你们都在用什么护眼仪呀,求推荐

你们都在用什么护眼仪呀,求推荐,第1张

小编也是个近视患者,每天长时间接触电脑,眼睛很疲劳。为了让眼睛舒服一点,我也曾买过各种各样的护眼仪,但是效果尽不如人意。本来佩戴是想好好放松一下的,结果笨重的加上挤压按摩的运作模式,给了眼部、头部一个很大的压力,躺着不是,坐着也不舒服。如果这时耳边再放点音乐,那真的是吵的不要不要的。

市面上那么多到底哪个好呢?哪个更适合孩子、学生使用呢?这大概是很多人都想问的问题。下面小编给大家简单分析一下。

哪个好——应该符合学生的使用场景

学生更多的时间都是在学校,能够使用护眼仪的时间也就是午休和晚上睡觉。这两个时间点,都需要安静,想象一下,一个四、五十人的教室,午休的时候几台一起运作,打个不太恰当的比喻,就好像有一群蚊子在耳边飞来飞去,整间教室都没法安宁。

哪个好——应该方便孩子使用

只有方便使用,孩子才有可能养成经常使用的习惯。如果太麻烦,孩子都懒得用,那么钱就白花了。在学校,充电式的是相对不方便的。一方面,学校教室一般不允许充电,回宿舍也没有插座,如果护眼仪需要经常充电,可能就被孩子弃如敝履;另一方面,充电就可能带来潜在的安全风险,并不适合孩子独自使用。

哪个好——我荐

这是一款不插电、轻柔舒适、可以晚上睡觉使用、有预防近视之效的。与传统护眼仪的运作方式不同,通过半导体技术精准释放与人体相匹配的光波,通过一种自然能量的方式保护孩子的眼睛,没有负作用,因此可以晚上睡觉使用。

眼睛是时代之殇,科技的快速发展也带来了中国青少年近视患病率的快速攀升,课堂里带小眼镜的越来越多,也有更多的人从此和眼镜相依为伴。眼睛是我们的心灵之窗,父母们应该好好保护孩子的这扇窗户,让孩子拥有一个清晰的视界!!

沃纳·海森堡

海森堡是继爱因斯坦之后最有作为的科学家之一。与爱因斯坦受普朗克的量子理论的启发而提出了光量子假设一样,海森堡也是得益于爱因斯坦的相对论的思路而于1925年创立起了矩阵力学,并提出不确定性原理及矩阵理论。 量子力学是人们研究微观世界必不可少的有力工具。由于对量子理论的新贡献,他于1932年获得了诺贝尔物理学奖。海森堡还完成了核反应堆理论。由于他取得的上述巨大成就,使他成了20世纪最重要的理论物理和原子物理学家。公元1901~公元1976,德国物理学家维尔纳·卡尔·海森堡由于在取得整个科学史上的最重要的成就之一——量子力学的创立中所起的作用,于1932年获得诺贝尔物理奖。

签名。

力学是研究物体运动普遍规律的物理学分支。它是物理学的最基本分支,又是最基础学科。在20世纪初的年月里,人们逐渐认识到公认的力学定律不能描写极其微小物体如原子和亚原子粒子的行为;他们对此感到迷惑不解,忐忑不安,因为公认的定律应用于宏观物体(即比个体原子大得多的物体)时是白璧无瑕,完美无缺的。

第二次世界大战开始后,迫于纳粹德国的威胁,丹麦的大物理学家玻尔离开了心爱的哥本哈根理论物理研究所,离开了朝夕相处的来自世界各地的同事,远赴美国。德国的许多科学家也纷纷背井离乡,坚决不与纳粹势力妥协。然而,有一位同样优秀的物理学家却留下来了,并被纳粹德国委以重任,负责领导研制原子d的技术工作,远在异乡的玻尔愤怒了,他与这位过去的同事产生了尖锐的矛盾,并与他形成了终生未能化解的隔阂。有趣的是,这位一直未能被玻尔谅解的科学家却在1970年获得了“玻尔国际奖章”,而这一奖章是用以表彰“在原子能和平利用方面做出了巨大贡献的科学家或工程师”的。历史在此开了个巨大的玩笑,这玩笑的主人公就像他发现的“不确定性原理”一样,一直让人感到困惑和不解。他就是量子力学的创始人——海森堡。

