从力学史和断裂力学的科研工作中讨论科学哲学中的认识与实践.doc

从力学史和断裂力学的科研工作中讨论科学哲学中的认识与实践，工程与科学的关系关键字：工作中中的学的学的断裂科研讨论科学关系哲学力学认识工程 实践1引言马克思主义哲学是社会政治与经济的发展、白然科学的巨大进步和哲学理论自身发 展的必然产物，是关于自然、社会和思维发展一般规律的科学，是唯物论和辩证法的统 一、唯物论自然观和历史观的统一，是一个相对真理马克思主义哲学的理论内容是把唯物论与辩证法、唯物主义自然观和唯物主义历史 观结合起来，形成辩证唯物主义和历史唯物主义的理论体系随着科学技术的发展，科学技术方法论的研究开始出现，科学技术对科学影响日益 明显的现代，科学技术与补会关系成为科学技术哲学研究的重点科技粋学研究也日益 受到垂视马克思主义对科技哲学的发展有璽要的贡献恩格斯《自然辩证法》一书奠 定了马克思主义在科学技术哲学的历史地位科学技术哲学以口然观、认识论与方法论、科学观、科学技术与社会等为研究领域 人类对自然的认识过程、对自然规律的认识过程和思维方法、对科学发展规律的认识过 程、对科学技术与社会发展的相互关系和互动作用、以及科学技术思想、文化、政策、 管理等领域之间的相互关系及其作用和影响等等，均为其研究的范I韦I。

科学技术哲学的历史很长，中国古代和古希腊时代的思想家就开始研究自然哲学方 面的问题，科学技术哲学正是以辩证唯物主义为指导，研究自然界的辩证本性，研究科 学技术思维的辩证法、研究科学技术与社会的辩证关系等内容山于科学技术活动已成为独立的社会活动，因此，将科学技术作为一个单独对象考 察和研究无论对科技发展还是对社会发展都具有巫要的作用科学哲学研究实际上涉及 到马克思主义哲学、科学技术发展史、自然哲学、科学哲学、技术哲学、思维科学、科 技社会学、科技方法学、科技伦理学、技术经济学等多个学科，具有明显的交叉和前沿 学科的性质本人的博士科研工作是基于力学这个古老的学科进行的人类社会的力学知识最早 起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验1687年7刀牛顿发表的《自然哲学的 数学原理》介绍了力学的基木运动三定律与基木的力学量，标志着力学成为一门科学力学不仅是一门基础科学，同时也是一门技术科学，它是许多工程技术的理论基础, 又在广泛的应用过程中不断得到发展力学和工程学的结合，促使了工程力学各个分支 的形成和发展现在，无论是彷史较久的土木工程、建筑T程、水利T程、机械丁程、 船舶丁程等，还是后起的航空T程、航天T程、核技术工程、生物医学丁程等，都或多 或少有丁程力学的活动场地。

力学既是基础科学又是技术科学这种二巫性为沟通人类认 识自然和改造自然两个方面做出了贡献论文主要论述本人从力学基础知识学习、力学全面专业知识学习到进行力学博士课 题“DBTT区域压力容器用钢及其结构件力学断裂特性的尺寸效应研究”整个过程中，马 克思主义哲学的自然观、认识论、科学技术方法论等对我科研工作的指导，以及我所理 解的马克思主义科学技术哲学对自然科学研究的重要意义，和从中得到的收获本论文主要分为以卜•几部分内容：1, 引言简单介绍马克思主义哲学，科学技术哲学和力学的起源发展及基本研究内 容2, 以科学技术哲学的观点简述了力学基础研究和力学发展史中的一些认识和实践 力学史的发展过程说明了人类的认识从简单到复杂的逐步深化的过程；力学科学的研究 方法说明了实践观察最终上升为理论然后再在实践中得到应用的过程3, 以科学技术哲学的观点简述了力学研究中的科学和丁稈技术的关系科学和工 程技术是结合在一体的，二者是相互联系相互依靠不可分割的，是认识世界和改造世界 的统一4, 简述了在本博士课题进行中，从科学问题的提出、科学问题的研究到科学问题 的解决过稈中辩证唯物主义科学技术哲学的巫要指导作用5, 总结本文的主要内容。

