基里斯到达乌龟曾处的哪个位置，乌龟都会在他前面。所以，无论阿基里斯跑得多快，他永远追不上乌龟。 
　　
　　由于运动的物体在到达目的地前必须到达其半路上的点，若假设空间无限可分则有限距离包括无穷多点，于是运动的物体会在有限时间内经过无限多点。  用微积分的概念来解释“动得最慢的物体不会被动得最快的物体追上。”只是在数学上给出了抽象的解。实质上用数学的微积分来解不完全让人信服。因为数学上的微积分的定义是：将曲边形划分为许多的小矩形，再将这些小的矩形的面积相加，那么得到的就是原来的曲边形的面积。这个过程就包含了任何事物是有限的思想。虽然数学家可以说取极限，但实际只能取到很多。而悖论就是要说明有限与无限的关系。说明任何事物是有限的这一原理。这就像有一根绳子要量，你说这绳有一绳的长度，显然是可笑的。 
　　
　　然而这是悖论，答案我们大家所共知的。那么肯定有我们没有想到的地方。是哪里呢？答案是：空间是有限的！近代的量子力学为这个悖论提供了很好的解答。  首先，我们要明白，就像能量与光束一样，空间也是有最小的单元的。普朗克长度约为3310-cm。那么这说明了空间只能比这个更大，而且是整数倍。就像我们所熟知的能量是一份一份的，光是一颗一颗的一样。其次，我们要明白物质波，即德布意罗波。物质波揭示的是：任何运动的物质都是会产生波的。当然我们人类也是有的。只不过其波长非常的短而已，以致我们根本感觉不到。展开来说就是我们的位置是不定的，在任何时刻，都会有一个我们自身的物质波长的误差。这是不能准确测出来的。一部分是由于物理上的测不准原理，另一方面是因为我们自身平时是很难达到极快的速度以致与光速相比都不能忽略的地步。当然，这个波长也是普朗克长度的整数倍。 
　　
　　有了上面两个知识准备我们就可以解释芝诺悖论了。当阿基里斯在跑的时刻，他的每一步都是普朗克长度的整数倍，乌龟也是。那么在阿基里斯距乌龟一个阿基里斯的物质波长的时候，那么那时是无法测量与描述的。因为那时阿基里斯和乌龟都在以其物质波在振动。在那一瞬间，或许阿基利斯在不停的超越与被超越之中，乌龟也是。而后的时段就可以在宏观上来看了。事实上每个段都是这样的，只不过在此悖论中，只有在小的距离上讨论普朗克长度才有意义。否则，我们将疲于奔命。这也是辩证的。 
　　
　　由此可见，哲学是指导科学的发展的。我们在科学研究中只要遵循哲学的基本原理就可以保证我们在大的方向上没有错误，可以保证我们在选题的时候选择正确的命题。如芝诺悖论，虽然当时的人类还没有发现光的波粒二相性，也没有发现德布意罗波，更不要说普朗克长度了。但是芝诺悖论却明确提示人类，物质是有限的集合。  随着科学技术的发展，我们解决了一个又一个难题，也解释了一个又一个的难以理解的现象。当然，也出现了其它的难以理解的现象，就像在十九世纪初，当众人以为物理学的大厦已经建成了时候，出现了几个难以理解的现象一样。这是由于新的科学促使新的技术的发展，也就促进了新的研究工具与方法的，也就发现一些新的现象；反过来，这些新的现象又促进了科学本身的发展。人类的科学与技术就是这样不断地相互交替地发展的。当前的我们日常生活中很多的工具与用品就是在现代的科学理论下发展出来的，就如我们平常使用的计算机，就包含了很多量子力学的理论，也包括了很多的普通物理化学理论。反过来，新出现的计算机也帮助了新的科学理论与新的技术的发展。比如，我们现在在机械加工中的数控机床及加工中心，这些使得我们的世界发生了翻天覆地的变化，否则我们现在那些精美的器具只能是有钱人的享受，还有很多的东西根本就不可能出现。  从以上的例子可以看到，由古代的一个哲学悖论而使我们知道了有限，而现在的科学技术所发现的现象也说明了这个哲学悖论。哲学与科学与技术是相辅相成的。 