1976年2月1日逝世,享年75岁。

沃纳·海森堡

20世纪初,以爱因斯坦的相对论和玻尔的原子模型为基础而形成的理论物理学吸引着年轻的研究者们。丹麦的理论物理研究所成了年轻的物理学家向往的地方;在慕尼黑,玻尔的早期学说被人们广泛接受,玻尔研究所工作的基础正是玻尔一索末菲原子模型。1924年7月,海森堡的关于反常塞曼效应的论文通过审核,从而使他晋身为讲师,获得德国大学的任意级别中讲学的资格。而波尔--他对这位出色的年轻人显然有着明显的好感--也来信告诉海森堡,他已经获得了由洛克菲勒(Rockerfeller)财团资助的国际教育基金会(IEB)的奖金,为数1000美元,从而让他有机会远赴哥本哈根,与波尔和他的同事共同工作一年。当时,云集在玻尔研究所的来自世界各国的理论物理学家,正试图用这种模型来探索光谱线及其在电场和磁场的分裂,以便创立没有逻辑矛盾的原子过程理论,同时,玻尔本人认为,只有坚决背离传统的观点,问题才能获得进展。但究竟从何入手的问题却一直困扰着他。这是一个棘手的问题,因为它事关从传统的经典力学向一种更合乎自然的科学过渡。新事物的产生总要冲破重重阻碍,该怎么办呢?整个研究所陷入了沉思和不断的实验之中。1925年,当所有的努力都显得徒劳无益时,人们似乎觉得物理学已经走进了一条死胡同。

然而,海森堡的思想让玻尔长期的困惑迎刃而解。海森堡在大学时就对各种原子模型持怀疑态度。他感到玻尔的理论不可能在实验中得到理想的证实。因为玻尔的理论建立在一些不可直接观察或不可测量的量上,如电子运动的速度和轨迹等。海森堡认为,在实验中,我们不能期望找到像电子在原子中的位置,电子的速度和轨迹等一些根本无法观察到的原子特征,而应该只探索那些可以通过实验来确定的数值,如固定状态的原子的能量、原子辐射的频率和强度等。因此,在计算某个数值时,只需要利用原则上可以观察到的数值之间的相互比值,即只有依靠数学抽象才能解决问题。因此,海森堡首先从玻尔的对应原理出发,从中找到充分的数学根据,使这一原理由经验原则变为研究原子内部过程的一种科学方法。

海森堡没有就此止步不前。1925年6月,他又解决了物理学上的另一个重要问题——如何解释一个非简谐原子的稳定能态,从而奠定了量子力学发展的纲领。几个月后,他在物理学杂志上发表了题为《关于运动学和力学关系的量子论新释》的论文,将一类新的数学量引入了物理学领域,从而创立了量子理论。海森堡的理论基础是可以观察的事物或可以测量到的量。他认为,我们不是总能准确地确定某一时间电子在空间上的位置,也不可能在它的轨道上跟踪它,因而玻尔假定的行星轨道是不是真的存在还不能确定。因此,像位置.速度等力学量,需要用线性代数中的“矩阵”这种抽象的数学体系来表示,而不应该用一般的数来表示。作为一种数学体系,矩阵是指复数在矩形中排列成的行列,每个数字在矩形中的位置由两个指标来表示,一个相当于数学位置上的行,另一个相当于数学位置上的列的理论。“矩阵”被提出后,玻恩很快注意到了这个问题的重要性,他与约尔丹共同合作对矩阵力学原理进行了进一步的研究。1925年9月,他俩一起发表了《论量子力学》一文,将海森堡的思想发展成为量子力学的一种系统理论。11月,海森堡在与玻恩和约尔丹协作下,发表《关于运动学和力学关系的量子论的重新解释》的论文,创立了量子力学中的一种形式体系——矩阵力学。从此,人们找到了原子微观结构的自然规律。爱因斯坦评价道:“海森堡下了一个巨大的量子蛋。”

海森堡的矩阵力学所采用的方法是一种代数方法,它从所观测到的光谱线的分立性入手,强调不连续性。几个月后的1926年初,奥地利物理学家薛定谔采用解微分方程的方法,从推广经典理论入手,强调连续性,从而创立了量子力学的第二种理论——波动力学。由于两个理论的创始人都只对自己的理沦深信不疑,而较少领会对方的思想,因而一场争论就不可避免了,他们都对对方的理论提出了批评。后来,薛定谔在认真研究了海森堡的矩阵力学之后,与诺依曼一起证明了波动力学和矩阵力学在数学上的等价性。这两种理论的成功结合,大大丰富和拓展了量子理论体系。这样,解决原子物理任务的方法在1926年就正式创立起来了。

