巖土工程與自然辯證法的關系

自然辯證法在巖土工程中的應用初探摘要：自然辯證法與各學科雖有肯定的區(qū)分，但更有緊密聯(lián)系的。巖土工程作為一種應用性學科，其探討和發(fā)展須要運用自然辯證法相關的理論進行指導。通過對自然辨證法中的方法論觀點的闡述，并結合巖土這一學科中工程應用，來闡明巖土是須要方法論里的觀點來指導的。關鍵詞：自然辨證法；方法論；巖土工程自然辯證法學科的形成和發(fā)展是與自然界演化和發(fā)展史、人類相識自然和改造自然的歷史以及自然科學技術的發(fā)展史親密相關的，它是人類對幾千年來自然科學技術成就和哲學思想發(fā)展的優(yōu)秀成果的進一步科學概括、合理繼承和發(fā)展的結果。它與現(xiàn)今發(fā)展的各學科有著親密的聯(lián)系。自然辯證法是馬克思主義的重要組成部分，自然辯證法的創(chuàng)立與發(fā)展同哲學與科學技術的進步親密相關，是馬克思主義關于科學與社會關系的已有成果的概括和總結。自然辨證法告知我們，科學技術方法是關于科學技術探討中常用的一般方法，包括有適用某些學科的特殊探討方法、適用于各門自然科學或技術科學的一般探討方法即適用于自然科學、社會科學、思維科學的普遍探討方法。自然辯證法是馬克思主義的自然觀和自然科學觀。體現(xiàn)馬克思主義哲學的世界觀、相識論、方法論的統(tǒng)一，構成馬克思主義哲學的一個組成部分。自然界客觀存在的規(guī)律性。通過各個自然領域的特殊自然規(guī)律和個別過程表現(xiàn)出來。辯證唯物主義的自然觀、自然科學觀和自然科學方法論。探討自然界和人們相識自然改造自然的最一般的規(guī)律，對自然科學內(nèi)容和自然科學的產(chǎn)生、發(fā)展歷史作出哲學概括。自然辯證法是辯證唯物主義哲學的的分支學科，是以整體的自然界、自然科學技術探討的一般方法和整體的科學技術作為探討對象的學科。自然辨證法是探討相識自然、改造自然的方法論，總體上劃分為自然觀、科學技術觀和科學技術方法論三大部分。自然辨證法在科學技術的詳細學科和馬克思主義哲學的普遍原理之間，是處于一種中間的位置。正是由于自然辯證法自身特殊的位置，與其他哲學相比，它和自然科學的關系更值得探討。自然辯證法與自然科學有肯定的區(qū)分，但更有緊密的聯(lián)系，土木工程中很多地方受著它的指導。比如其中的巖土工程中，自然辯證法中的方法論指導著巖土探討者和工程師們。巖土工程(geotechnicalengineering)：是歐美國家于20世紀60年頭在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題，作為自己的探討對象。巖土工程專業(yè)是土木工程的分支，是運用工程地質(zhì)學、土力學、巖石力學解決各類工程中關于巖石、土的工程技術問題的科學。依據(jù)工程建設階段劃分，工作內(nèi)容可以分為：巖土工程勘察、巖土工程設計、巖土工程治理、巖土工程監(jiān)測、巖土工程檢測。主要探討方向①城市地下空間與地下工程：以城市地下空間為主體，探討地下空間開發(fā)利用過程中的各種環(huán)境巖土工程問題，地下空間資源的合理利用策略，以及各類地下結構的設計、計算方法和地下工程的施工技術（如淺埋暗挖、盾構法、凍結法、降水排水法、沉管法、TBM法等）及其優(yōu)化措施等等。②邊坡與基坑工程：重點探討基坑開挖（包括基坑降水）對鄰近既有建筑和環(huán)境的影響，基坑支護結構的設計計算理論和方法，基坑支護結構的優(yōu)化設計和牢靠度分析技術，邊坡穩(wěn)定分析理論以及新型支護技術的開發(fā)應用等。③地基與基礎工程：重點開展地基模型及其計算方法、參數(shù)探討，地基處理新技術、新方法和檢測技術的探討，建筑基礎（如柱下條形基礎、十字交叉基礎、筏形基礎、箱形基礎及樁基礎等）與上部結構的共同作用機理和規(guī)律探討等。巖土工程的探討理論和方法巖土工程是一門綜合性很強的學科。在探討理論和方法上，須要工程地質(zhì)學、巖石力學、土力學、結構力學、土工測試等多學科的相互滲透；在工程實踐中，須要勘察、設計、施工、檢測、監(jiān)理、科研等各方面的親密協(xié)作。自然辯證法告知我們，在各類探討方向中，巖土工程都要考慮的因素就是人與自然的和諧。人與自然的和諧可以邏輯的綻開分為三個層面，即人與人工自然的和諧、人與自然與自然自然的和諧、人與自然自然的和諧。在巖土的設計與施工過程中，我們要牢記和諧關系，充分考慮施工現(xiàn)場的各項內(nèi)在外在的因素，實現(xiàn)“天---地---人”的統(tǒng)一和“人---人工自然---自然自然”的和諧。