梁雯雯　胡麗云

摘 要：本文結(jié)合自然科學(xué)的進(jìn)展，闡述了馬克思主義哲學(xué)中度與臨界值之間的關(guān)系，論證了二者相輔相成的機(jī)理：哲學(xué)為自然科學(xué)提供指導(dǎo)和方法論，自然科學(xué)為哲學(xué)的發(fā)展提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：度;臨界值;關(guān)節(jié)點(diǎn);度的推廣

1 度的概念

度是馬克思主義哲學(xué)的一個(gè)基本范疇，唯物辨證法將反映特定質(zhì)和量相統(tǒng)一的哲學(xué)范疇叫做度。度是事物保持特定質(zhì)的量的限度、幅度或者范圍，是保持事物的質(zhì)相恒定的量的界限。它的極限稱臨界點(diǎn)或關(guān)節(jié)點(diǎn)。在臨界點(diǎn)之前，量變不會(huì)改變事物的質(zhì)，如果突破了臨界點(diǎn)，事物的質(zhì)就會(huì)改變，形成新的質(zhì)量統(tǒng)一體，成為另一種事物[1]。

2 臨界值

2.1 臨界值的起源

20世紀(jì)60年代，法國(guó)數(shù)學(xué)家托姆創(chuàng)立了“突變論”[2]，70年代中期，成為自然辯證法的研究熱點(diǎn)。有人將其稱為“自牛頓發(fā)明微積分以來數(shù)學(xué)史上最大的成就”，該理論也直接推動(dòng)了生物學(xué)與數(shù)學(xué)相交匯。從硬科學(xué)到軟科學(xué)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用[3]，突變理論用控制參量的連續(xù)變化刻劃基本過程，而用狀態(tài)參量幾乎處處連續(xù)變化，但在少數(shù)臨界點(diǎn)上發(fā)生突變來刻劃系統(tǒng)的演化行為。作者認(rèn)為，臨界值可以看作是突變函數(shù)的一些特殊解，臨界點(diǎn)是從舊結(jié)構(gòu)到新結(jié)構(gòu)發(fā)生相變的突變點(diǎn)。在臨界點(diǎn)上，系統(tǒng)發(fā)展表現(xiàn)出諸多不確定因素。在臨界點(diǎn)時(shí)對(duì)于漲落特別靈敏，一個(gè)小的擾動(dòng)足以使得系統(tǒng)從熱力學(xué)分支進(jìn)入耗散結(jié)構(gòu)分支[5]。

2.2 臨界值的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的每一次巨大進(jìn)步都伴隨著臨界值的突破。當(dāng)人類突破了重力極限時(shí)制造了飛機(jī);突破了第一宇宙速度時(shí)，制造了人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船，并且飛上了月球。愛因斯坦突破了經(jīng)典力學(xué)中時(shí)間、空間、質(zhì)量和速度的概念，提出了相對(duì)論，據(jù)此人們研制成功核武器，為人類和平做出了貢獻(xiàn)，建造了核電站，為人類提供了新能源。人們制造了小于100nm的材料，從而產(chǎn)生了納米科技。在生命科學(xué)中，克隆羊多莉的誕生，突破了哺乳動(dòng)物兩性繁殖的局限，產(chǎn)生了劃時(shí)代的意義。生與死，基因突變、酶失活、蛋白質(zhì)變性、端粒酶等研究，都體現(xiàn)了度的限制和臨界值的巨大意義。

當(dāng)然，在度的研究方面，科學(xué)家也做了不少工作，特別是近年來納米材料的研究和超臨界流體萃取技術(shù)的發(fā)展，越來越使人們感到臨界值的重要性。但是在理化科學(xué)和生命科學(xué)中，臨界值的研究還未形成一門具體的、系統(tǒng)的和專門的科學(xué)，還沒有人提出臨界值科學(xué)這一術(shù)語。其實(shí)，在最一般的科學(xué)——數(shù)學(xué)科學(xué)中，早已經(jīng)抽象出了臨界科學(xué)的一般模式，那就是微積分和極限。函數(shù)的“臨界點(diǎn)”在數(shù)學(xué)和物理應(yīng)用中十分重要，一元函數(shù)存在極大點(diǎn)，極小點(diǎn)和拐點(diǎn)，多元函數(shù)與解析幾何相結(jié)合是突變理論的重要數(shù)學(xué)淵源。