后来,在解释氢分子光谱中强弱谱线交替出现的现象时,海森堡运用矩阵力学将氢分子分成两种形式:正氢和伸氢,即发现了同素异形氢。这可是个了不起的发现。1933年,为了表彰他创立的量子力学,尤其是运用量子力学理论发现了同素异形氢,瑞典皇家科学院给他颁发了诺贝尔物理学奖。幸运之神降落到了年轻的海森堡身上。

沃纳·海森堡

维尔纳·卡尔·海森堡(Wener Karl Heisenberg)是德国著名的理论物理学家、哲学家,量子力学的创始人之一。1901年12月5日,他出生于德国的维尔茨堡。他的父亲A.海森堡博士是名噪一时的语言学家和东罗马史学家,曾经在慕尼黑大学担任中世纪和现代希腊语教授。受其影响,年幼的海森堡学到了一定的语言知识,其父对此引以为豪。

1920年以前,海森堡在著名的慕尼黑麦克西米学校读书。麦克西米学校培养了不少未来的科学家,如量子思想的创始人普朗克40年前就在此求学。中学时,海森堡迷上了数学,并且很快掌握了微分学和积分学。那时的他,一直憧憬着在未来成为一名数学家。可是,后来的大学生涯却改变了这个年轻人的命运。

1920年中学毕业后,海森堡考入慕尼黑大学,在索末菲、维恩等指导下攻读物理学。后来,他又前往哥廷根大学,在玻恩和希尔伯特的指导下学习物理。1923年,海森堡写出了题为《关于流体流动的稳定和湍流》这篇流体力学的博士论文,详细研究了非线性理论的近似性,年终取得了慕尼黑大学的哲学博士学位。

1923年10月回到哥廷根,由马克思· 玻恩私人出资聘请为助教。

1924年6月7日在哥廷根第一次遇见爱因斯坦。

1924年至1927年间,他得到洛克菲勒基金会的赞助,来到哥本哈根的理论物理研究所与玻尔一起工作。从此,海森堡置身于长期激烈的学术争鸣的氛围中,开始卓有成效的学术研究工作。

1933年12月11日获得1932年度的诺贝尔物理学奖。

1934年6月21日提出正子理论。

沃纳·海森堡

第二次世界大战期间,当爱因斯坦等科学家受到纳粹迫害时,海森堡因其对德国的热爱而留在德国,并尽可能地挽救德国的科学。

1941年,他被任命为柏林大学物理学教授和凯泽·威廉皇家物理所所长,成为德国研制原子d核武器的领导人,与核裂变的发现者之一哈恩一起研制核反应堆。随着战争进程的推进,海森堡很快发现自己陷入矛盾之中:他热爱自己的祖国,但又对纳粹的暴行非常仇恨。因此,他便采取实际行动来遏制德国核武器的发展。

1946年,海森堡与同事一道在哥廷根重建了哥廷根大学物理研究所,从事物理学和天文物理学研究,并担任所长。

1948年,该研究所易名为马克斯·普朗克物理研究所。10年以后,他又被聘为慕尼黑大学的物理教授沃纳·卡尔·海森堡简介,研究所也随他迁入慕尼黑,并改名为马克斯·普克物理及天文物理研究所。

第二次世界大战后,海森堡在促进原子能和平应用上做出了很大贡献。1957年,他和其他德国科学家联合反对用核武器武装德国军队。他还与日内瓦国际原子物理学研究所密切合作,并担任了这个研究机构的第一任委员会主席。

这位天才的物理学家永远不会放弃学术上的不断努力。自1953年后的20年中,海森堡把重点转向基本粒子理论的研究。1958年4月,他提出了非线性旋量理论。这个理论的基础是4个非线性微分方程及其包括引力子在内的所谓“宇宙公式”。这些方程系运用于自然界中,能体现出普遍对称性的基本形式的微分系统,而且能解释高能碰撞中产生的基本粒子的多样性。海森堡以他的研究不断推动现代物理向前发展。

1976年2月1日,海森堡这位20世纪杰出的科学家与世长辞。作为量子力学的奠基者,人们永远不会忘记他改变了人们对客观世界的基本观点及其在实际应用中对激光、晶体管、电子显微镜等现代化设备中所产生的巨大影响。这位“永远以哥伦布为榜样”的科学家,在物理学微观世界中,开拓了新的途径,成为量子力学的创始人之一,在微观粒子运动学和力学领域中做出了卓越的贡献。

1925年,维尔纳·海森堡提出了一个新的物理学说,一个在基本概念上与经典牛顿学说有着根本不同的学说。这个新学说──在海森堡的继承人做了某些修正后──取得了光辉的成果,今天被公认为可以应用于所有的物理体系,而不管其类型如何或规模大小。