自然辨證法告知我們，科學技術方法是關于科學技術探討中常用的一般方法，包括有適用某些學科的特殊探討方法、適用于各門自然科學或技術科學的一般探討方法即適用于自然科學、社會科學、思維科學的普遍探討方法。首先我們遇到的是科學技術問題和科研選題?？茖W問題是只肯定時代的科學相識主體在當時的科學實踐水平和學問背景下提出的關于科學相識和科學實踐中須要解決而又未能解決的沖突。在巖土方向，我們要搞探討，首先要讀大量的文獻，來了解這個學科中前沿的東西，并了解現(xiàn)在須要解決的問題并進一步提出問題，為工程實踐做貢獻。比如說巖土中現(xiàn)在比較前沿的是支護工程，實踐中慘痛的事故，顯示了搞科研的巖土相關人員須要改進現(xiàn)今的支護技術，找到更加平安的支護方案，以增加工程中平安度，削減經(jīng)濟損失，對人命財產(chǎn)都有利。然后是對事物進行科學的視察進行科學的試驗，科學視察和科學試驗是獲得科學事實的主要方法和途徑。對于一個工程實例，牢靠精確的了解其各項工程數(shù)據(jù)狀況是首先要搞清晰的事情，不搞清晰狀況就談不上設計與施工。通過科學的視察和試驗可以解決這一問題。不斷地以科學的思維方法提出問題，解決問題，得出結論?？茖W問題不僅是科研的真正起點，而且在科學探討中海具有重要的意義。愛因斯坦曾說，提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題或許僅是一個數(shù)學上或試驗上的技能而已。而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻須要有創(chuàng)建性的想象力，而且標記著科學的真正進步。在巖土方向探討時，要結合工程從不同的角度去提出問題，換一種新角度去探討問題，使工程中更適合運用，更能解決實際中的平安問題。科研選題就是形成、選擇和確定所要探討和解決的課題，這對探討生來說很重要。它的重要性在于它關系到科研的方向、目標和內(nèi)容干脆影響到科研的途徑和方法。課題選擇是否恰當確定了科研工作進度的快慢以及科研成果的水平、價值和發(fā)展前途。在巖土方向想先一個好的課題，首先要大量讀相關文獻，包括英文文獻，了解這個學科的前沿，選擇自己感愛好的問題，與導師探討，達到課題論證，再集思廣益，最終課題決策，心中有數(shù)。其中科研選題要遵循以下原則：須要性原則，所選課題必需著眼于社會實踐或科學本身發(fā)展的須要；創(chuàng)建性原則，所選的課題應具有創(chuàng)新性，應是前人和他人未解決或為完全解決并與其能出成果的科技問題；科學性原則，所選課題肯定要有科學事實和科學理論為依據(jù)；可行性原則，所選課題必需考慮完成課題的主客觀條件，依據(jù)實際具備的或經(jīng)過努力可以具備的條件來選定課題。在巖土方向，樁排支護是一個可選的課題。在科學事實的基礎上運用科學思維進行科學抽象，是科學相識從感性上升到理性的關鍵所在?？茖W抽象就是在思維中隊同類事物取出其現(xiàn)象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，從而做到從個別中把握一般、從現(xiàn)象中把握本質(zhì)的相識過程和思維方法。通過科學語言表達出來，并建立模型。在巖土工程中，也是在實際工程中遇到問題，再將其抽象出來，建立模型，再計算機模擬，最終解決實際中的問題。比方巖土中的支護工程，未解決某一問題，首先得了解巖土支檔與錨固工程中常見工程結構的設計方法和原理，包括擋土墻設計理論與方法、基坑支護結構設計理論與方法、抗滑樁設計計算、錨固結構設計計算等四類典型結構的內(nèi)容。通常還要考慮人類經(jīng)濟活動，以巖土的改造和加固為主要對象，應用工程地質(zhì)分析原理和方法，獲得巖土及其變形破壞特點和變形記錄的地質(zhì)信息；以巖土支擋雨錨固為主要手段，依據(jù)四類主要結構與巖土的作用特點，應用巖土力學、結構力學等理論和方法，建立算模型；以巖土體的穩(wěn)定、相鄰建筑物的平安以及環(huán)境美化為主要目標，應用巖土工程信息化施工原理，修改或優(yōu)化巖土工程設計，調(diào)整施工步驟或工藝，達到巖土工程的平安穩(wěn)定以及經(jīng)濟合理。實際問題中，條件比較困難，當抽象為某一模型時，會簡化實際中的一些條件，于是就出現(xiàn)彈性模型和彈塑性模型，這使問題簡潔多，但為了更接近實際問題，往往會引入系數(shù)來調(diào)整實際工程與計算模型間的差異。