　　
　　三、当前的科学技术发展所体现的自然辩证 
　　
　　1.系统观 
　　
　　现代系统观认为，事物的普遍联系和永恒运动是一个总体过程，要全面地把握和控制对象，综合地探索系统中要素与要素、要素与系统、系统与环境、系统与系统的相互作用和变化规律，把握住对象的内、外环境的关系，以便有效地认识和改造对象。  当前的科学技术的发展是系统的科学发展。以机械制造为例。现今的机械制造系统有柔性制造系统（FMS）、有计算机辅助集成制造系统（CIMS）等很多制造系统。它们的提出的目的是为了增加制造系统的兼容性，使得能在一个系统中加工完成多道工序，减少工件的装卸，提高生产效率及零件的加工精度。而且这些系统还提供了良好的人机界面，使得我们人在操作上得到了解放，减轻了人的劳动量。如果还是如同以前那种作坊式的发展，显然很难适应当今社会的发展，因为现在的机械制造系统是一个极其复杂的系统，不是一个人或者一个小集体所能完全掌握的。必须以系统的方式来进行分工与合作。系统所产生的功能是大于所有组成该系统的个体功能之和的。
　　
　　2．科学与技术的相互促进 
　　
　　技术发展一般是落后于科学的发展的，往往是由新的科学发现推动技术的发展。无论是科学还是技术，发展都是不停的创新，事实上科学一向是在不停的创新中使得自己不断发展的，技术也在科学的带领下，不断的推出新的技术。当前的制造业中，许多制造技术与科学发现是密不可分的，如X射线的发现，就出现了深层X射线光刻掩膜技术。后者更是我们在微细加工中最具开发潜力与应用潜力的加工技术。这些科学发现是推动技术发展的直接动力。因为先进的技术可以制造出更先进的、更精密的工具，可以使得许多在当前难以制造的工件变得易于加工。如原子力显微镜，原子力显微镜要求其探针非常的尖锐，最好在其针尖处只有一个原子。这在以前是没有办法想象的，在早些时候，原子的发现还是通过间接的证明来发现的，更不用说去制造一个针尖处只有一个原子的探针了。然而由于技术的发展，以及扫描隧道显微镜的发明，使得我们在微观领域有了长足的发展，使得其制造变得可能。  技术的发展又促进科学的发展。原子力显微镜的发明使得我们人类在观察微观世界更得心应手了。比如，我们可以研究物体表面的结构对其自身的性能的影响等。  科学与技术是相辅相成的，二者之间的关系越来越密切了。
　　
　　3．创新观 
　　
　　创新是社会前进发展中的永恒主题。科学技术的创新是一个极其艰难的历程。然而，它们自身也只有在创新中才能得到发展。放眼整个科学技术的发展史，所有的科学与技术都是在不停的自我否定、自我修正、自我完善中前进的。如地心说可以解释太阳的升起与落下，而日心说则不仅可以太阳的升起与落下，还可以解释许多其他的天文现象，当然，目前对宇宙的认知更可以解释这些现象了。因此，在科学与技术的发展中，我们只有不停的创新才能得到发展。 
　　
　　四、结束语 
　　
　　现今，科学对技术的推动是直接与巨大的，哲学对技术的推动也是巨大的，如前面所叙，计算机辅助集成制造系统就是在哲学思想下提出的。科学在细节方面直接推动技术的发展，哲学在大方向上推动技术的发展。二者的有着各自的作用，他们是不可互相替代的。我们在科学与技术的创新中，要结合自然辩证法，这样可以做到好的创新，使得科学与技术得到发展。 
　　
　　参考资料
　　
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