用数学能演证出:在只涉及宏观体系的情况下,量子力学的预测不同于经典力学的预测,不过由于两者在量上差别太小而无法度量出来(由于这种原因,经典力学──在数学上比量子力学简单得多──仍可用于大多数的科学运算)。但是在涉及原子量纲体系的情况下,量子力学的预测与经典力学的预测迥然各异;实验表明在这样的情况下,量子力学的预测是正确的。

海森堡学说所得出的成果之一是著名的“不确定性原理”。这条原理由他在1927亲自提出,被一般认为是科学中所有道理最深奥、意义最深远的原理之一。测不准原理所起的作用就在于它说明了我们的科学度量的能力在理论上存在的某些局限性,具有巨大的意义。如果一个科学家用物理学基本定律甚至在最理想的情况下也不能获得有关他正在研究的体系的准确知识,那么就显然表明该体系的将来行为是不能完全预测出来的。根据测不准原理,不管对测量仪器做出何种改进都不可能会使我们克服这个困难!

不确定性原理表明从本质上来讲物理学不能做出超越统计学范围的预测(例如,一位研究放射的科学家可能会预测出在三兆个原子中将会有两百万个在翌日放射Υ射线,但是他却无法预测出任何一个具体的镭原子将会是如此)。在许多实际情况中,这并不构成一种严重的限制。在牵涉到巨大数目的情况下,统计方法经常可以为行动提供十分可靠的依据;但是在牵涉到小数目的情况下,统计预测就确实靠不住了。事实上在微观体系里,测不准原理迫使我们不得不抛弃我们的严格的物质因果观念。这就表明了科学基本观发生了非常深刻的变化;的确是非常深刻的变化以致于象爱因斯坦这样的一位伟大的科学家都不愿意接受。爱因斯坦曾经说过:“我不相信上帝在和宇宙投骰子。”然而这却基本上是大多数现代物理学家感到必须得采纳的观点。

显而易见,从某种理论观点来看,量子学说改变了我们对物质世界的基本观念,其改变的程度也许甚至比相对论还要大。然而量子学说带来的结果并不仅仅是人生观的变化。

在量子学说的实际应用的行列之中,有诸如电子显微镜、激光器和半导体等现代仪器。它在核物理学和原子能领域里也有着许许多多的应用;它构成了我们的光谱学知识的基础,广泛地用于天文学和化学领域;它还用于对各种不同论题的理论研究,诸如液态氦的特性、星体的内部构造、铁磁性和放射性等等。

维尔纳·海森堡于1901年出生在德国,1923年在慕尼黑大学获得理论物理学博士学位。从1924年到1927年他在哥本哈根与伟大的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔共事。他的关于量子力学的第一篇重要论文发表于1925年,他对测不准原理论述的结果于1927年问世。海森堡1976年溘然长逝,享年七十四岁,他留下了妻子和七个儿女。

就量子力学的重要性而论,读者可能要问为什么不把海森堡的名次在本册中排得更加高些。然而海森堡并不是量子力学创立中的唯一重要的科学家,为此做出了有深远意义贡献的有他的前辈马克斯·普朗克、阿尔伯特·爱因斯坦、尼尔斯·玻尔和法国科学家路易·德布罗意。此外,在海森堡的那篇具有独创性的论文发表不久以后的年月里,许多其他科学家其中包括奥地利人欧文·施罗丁格和英国人P·A·M狄拉克都对量子学说做出了重要的贡献。但是我认为海森堡是量子力学创立中的主要人物,即使按劳分功,他的贡献也理应使他在本册中名列高位。

1927年至1941年期间,海森堡在莱比锡大学担任理论物理学教授。

沃纳·海森堡

在学术上,海森堡不仅开拓了量子力学的发展道路,而且为物理学的其他分支(如量子电动力学、涡动力学、宇宙辐射性物理和铁磁性理论等)都做出了杰出的贡献。除此以外,他还是一个杰出的哲学家。

