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(2)

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

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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。科学的进步和人类知识的迅速增加，必然伴随着研究方法和思维方法的变革，尤其是在新材料的研究、开发、应用过程中。人们综合运用各种研究手段和思维方法，从而衍生出许多新的构思、概念和认知方法。这些都为辩证唯物主义的认识论与方法论提供了生动的素材，极大地丰富了辩证唯物主义认识论与方法论的内容。

以纳米材料为例，从纳米技术发展的历史可以看出，它经历了一个由不自觉到自觉，由预测到实际研究，由分散研究到系统地整体研究的转变。这种转变反映出了纳米技术体系从形成到进一步发展的系统框架。简而言之，纳米技术的诞生和发展开辟了人类认识世界的新层次。使人类改造自然的能力直接延伸到原子和分子，实现生产方式的质的飞跃，同时也标志着人类的科学技术又进入一个崭新的时代。物质始终标志客观实在，并且能被反映。人们对于纳米材料的研究和进一步利用，首先就是符合物质的客观实在性及能为人们所反映的原理。无论它多么深奥复杂，均不能超越这一理论。

(三)材料科学的研究方法来源于自然辩证法中的科学技术方法论

科学技术的发展促进了对材料的需求，人们不断地发展创造各种各样的材料以满足各种各样的性能要求。材料的性能取决于材料的成分、结构、微观组织和缺陷等，任何一种材料的宏观性能或行为，都是由材料的成分和微观组织结构决定的。材料在制备、加工、运输和使用的过程中都可能受到自身成分、组织和外部环境（温度、压力等）的共同作用而产生成分与组织结构的变化，进而影响性能[4]。要获得满足性能要求的材料，就需要对成分—结构—组织—性能之间的规律进行研究。同其他科学一样，其研究方法主要有三种：归纳法，演绎法，实验法。

归纳和演绎是自然辩证法中科学技术方法论的科学思维方法，实验法是科学抽象中重要的思想模型。材料科学中的一切事物都是现象和本质的统一。材料科学是一门以实验为基础的学科，它需要通过试验获得数据，经验。但这只是科学认识的基础，我们要通过归纳和演绎将它上升到理性认识——规律、理论，这样就可以反过用理论来指导实践，从而将其应用到生产生活中去。

综上所述，材料科学的研究方法也是自然辩证法的科学技术方法论的应用，是科学抽象和科学思维对科学事实价值性的提升。正因为有了自然辩证法，材料科学才能够从中借鉴并加以运用，形成自己的研究体系，也因此才能使材料科学成为一门合格的学问、一门真正的学科。 (四)材料科研选题中的自然辨证法

材料科学是一门以实验为基础的学科，产品需要经过实验阶段，然后再投放

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生产。这个实验过程也称为科研过程，在科研的过程中，很重要的一步就是选题。这是因为：科研选题是科学研究的起始步骤，它关系到科研的方向，目标和内容，直接影响到科研的途径和方法，课题选择是否恰当决定了科研工作进度的快慢以及科研成果的水平，价值和发展前途，科研选题是决定科研工作成败的关键和首要环节。所以我们需要遵循以下几条基本原则： ① 选课题必须着眼于社会实践和科学本身发展的需要；

② 所选课题应具有创新性，应是前人和他人未解决或未完全解决并预期能出成果的科技问题；

③ 所选课题一定要有科学事实和科学理论为依据；

④ 选题时必须考虑完成课题的主客观条件，根据实际具备或经过努力可以具备的件来选择科研课题。

此外，在接下来的试验过程中、整理数据和分析数据以及得出结论的过程中都需要遵循科学，实事求是的原则，把经验上升为理论，用于以后的实践中。 (五)用自然辩证法的思维研发新材料

自然辨证思维是指人们认识、改造客观世界时所运用的具有哲学特征的思维方法。所谓新材料，主要是指最近发展或正在发展的具有特殊功能和效用的材料。近二三十年来, 在生产力发展和高技术产业需求的推动下，新材料的种类正以每年5%的速度增长，规模不断扩大。新材料的发展应用不仅是技术革命与创新的基础和社会前进的动力，也成为社会经济可持续发展的有力保证。用哲学思维研究新材料，会对实际的研究工作起到不可估量的作用。常用的哲学思维方式有相似法、相反法、宏微对比法、扩展缩微法等。