最早的臨界值現(xiàn)象是物質(zhì)的三態(tài)變化。起初的研究認(rèn)為：對(duì)任意的物質(zhì)，其相變點(diǎn)是一定的，都有一定的三相點(diǎn)。例如水的熔點(diǎn)為0oC，沸點(diǎn)為100oC。后來物理化學(xué)的發(fā)展才表明，隨著外界條件的改變，相變點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化的。拉烏爾定律定量的說明了這種變化關(guān)系。并且產(chǎn)生了等溫相變、可逆相變和不可逆相變等一套東西。

臨界值的另一個(gè)重要體現(xiàn)在超導(dǎo)體中。1911年荷蘭科學(xué)Onnes用水銀進(jìn)行低溫實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)溫度降到4.2K時(shí)，其電阻突然消失了[6]。這一驚人的發(fā)現(xiàn)開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域，在超導(dǎo)物理學(xué)中，4.2K這一關(guān)鍵的溫度點(diǎn)就是汞是否超導(dǎo)的臨界值，也稱轉(zhuǎn)變溫度。后來經(jīng)過研究，他又得出了破壞這種超導(dǎo)體的磁場(chǎng)值和電流值，并分別稱為臨界磁場(chǎng)和臨界電流。自然而然，就會(huì)有人提出問題，為什么會(huì)產(chǎn)生超導(dǎo)現(xiàn)象？超導(dǎo)體為什么存在這一轉(zhuǎn)變溫度、臨界磁場(chǎng)和臨界電流這些臨界值呢？之后的幾十年內(nèi)科學(xué)家致力于解釋這些問題，形成了二流體模型和唯象理論等。并創(chuàng)造了第二類超導(dǎo)體，使轉(zhuǎn)變溫度、臨界電流和臨界磁場(chǎng)這些臨界值逐步增大。1950年，Maxwell和Reynolds發(fā)現(xiàn)同位素效應(yīng)——超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度與原子質(zhì)量有關(guān)。1952年，科學(xué)家制得了轉(zhuǎn)變溫度為18.3K的Nb3Sn超導(dǎo)體[7]。1957年，Bardeen，Cooper，和Schriffer合作建立了BCS微觀理論。給出了超導(dǎo)電現(xiàn)象的機(jī)制，提出了“庫柏電子對(duì)”概念。1973年，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了臨界轉(zhuǎn)變溫度為23.2K的Nb3Ge，1986年我國(guó)科學(xué)家合成了La-Ba-Cu-O化合物，其臨界溫度高達(dá)35K而突破當(dāng)時(shí)世界紀(jì)錄[8]。由此可見，作為超導(dǎo)體的度在不斷增大。但是，只有質(zhì)確定的情況下，我們才可以推廣其度。對(duì)于鐵磁性金屬以及稀土元素，由于它們自旋之間的相互作用很強(qiáng)，致使電子都有相同方向排列的趨向產(chǎn)生合作效應(yīng)使其不能成為超導(dǎo)體，那么我們研究其轉(zhuǎn)變溫度就無意義。也就是說我們只有搞清楚物質(zhì)為什么會(huì)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)這一本質(zhì)問題時(shí)，才會(huì)最大限度的研究其超導(dǎo)范圍，也就是說研究臨界值的變化和度的推廣必須依賴于“質(zhì)”的規(guī)定性。

3 結(jié)論

量變與質(zhì)變相互區(qū)別的根本標(biāo)志就在于：事物的變化是否超出了度，要把度和關(guān)節(jié)點(diǎn)、臨界點(diǎn)區(qū)分開來。在實(shí)踐過程中要掌握適用性原則。美學(xué)兼哲學(xué)家李澤厚先生非常重視這一范疇，認(rèn)為“度”是哲學(xué)的“邏輯起點(diǎn)”。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉敦平主編.馬克思主義哲學(xué)原理[M].高等教育出版社，2003，62.

[2]勒內(nèi).托姆著.突變論：思想和應(yīng)用[M].上海譯文出版社，1989，1.

[3]魏宏森，曾國(guó)屏著.系統(tǒng)論[M].清華大學(xué)出版社，2009.97.

[4]苗東科.突變論的辨證思想[J].自然辯證法通訊，1995，17（5）：14.

[5]凌復(fù)華著.突變理論及其應(yīng)用[M].上海交通大學(xué)出版社，1987，24.

[6]Xue M Q，Cao T B，Wang D M，et al.Sci.Rep.，2012，2：389.

[7]羅習(xí)剛，吳濤，陳仙輝.非常規(guī)超導(dǎo)體及其物性[J].物理，2017，46（8）：9.

[8]Tanigaki K，Ebbesen T W，Saito S et al.Nature，1991，352：222.