1927年,海森堡发表了《量子理论运动学和力学的直观内容》一文,提出了深具影响力的“测不准原则”,奠定了从物理学上解释量子力学的基础。他认为,当我们的工作从宏观领域进入微观领域时,我们的宏观仪器(观测工具)必然会对微观粒子(研究对象)产生干扰。平时.人们只能用反映宏观世界的经典概念来描述宏观仪器所测量到的结果,这样,所测量到的结果就同粒子的原来状态不完全相同。根据这个原理,海森堡宣称,人们不可能同时准确地确定一个物理的位置和速度,其中一个量测定得越准确,则另一个量就越不准确。因此,在确定运动粒子的位置和速度时一定存在一些误差。这些误差对于普通人来说是微不足道的,但在原子研究中却不容忽视。“测不准原则”原则上可以影响到物理学上或大或小的各种现象,但它的重要性在物理学上的微观领域表现得更加明显。通常,在实践中,如果研究中涉及的数量很大,那么统计的方法就为研究活动提供可靠的保障;然而如果涉及的数量很小时,那么测不准原理会让我们改变原有的物理因果关系的观点,并且接受测不准原理。

在测不准原理发现之前,很多人认为,如果能预先测量到自然界中每个粒子在任何时刻运动的位置和速度,那么对于整个宇宙的历史,无论是过去,还是将来,原则上来说都是可以计算出来的。然而,测不准原理却否定了这种情况存在的可能性。因为事实上,人们并不能在同一时刻准确地测量到粒子运动的位置和速度。测不准原理在一定程度上说明了科学测量存在的局限性沃纳·卡尔·海森堡简介,它说明物理学上的基本定律有时也不能让科学家在理想的状况下正确认识研究体系,因而无法完全预测这一体系将要发生的变化。这一原理的提出具有巨大而深远的意义,它是对科学上的基本哲学观——决定论思想的一次重大革新:它告诉人们,测量仪器的不断改进,也不可能克服实际存在的误差。因而,在实践中,这一原理被越来越多的科学家所接受。

在海森堡的一生中,他还撰写了一系列物理学和哲学方面的著作,如《原子核科学的哲学问题》、《物理学与哲学》,《自然规律与物质结构》、《部分与全部》、《原子物理学的发展和社会》等等,为现代物理学和哲学做出了不可磨灭的贡献。

除了获得马克斯·普朗克奖章、德国联邦十字勋章等奖章,诺贝尔物理学奖等奖项外,海森堡还被布鲁塞尔大学、卡尔斯鲁厄大学和布达佩斯大学授予荣誉博士头衔。他是伦敦皇家学会的会员、以及哥廷根、巴伐利亚、萨克森、普鲁士、瑞典、罗马尼亚、挪威、西班牙、荷兰、罗马、美国等众多科学学会的成员,德国科学院和意大利科学院的院士。1953年成为洪堡基金会的主席,欧洲核研究委员会德国代表团团长,日内瓦和平利用原子能会议上西德的代表。

1 从化学看科学与哲学的关系

导言

科学和哲学都是人类在不断地认识和改造自然的过程中逐渐形成和发展起来的。科学源于人类在认识和改造自然中所积累的经验和知识,但这些经验和知识本身尚不足以形成科学,只有当人们用理性思维对这些经验和知识加以概括、总结和推演,把具体的经验上升到抽象的理论,把零散的知识构建成严整的体系时,科学才在真正意义上形成了。因此,科学就是求实精神和理性精神的结合。

而哲学也是源于人类的经验和知识,但哲学并不单纯是对这些经验和知识的总结,从某种意义上说,既是对人类所有经验和知识的共性和本质进行总结,又是对人类理性认识和理性过程进行总结。

这样看来,科学和哲学的对象和目的是不同的,科学研究的是自然界中具体的事物,总结出具体的规律和本质;哲学研究的是这些具体规律和本质之中所蕴涵的更加广泛和更加深刻的规律和本质,同时总结出理性思维的一般规律。

正因如此,科学与哲学并不孤立,而是相互依存、不断交融、共同发展的。首先,科学虽以人们对自然的经验和知识为基础,但必须经过理性思维的概括、总结和升华才能溶入科学体系之中,而这些理性认识和理性过程则是深受哲学影响的。反过来,哲学从根本上又必须紧紧依赖于各种科学规律和本质,从而归纳出更广泛和更深刻的哲学原理和思维规律。因此,历史上科学界的每一次重大突破无不带来哲学界和思想界的深刻革命,而每一次哲学思想的完备和流行反过来又引导着科学的前进。

科学与哲学的这种关系的确是很有意思和很有意义的,为了能更生动地说明这一点,本文将从化学这一门典型而古老的自然学科来看看科学与哲学的美妙关系。

作者:chemsir2007-7-9 22:22 回复此发言

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2 回复:从化学看科学与哲学的关系

上篇 哲学:化学的引路人

一 古代化学的哲学启蒙

在古代,人们无法对化学现象有多么深刻的认识,所以古代化学并没有真正意义上的“化学理论”,如果说有,或者至少说有什么一种思想对化学实践进行指导的话,那么只能是哲学。