相似法

现实世界中，从宇宙星系到原子内部运动都存在着种种相似之处。但是，相似不等于相同。相似是客观事物存在的相同和变异的矛盾的统一。因此，在学习过程中，既可以通过相似法中的相同部分看到事物前后之间的承袭关系，又可以通过变异部分看到事物前后之间的差异及发展关系。

纳米材料与自然界的水在某些方面具有相似性，最新研究出的“纳米水”不是普通的水，它是纳米燃油添加剂的俗称。目前主要针对车用柴汽油和燃料油使用，可实现用物理方法解决燃油燃烧的化学问题，进而实现环境保护和节能减排的目的。

相反法

事物之间不仅存在着相似现象，而且还存在着相反现象。有大必有小；有强必有弱；有虚必有实；有吸收必有排泄；有吸引必有排斥；有聚合必有分离；有守恒必有不守恒等等。在学习过程中，许多问题都可以从反面去剖析、反证、推

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理、理解、概括、设想、加深、巩固和扩展对下面知识领域的认识与把握。

科学技术的发展需要越来越多的新材料，单一结构的材料往往不能满足人们的需要。于是，科技工作者就开动脑筋研制出各种复合材料。所谓复合材料就是把两种或两种以上的材料结合在一起，也许这几种组合材料之间有着完全相反的特性，但正确的使用能使之充分发挥特长而避开其各自的缺点。这样，就诞生了许许多多性能优异的新材料。

在严寒的冬天，你穿上几件单衣仍会感到刺骨的寒冷。这时，你如果穿一件棉衣便会感到全身上下暖烘烘的。这是因为棉花、中空纤维、羽绒等具有蓬松的特点，内部藏有大量的空气，具有良好的保温作用。但是，如果不用布只用这些材料做棉衣，干脆做不成衣服。只有用不能保温的布把这些能保温的材料裹起来，才能做成既结实美观又保暖的棉衣。所以说，棉衣大概是人类最早开发利用的复合材料了。

宏微对比法

许多事物在宏观上几乎完全一样，但由于微观上的点点差异，往往是性质完全不同的两码事。在学习时，就要时刻注意将它们进行宏观与微观的对比，才能牢固地掌握其词义及形态特征。在创造性思维过程中，宏微对比往往是发现新的科研专题征的最好契机。

损坏的物品能够自我修复，这本是一件不可能的事情。然而，美国伊利诺斯大学的工程师发明了一种装有化学试剂和催化剂的小胶囊，在材料发生断裂时，可通过两者的化学反应填补裂缝。德国科学家发明的新材料是一种透明塑料，这种塑料在受热后能自动修复裂痕，这种修复裂痕的反应是可逆的。

扩展缩微法

扩展是将已学过的知识作基础，向纵横两个方法延伸，以加深与巩固原有知识，并创造新的知识。其具体实施方法就是扩展法的具体化——类推法。微缩是将已学过的宏观知识作显微验证。其具体实施方法是还原法。

德国科学家日前开发出一种新型织布材料，用这种布料缝制内衣可以治疗皮肤病。这项成果为许多皮肤病患者解除了频繁换药的痛苦。据介绍，科学家利用自然纤维和人造纤维中都含有的一种名为\环式糊精\的糖分子使织布拥有了医疗功能。该分子化合物能在织布内形成微小的孔状空间，并具有吸收不渗水物质的性能。科学家介绍说，通过特殊方法处理，他们将一些外敷药物的有效成分添加进新型纺织品内，从而使这种织布内部那些微孔能够较好地保存这些药物而不“流失”。在织布与人体接触时，极少量汗液“刺激”使药物被“激活”，有效成分会慢慢渗出被人体吸收，达到与外敷药物同样的疗效。

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结论与建议

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自然辩证法，在材料研究中得到了广泛的应用，这一点是毋庸质疑的。从材料的自然属性到自然辩证法的科学方法论与材料科学的研究方法的联系，再到自然辩证法在材料科研中的应用，每个方面都折射出自然辩证法的影子。所以说，材料科学的发展离不开自然辩证法。一部材料科学的发展进步史，就是自然辩证法在其中的应用史。

今后我也会把这些应用在专业课的学习上。首先，通过对材料结构和物性的深入研究，从而对材料本质进行研究和了解；同时对材料的制备、结构和性能，以及它们之间的相互关系也进行深入地研究，这为材料科学的形成打下了比较坚实的基础。另一方面，研究通过材料成型、加工、表面处理技术、热处理及复合等材料工程技术的发展，要求不同类型的材料之间能相互代替，充分发挥各类材料的优越性，以达到物尽其用的目的。

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参考文献

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