二力学基础研究中的认识与实践??????任何事物都是不断变化和发展的从力学史的研究中发现"，力学作为科学的 一个分支研究了人类从白然现象和生产活动中认识和应用的物体机械运动规律，力学的 发展在历史年代顺序上和学科逻辑顺序上大体相同，这种发展反映岀人类认识由简单到 复杂逐步深化的过程力学是研究物质机械运动规律的科学而自然界物质有多种层次，从宇观的宇宙体 系，宏观的天体和常规物体，细观的颗粒、纤维、晶体，到微观的分子、原子、基本粒 子从牛顿力学发展到近代力学，现代力学过程中，20世纪初相对论指出牛顿力学不适 用于高速或宇宙尺度内的物体运动；20年代的量子论指出牛顿力学不适用于微观世界 这反映人们对力学认识的科学技术哲学深化，即认识到物质在不同层次上的机械运动规 律是不同的批判和不断发展是马克思主义哲学的基本精神；破IH立新，以新物质代替 in物质是实践的内在要求，而丿j学的发展验证了这一个认识的发展过程一般來说，力学研究方法遵循马克思主义认识论的基本法则：实践-理论-实践力学家们根据对自然现象的实践和观察，特别是定量观测的结果，根据生产过程中 枳累的经验和数据，或者根据为特定目的而设计的科学实验的结果，捉炼出量与量Z间 的定性的或数量的关系。

为了使这种关系反映爭物的本质，力学家要善于抓住起主要作 用的因索，摒齐或暂时摒弃一些次要因索，力学中把这种过程称为建立模型质点、质 点系、刚体、弹性周体、粘性流体、连续介质等是各种不同的模型在模型的基础上可 以运用已知的力学或物理学的规律，以及合适的数学T具，进行理论上的演绎工作，导 出新的结论依据所得理论建立的模型是否合理，有待于新的观测、工程实践或者科学 实验等加以验证在理论演绎中，为了使理论具有更高的概括性和更广泛的适用性，往 往采用一些无量纲参数如雷诺数、马赫数、泊松比等这些参数既反映物理本质，又是 单纯的数字，不受尺寸、单位制、丁程性质、实验装置类型的牵制力学的研究和发展同实践和科学的发展相一致，是人类的物质实践活动Z—,是唯 物辩证的，也是社会和历史的而实践作为人类的基本存在方式，是人对外部自然的一 种否定性关系，是马克思主义哲学的活力在本博士课题文献调研及力学史学习中发现，材料中往往存在大量裂纹、损伤或裂 隙，使连续介质发生间断并影响其力学性能位错理论和断裂力学分别从微观和宏观的 角度突出了缺陷材料性能的重要性，两者Z间有密切联系断裂力学在60年代迅速发 展，改变了对强度安全设计和材料评价的传统看法，推动了力学的迅速发展和广泛应用。

本博士课题中主要研究了断裂力学中的尺寸效应问题，在研究过程中通过吐故纳新 对以往科技成果的批判继承，同时随着科技发展和课题中的具体T-程实践不断总结新的 经验，丰富和发展自己的理论内容和相应的理论形式9■三力学基础研究中的科学和工程技术马克思说过，科学技术是生产力邓小平提出科学技术是第一生产力，要坚持社会 主义的信念和原则，发展生产力‘这里的科学技术为“基于科学知识的技术”，表明 科学是技术的基础科学技术又可以理解为“科学研究中运用的技术”，此时表明技术 是科学研究的手段叫力学研究工作方式是多样的：有些只是纯数学的推理，甚至着眼于理论体系在逻辑 上的完善化；有些着重数值方法和近似计算；有些着重实验技术等种种科学问题而更 大量的则是着垂在运用现有力学知识，解决丁程技术中或者探索自然界奥秘中捉出的具 体问题科学与工程技术是人类活动的巫要内容科学是知识体系，是认知活动取得的成果 7,是知识体系和由知识所转化的牛产实践活动的统一，自接职能是不断探求和系统总 结关于客观世界的知识，是工程技术的基础工程技术是科学研究的手段，是冇目的冇 组织的改造世界的活动，是人类改造自然能力的标志，最接近生产实践。