人们最早对化学运动的理论概括大概就是对物质世界本原问题的形形色色的哲学学说。

早在商周之交,中国就产生了五行说,认为世界万物都是由金、木、水、火、土这“五行”构成的,五行之间存在着相生、相克、相乘、反侮等辨证关系,从而产生了万物的运动和变化。《国语·郑语》有:“故先王以土与金、木、水、火杂,以成万物。”可以推测,五行说源自人们对化学现象的解释,如水能灭火,木能生火,木燃烧之后化为灰土等等。五行说产生的同时又产生了阴阳说,它认为世界万物无不体现了两个相互对立又相互统一的方面——阴和阳,《道德经》有:“万物负阴而抱阳。”阴阳说和五行说结合起来就构成了中国古代的朴素辨证思想。

在古希腊先后出现了许多不同的世界本原学说。人类第一位哲学家泰勒斯(Thales,前624—547)认为水是万物之源,阿拉克西米尼(Anaximenes,前560—500)则认为气是万物之源,而赫拉克利特(Heraklitos,前536—470)却认为火才是万物之源。恩培多克勒(Empedocles,前490—430)综合了各种观点,提出了“四根”说,认为万物的本原是水、火、气、土四种元素。留基伯(Leucippos)和其学生德莫克利特(Demokritos,前460—370)进一步发展了这种思想,他们假定一个虚空的存在,认为土、气、水、火四种元素的没有变化的“原子”在虚空中做不停的运动,这些“原子”有形状、大小,但颜色、味道和气味不是“原子”所固有的。后来,伊壁鸠鲁(Epikouros,前341—270)也赞同这个古代原子论,并肯定地认为“原子”有重量。然而当时古代原子论仅仅是思辨中的臆测,没有充分的事实根据,所以并不为人们广泛接受。毕达哥拉斯认为数是万物之源,而柏拉图(Plato,前427—347)则认为四种几何形状是构成世界的“元素”,并指出“元素”之间可以互变,而这一思想却对后来的炼金术有一定的影响。柏拉图的学生亚里士多德(Aritotle,前384—323)明确提出了构成万物的“四元素说”,他把元素看作是性质的载体,指出一种物质的性质皆可以归结为冷和热、干和湿四种原性,这些性质两两结合就形成了四种元素。亚里士多德还用人们最常见的自然现象和物质变化的事实来圆说起理论因而在当时几乎获得了普遍的承认,并且这一影响一直延续了近两千年。

在上面各种自然哲学理论的指引下,化学得到了积极的发展,相继出现了炼丹术和炼金术。

中国的炼丹术始于战国时期,至汉武帝(前140—37)时,炼丹、炼金的活动迅速盛行起来。在阴阳五行说的影响下,方士们认为,万物的产生和变化皆乃阴阳交媾,相须不离,使得精气得以舒发的结果。他们把金石药也分成阴、阳两大类,阴阳之药各秉其性而服,可有度世之期、不死之理。他们又把五行说溶于炼丹术之中,有五才、五行、五方、五色、五干、五藏之说,并以阴阳之说统摄五行,自以为找到了药性之间的相互作用规律。炼丹的同时炼金术也产生了,炼丹家用某些药剂点化铅、锡、铁、汞、铜等金属,使其变成黄色或银白色的合金,他们视为“药银”,服后能长生成仙。

约在公元前一世纪,古希腊的亚历山大里亚出现了炼金术,其理论基础是亚里士多德的“万物皆趋向于完善”的思想,认为金属中那些不完善的杂质(贱金属)总是力求变成象黄金一样尽善尽美,但须埋在地下经历长时间才能实现,而用人工炼制可在短时间内完成,因为根据亚里士多德的“四元素说”,若能改变物质中的四种原性的比例,就能使贱金属变成黄金。

炼丹术和炼金术的出发点是荒谬的,其理论基础基本上也是错误的,但是在炼丹、炼金的过程中积累了大量的知识和经验,客观上推动了化学的发展。

作者:chemsir2007-7-9 22:23 回复此发言

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4 回复:从化学看科学与哲学的关系

下篇 化学:哲学的镜子

化学是哲学的镜子,在大量丰富的化学现象中哲学能够更清楚地审视自己的面目,然而长期的困惑在于,哲学究竟是要相信自己的头脑还是相信镜中的影象?这就是唯理论与经验论之争。康德(I.Kant ,1724—1804)在《纯粹理性批判》中提出了“二律背反”以试图解决这个问题,但遗憾的是知道现在还仍然有人将他的思想视为唯心主义、不可知论,这是不公正的,也是不利于哲学的发展的。然而不管怎样,镜中的影象毕竟总是能激发头脑中的智慧的。下面就看看化学中的哲学影象吧。