工程師以及科研工作者通過反復試驗，不斷優(yōu)化模型，從而提高實際工程中的平安度，為人類做出貢獻。類比方法是依據(jù)兩個或兩兩事物之間在某些屬性上的相同或相像，推出它們在其他屬性方面也有可能相同或相像的邏輯方法，邏輯學上稱為類比推理。類比方法在科學探討中起著重要的作用?？档略f：“每當理智缺乏牢靠論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進?！鳖惐冗^程是立足于已有學問的基礎之上的，進一步發(fā)展科學學問的有效嘗試。我國工程結構設計方法經(jīng)驗了由平安系數(shù)法到概率極限狀態(tài)設計法德發(fā)展過程。由于巖土工程本身的困難性，加上巖土工程涉及到建筑、鐵路、馬路、港口、水利水電工程等多個領域，各個行業(yè)部門工程特點不同，是的巖土支擋和錨固工程的設計目前處于工程類比法、平安系數(shù)法和概率極限狀態(tài)設計法并存階段。巖土工程實踐中更注意技術性，但有離不開科學的理論指導，科學和技術間是親密相關的。人類為了在自然界中生存和發(fā)展，既要相識自然又要改造自然，從而形成了人與自然活動的兩個方面。因而，作為相識自然地科學和作為改造自然的技術是親密相關的。尤其在現(xiàn)代科學技術革命條件下，科學與技術相互聯(lián)系、相互影響的關系更為親密。如今，設計已是大部分應用計算機，工程中的問題也漸漸用計算機來模擬實際問題，并不斷出現(xiàn)新技術，更好的為工程所用，如軟件ANSYS功能強大，不僅可以為土木所用，還可應用到航天航空中，并且功能也在不斷改進。通過學習自然辯證法，我相識到無論是學習自然科學還是人文科學以及社會科學，我們必需敬重客觀事實，用聯(lián)系和發(fā)展的觀點來探討和相識世界。在導言中，恩格斯說“不僅有機界和無機界之間的鴻溝縮減到最小限度，并且過去和機體種源說相對立的最根本的困難之一也被解除了。新的自然觀的基本點是完善了：一切僵硬的東西溶化了，一切固定的東西消散了，一切被當作永久存在的特殊東西變成了轉瞬即逝的東西，整個自然界被證明是在永恒的流淌和循環(huán)種運動著?！币驗樽匀晦q證法認為世界上的一切事物和現(xiàn)象都是相互聯(lián)系、相互制約的，普遍聯(lián)系、永恒發(fā)展是世界的基本特征，而沖突是事物發(fā)展改變的動力和源泉。自然辯證法所探討和揭示的內(nèi)容是自然界存在和演化的一般規(guī)律，即自然界的辯證法；人類通過科學技術實踐活動相識自然和改造自然的一般規(guī)律，即科學技術探討的辯證法；作為一種相識現(xiàn)象和社會現(xiàn)象的科學技術發(fā)生和發(fā)展的一般規(guī)律，即科學技術發(fā)展的辯證法。從這一方面來說我就可以明白自然辯證法可以為科學技術的發(fā)展供應正確的世界觀和方法論的啟迪，以幫助和促進科學技術的相識和實踐。所以在今后的探討學習過程中，我們要努力深化學習自然辯證法，駕馭它的精髓并用來指導我們的科學實踐，以幫助我們科研水平的提高。在科學探討中，我們也要養(yǎng)成良好的習慣，用自然辯證法的思想去探討巖土工程的問題，把自然辯證法的思想運用到巖土工程的方方面面。結合巖土工程專業(yè)來說，我覺得巖土工程專業(yè)與科學實踐是密不行分的，要在此專業(yè)領域內(nèi)有所發(fā)覺有所創(chuàng)新有所突破，必須要打下堅實的專業(yè)學問，駕馭該專業(yè)的一般規(guī)律。只有這樣我們才能利用我們的專業(yè)學問指導我們的實踐，才能取得成果。像土力學及基礎工程、工程地質(zhì)學、巖體力學這些專業(yè)課程的學習可以在肯定程度上訓練我們運用合理的科學方法，提高我們的實力，開闊我們的視野。但是要深化的探討這一專業(yè)的學問，并開闊這一專業(yè)的領域，在這一領域內(nèi)有所創(chuàng)新，我們必需對這一專業(yè)有更廣更深的理解。而這種理解，是離不開正確的科學方法，和廣袤的科學視野的。我覺得這種更一般性的科學方法訓練、實力培育以及視野的開闊是由探討自然科學的自然辯證法以及其他一些相關學問所能供應的?？傊?，我們要將自然辨證法其科學技術方法論深化應用在巖土工程中，用它的理論指導著工程與設計，使其更好的發(fā)展并服務于人類。通過學習自然辯證法，讓我對科技、宗教、人類、社會以及宏觀宇宙的演化，有了一個客觀的了解。讓我相識到自然辯證法對于當今人類的發(fā)展仍舊起著重要的作用，它指導我們的思想及思維方式，有助于我們正確理解人與自然的關系，提高人類相識自然、利用自然、改造自然、愛護自然的實力；使我們能夠全面相識和理解科學技術，真正把握