科学研究是认 识世界，丁程技术是改造世界，因此两者的关系正是认识世界和改造世界的关系科学 和技术在备自的发展中逐渐走向一体化；科学研究离不开先进复杂的工程技术手段，许 多T程技术在新科学理论基础上推陈出新在力学发展过程中，一个巫要的特点是19世纪中叶开始的科学理论研究和工程技 术研究脱节的倾向开始发生变化19世纪中叶侧重科学理论研究的水动力学和弹性力 学，往往应用较深的数学而不很关心工程师们的实际T程技术，侧巫T程技术研究的水 力学和材料力学常用经验的或半经验的公式而不大关心力学现象的内在基础科学机理而到了 1904年在徳国格「根大学数学教授克莱因的倡导卜成立了应用力学研究所，丿J 求把当时称为“数学理论”的水动力学和弹性力学应用于工程技术实际一个典型的例 子就是普朗特为解决飞行阻力这一实际问题而创立了边界层理论，此后格丁根应用力学 学派的影响遍及1比界T程技术成果的进步为科学的丰富和创新捉供了支持，科学的丰富和发展为T程技 术的提高和改进提供理论依据和新的思路脱离了丁•稈技术应用的科学，就失去了科学 研究的动力和方向，成为水中刀镜中花没冇科学支持的工程技术应用，知其然而不知 其所以然，往往得不到正确应用及创新改进。

美国海军舰艇船体的断裂，导致了线弹性断裂力学的创立；线弹性断裂力学的发展 丰富了力学的一个科学分支，引起宏观弹塑性断裂力学和基于位错和金属塑性理论的微 观断裂力学的快速发展，而这些科学研究又反过来指导客观世界丁•稈技术应用中存在的 断裂破坏问题安全分析校核和剩余寿命预测，对丁稈技术中工稈安全设计和材料制备的 发展提供了有Jj的支持和保障虽然科学和T程技术是结合在一起的，但是在人类活动当中，山于未來工程技术应 用的不可预见性，对未知科学的尝试和研究又是不可避免的，但是不成功的科学研究或 者不能应用到工程技术的科学研究也是必要的，对丁•稈技术的发展也是有巫要意义的 工程技术是以科学知识为原料转化过来的产品工程技术的进步分为三个阶段，基础性 技术研究、应用性技术研究和发展性技术研究只有发展性技术研究时，丁程技术才能 脱离科学，走向实用化而科学活动的发展逐渐的从单纯的基础研究扩展到应用研究和 开发研究作为知识体系的科学从原来仅有的基础自然科学，发展成为包括基础科学、 技术科学和工稈科学三大层次的结构体系科学与工稈技术是结合在一体的9■四以辩证唯物主义科学技术哲学指导本博丄课题的完成??????本博士课题题目为“DBTT区域压力容器用钢及其结构件断裂特性的尺寸效应研 究”。

主要研究内容为，通过实验方法得到在不同温度下不同尺寸的标准试样的断裂特 性，归纳总结提出不同温度卜断裂特性的尺寸效应的理论模型，并且通过数值方法加以 实现，用于预测实际工程应用中管道的断裂过程，通过实验发现管道的断裂过程与数值 预测的结果完全一致课题背景为，在核设施及压力容器广泛应用的今天，各种失效破 坏问题日益突出，给生产安全和经济带來了巨大的损失，因此欧盟AREVA核电集团和中 国核电集团在丁程应用中发现问题，经过科学提炼，形成一个科学命题，经过本博士课 题的研究，最终对该科学问题提出一定的观点，然后投入到实际T程应用中去，指导工 程技术问题，为丁程技术的进步和人类的发展提供一定的支持本节论述辩证唯物主义的科学技术祈学在博丄课题的科学研究中的指导作用辩证唯物主义的科学技术方法论是人们对自己从爭科学技术研究所运用的认识 和实践方法的哲学概括，以辩证唯物主义认识论为指导，在现代科学技术发展的水平上 对各门科学技术的研究方法做出概括和总结，来阐述科学问题与科学爭实、科学抽象与 科学思维、科学假说与科学理论、技术研究与技术开发以及现代系统科学的方法论辩 证唯物主义的科学技术观是人们对技术的总体看法，是马克思主义关于科学技术的本质 及其发展规律的基本观点。

而自然界、认识论和方法论是一致的科学研究过程是不断的提出问题和解决问题的过程，发现和选定问题是科学研究的 起点科学事实是科学研究的基础，观察和实验则是获得科学事实的基木手段物理学 从亚里士多徳自然哲学的物理学到伽利略、牛顿以实验为基础。