一 系统与层次

整个化学世界构成一个庞大而复杂的系统,这一系统按照不同的角度又可划分为不同类型的子系统。如从研究对象上分,有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、放射化学等等领域;从研究方法上划分又分为理论化学、实验化学和应用化学。

从横向上看,系统与系统之间可以相互作用、相互交流、相互渗透。如理论化学往往需要引用实验的结果,而实验化学又时常借助理论的指导;化学中各领域现在已普遍出现了相互交叉相互渗透的现象,其界限已经变得比较模糊了,如有机金属化学,物理有机化学等等。甚至整个化学系统也于其他学科发生交流和渗透,近年来出现的分子生物学、计算机化学以及环境化学、宇宙化学等等都是极好的例证。

作者:chemsir2007-7-9 22:24 回复此发言

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6 回复:从化学看科学与哲学的关系

三 对称与守恒

对称不仅是化学中非常普遍的一种现象,而且也是很重要的一种思想。例如:晶体无论在宏观外形上还是在微观结构上都具有很高的对称性,并由此,人们利用群论方法专门来研究晶体的对称性。在量子化学中,人们常常利用分子的对称性将“久期方程”化简,从而大大降低了计算量。

对称性破缺也受到化学家的重视,如半导体中的掺杂正是利用了晶体发生缺陷时的特殊性质。又比如说,具有生物活性的分子很多都是不对称的,具有光学活性,因此有机化学中的不对称合成已经成为一个重要的研究领域。

对称性导致了守恒。物理学中的内特尔定理指出:如果运动规律在某一变换下具有不变性(即有某种对称性),必然相应地存在一个守恒定律。如:时间平移不变性导致了能量守恒,空间平移不变性导致了动量守恒,空间旋转不变性导致了角动量守恒,规范不变性导致了电荷守恒。在化学中也有类似规律。如晶体的对称性导致了晶面交角守恒;在化学反应中,分子轨道对称性在反应过程中的不变性导致了分子轨道对称守恒。

作者:chemsir2007-7-9 22:25 回复此发言

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7 回复:从化学看科学与哲学的关系

四 平衡与有序

平衡反映了事物矛盾双方势均力敌,处于暂时的相对的统一。恩格斯曾指出:“平衡是和运动分不开的。”“相对静止即平衡。”化学反应平衡非常直观地表明了这一点。当一个可逆反应处于平衡状态时,并不意味着正反应和逆反应都同时停止了,事实上正反应就逆反应仍然在进行着,只是它们的速度相等,相互抵消罢了,所以从表观上看反应物和产物在量上没有发生变化。

平衡与非平衡正如恩格斯所说的是“活的统一”,它们之间在一定条件下可以相互转化。如在一定的温度、压力下,具有一定的配比的反应体系达到平衡时,如果改变温度压力或量的配比诸条件中的任何一个,都能使化学平衡破坏,但只要不再改变条件,那么经历足够长的时间后,反应体系将会再次达到平衡。

平衡与非平衡在化学上都有广泛的应用。如能保持溶液PH值的缓冲溶液就是利用了化学平衡的性质;而在化工生产中则利用化学的不平衡,即让生成的产物不断地从反应体系中分离出去,从而使反应不断地向正方向进行,从而提高反应转化率。

非平衡和有序是相关联的。普里高津(Ilya Prigogine,1917—)的非平衡态热力学指出,只有在远离平衡态的条件下系统才有可能形成有序结构。如果系统处于平衡态,那么最终只能形成相对静止的混沌状态。在生物化学当中,蛋白质、DNA分子等都是高度有序的结构,这是因为生物体是个开放系统,而且永远处于非平衡的状态,从而避免了生物分子处于平衡无序的状态。

有序和非对称也有关联。如在晶体中,其结构的有序性导致了取物理性质的不对称性——各向同性,而非晶体结构的无序性导致了其物理性质的对称性——各向异性。另外,生物分子也是高度有序的,有人认为这是由于生命物质在其演化过程中丧失了大量的对称性所致,这正如比埃尔·居里(Pierre Curie,1859—1906)所说的:“非对称创造了世界。”

然而,应当注意,非对称和有序的这种关系必须是针对同一个对象而言的,否则就没有上述结论了。如在统计热力学中,分子的对称性使得其能级的简并度降低,从而使得分子所能采取的微观状态数目减少,因而分子的无序程度减少,即有序程度反而因为对称性而增加了,但应看到这里的有序度是大量分子所组成的系统的有序度,而对称性则是针对于单个分子的,二者不是同一个对象。

由此可见,非平衡导致了有序,而有序又与非对称相关联,所以非平衡也导致了对称性的破缺。现在有人认为万有斥力的破缺源自宇宙演化过程中对称性的丧失,而我个人认为正是由于宇宙演化过程是不可逆的,才造成了对称性的丧失。

作者:chemsir2007-7-9 22:25 回复此发言

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8 回复:从化学看科学与哲学的关系

五 确定性与可逆性

现在有两种理论使“确定性终结”了,一个是量子力学,一个就是混沌理论。前一理论被用于处理化学物质的结构和变化中,后一理论则被用于化学振荡就非平衡态热力学中了。但就目前为止,确定性或决定论似乎对化学家并不重要,因为当前人们研究的是大量分子或原子的集合,所涉及的时间也是远较分子的变化瞬间为长,所以统计规律掩盖了这一问题。然而将来情况是否会变化,还很难说。但我们不要忘了,正是由于不确定性才导致了复杂性,可以想象,正是多体问题的无确定解,才使得天文学家不得不利用摄动理论和变分法来解决天体问题;同样,微观粒子状态的不确定性也使得化学家面对复杂的薛定谔方程望而却步,不得不求助于微扰理论和变分法等手段来解决分子的结构问题。

值得一提的是,不确定性究竟来源于什么?难道世界上真的不存在因果制约关系?根据量子力学理论,不确定性来源于人们观察一个系统所带来的扰动,这个扰动对于微观粒子来说是相当敏感的。根据混沌理论,不确定性来源于一个系统的状态对其初始条件的极度敏感,“蝴蝶效应”对天气的影响就是一个生动的比方。但是,值得质问的是,这些并没有说明因果关系不存在!即使一个微分方程组的解对其初始条件是多么的敏感,但只要其初始条件是确定的,那么就必然对应一个唯一确定的解。无论是量子力学还是混沌理论,用来解释其不确定性的机制都是基于因果关系的,否则,没有因果关系的解释也就不成其为解释了,非因果性不可能靠因果关系来解释。我还想强调一下人的理性因素对不确定性的影响。如果世界上从来没有而且永远不会出现具有理性思维的动物,那么只要宇宙给出其第一初始条件那么对于宇宙这个最大的孤立系统而言,其演化过程中的每一个状态,是完全有可能确定的。然而,当象人这样的理性生物产生之后,人的理性支配了人对宇宙这个系统的影响,继而影响了宇宙的状态,而人的理性有的时候应当说是不受因果关系制约的,比如说,人可以自由地任其思维驰骋,而不一定非要有个什么原因才会想到某个东西。所以,我认为在人的理性思维中是存在着所谓“绝对自由的原因”的。正是由于理性世界的不确定性,才使得人类的活动的不确定性扰动了宇宙的状态。

应当指出,尽管不确定性普遍存在,但导致不确定性的根本机制还是受因果制约的;尽管不确定性是绝对的,但在一定的范围和程度上,也存在相对的决定性,否则科学也就不复存在了。

绝对的不确定性导致了绝对的不可逆性。历史上著名的“可逆佯谬”最先由开尔文既而由洛喜米脱(J.Loschmidt,1821—1895)与1876年提出,他们说,体系的宏观过程是不可逆的,但构成体系的单个分子的运动却是可逆的,因为它们遵循具有时间反演不变性的牛顿运动方程。目前关于“可逆佯谬”有各种各样的解释,而我认为,不可逆性源自不确定性。试想,如果体系只由一个遵循牛顿运动定律的分子构成,那么只要让这个分子可逆运动,体系自然会发生可逆变化;然而,实际体系是由大量的分子构成的,尽管对于每个分子,它们仍然服从牛顿定律,但这已经形成了一个多体问题,因而任何一个想让所有的分子一致地可逆地运动回去的企图都必将不可避免地成为对体系的一个微扰,无论它有多么小,这都会使体系的最终状态不可预测性地远远偏离体系最先的状态,因而人们永远不可能使体系发生可逆变化。

尽管不可逆性的客观存在,化学家并未放弃对可逆性的追求和逼近。如他们在理论上首先研究了可逆过程的性质,然后再以此为基础去研究不可逆过程;而在实验方面,他们设计了“可逆电池”(非常接近与可逆过程),进行了电化学的理论和应用研究。


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