科学技术与社会之论电磁场知识与人类社会的关系.doc

论电磁学知识与人类社会的关系摘要：本文首先回顾了科学技术的概念和它的特点，以及科学技术与社会的相互关系，然后以具体的电磁学科学技术为切入点，回顾了电磁学的发展历程以及在每个阶段对人类社会的贡献，详细讨论分析了电磁学这门科学技术对人类社会社会制度、社会观念、生产力、生活交流等的巨大影响，以及人类社会对电磁场科学技术的促进。关键字：科学技术 社会 电磁学 科学其本质是反映自然、社会以及人类思维的规律，其内涵很大，本文中的“科学技术”这一概念主要指的是反映自然界的规律，是自然观的具体表现。科学技术是探索自然界真理、产生知识的一种社会活动，在现代科学技术研究的主要内容是实验和思维，人们通过实验、实践活动获取各种信息又运用思维加以处理分析并获得了事物内在的信息，从而产生新的知识。因此可以说科学技术的进步过程就是一个发现新知识新事物、揭示新规律的过程。 科学技术的最显著的特点主要由两个，严谨性和客观性1。所谓严谨性，是指对事物的描述要精准，不能有歧义，对一个事物其内在规律的描述的精准程度就反映了人类在这方面事物的科学技术发展的程度，譬如一条真理在什么前提下成立，是否能定量的公式分析亦或是只能阐述出定性的规律。客观性体现在科学技术的发现都是依据客观事实而总结出来的，科学技术是反映自然运动、变化的规律、定律，或者是为全人类所确认的公理，任何规律都要经得起实验的验证，只有实践才能检验真知，不能凭空想象。 科学技术是一种生产力，这一论断已为大家所认同。马克思论述了机器在大工业中的应用，并指明科学技术是发展生产力的一个决定因素。当代社会，科学技术在经济增长中的贡献正在逐年增加。共产党宣言2中说到：“资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切世代创造的全部生产力还要多，还要大。自然力的征服，机器的采用，化学在工业和农业中的应用，铁路的通行，电报的使用，整个整个大陆的开垦，河川的通航，仿佛用法术从地下呼唤出来的大量人口，过去哪一个世纪料想到在社会劳动里蕴藏有这样的生产力？”，这段话反映了科学技术对工业时代生产力提高的巨大作用。然而在当今的信息时代，科学技术对生产力的提高起的作用相比工业时代有过之而无不及。从马克思唯物观出发，社会中的生产关系决定了社会制度，而生产关系和生产力又是相互作用的，科学技术作为生产力的决定因素之一无疑是对人类社会产生了深刻影响，它推进了人类物质文明的昌盛，满足了人类的许多物质需求，改善了劳动条件，减轻了劳动强度，提高了健康水平和生命质量。科学技术还有其政治文明功能，随着科学技术的发展，社会制度也发生量变或者质变，并且推动了社会民主的扩大3。科学技术还有其精神文明功能，它提高了人类认识能力，变革了哲学观念和思维方式，譬如人们的自然观，世界观，伦理观，道德观等也都在随科学技术发展而逐渐变化。 人类社会和科学技术的作用是相互的，社会的诸多因素也在影响在科学技术的发展，有以下几点。1、经济因素，恩格斯说：“经济上的需要曾经是，而且愈来愈是对自然界的认识进展的主要动力。”2、政治与军事因素，政治与军事以强制手段促进科学技术的发展，这一点从我国原子弹的研制历程就可以看出来。3、教育对科学技术的影响，教育决定了人们能否传承上一代的科学技术以及思想文化，当今的科技强国无一例外都拥有自己好的大学。4、文化对科学技术的影响，文化的核心是价值观念和行为规范的集合，文艺复兴时期科学技术的突飞猛进这一例子就能证明。5、哲学和宗教，它与科学技术的相互影响是非常复杂的，既有对立的一面，又有统一的一面，像伟大的科学家牛顿也非常信仰宗教。 作为一名电磁场与微波技术专业的博士研究生，在这篇论文里，我打算从自己的专业出发，重点探讨一下科学技术中电磁场知识与人类社会的关系，进而阐述自己对科学与社会的理解。 古代人类在生产实践和日常生活中便了解到电和磁的一些现象和知识，比如古希腊人知道琥珀、毛皮等摩擦可以生电，古中国人知道天然磁石会吸铁，带电物会吸小物体。但这些知识仅仅停留在感性的认识的基础上，人们并没有想到办法如何去人为地去控制或利用，因此这些初级的电磁认识并没有对当时的生产力产生什么提高作用，人类社会的发展脚步在奴隶社会和早期封建社会中缓缓前进。 值得一提的是指南针，这是古代人类应用电磁知识的具体实例，指南针对人们生活产生的深远影响以及对人类社会进程的向前发展起着巨大作用。北宋著名科学家沈括在梦溪笔谈中记载了在制作和应用指南针的科学实践中人们发现了磁偏角的存在。他精辟地指出，这是因为地球上的磁极不正好在南北两极的缘故。指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用，使人们获得了全天候航行的能力，人类第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。指南针和船舶制造技术的发展导致人们从此开辟了许多新的航线，缩短了航程，加速了航运的发展。而人类文明相互之间的交流其意义不言而喻，它增加了各国人民的见识和贸易往来，贸易促进了商业的发展和资本的产生，为资本主义社会的形成做好了铺垫。从历史上可以知道，早期的资本主义强国无一例外都是航海国家，资本主义的萌芽在元明时期就已存在，许多中国沿海的生产关系也随着商业的发达而产生一定的变化，沿海地区的重农轻商的观念也有所变化。 在十三世纪前后。通过实验研究自然规律蔚然成风。当时发现了磁石有两极，并命名为N极和S极，并通过实验证实了异性磁极相吸，同性磁极相斥。十六世纪。英国：吉尔伯特制作了第一只实验用的验电器。1747年，美国富兰克林引入了正电和负电的规定，并发现电荷守恒原理，1750年富兰克林已经观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化这一现象，1785年，法国库仑：设计扭秤实验直接测定了两个静止的同种点电荷之间的斥力与他们之间距离的平方成反比，与他们的电量乘积成正比。1800年，意大利人伏打制成了伏打电堆，这便是电池的原型。但直到到19世纪初，科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。 在1820年初，坚持从实验中寻找电和磁之间得联系的丹麦人奥斯特，发现了电流的磁效应：当导线通过电流时，会使其近旁得磁针向与导线垂直得方向偏转。此后，法国的毕奥和萨戈尔于同年10月30日发表论文，阐述了载流长直导线对磁极的作用力反比于距离的实验结果。法国的安培总结出：磁针转动的方向与电流方向的关系服从右手螺旋定则、两电流元之间的作用力与其距离的平方成反比的公式（即安培定律）、和物质磁性的分子电流假说。1825年，斯特金发明了电磁铁，为电的广泛应用创造了条件。1827年，欧姆致力与对导线中电流规律的探索，发表了简单而又极为有用的欧姆定律。 至此，人们对电磁的知识还是仅仅停留在科学研究的阶段，电和磁对人类日常的生产和生活并没实质性的影响。从英国二次工业革命开始，电和磁才逐渐登上了提高人类社会生产力的舞台。由此可见科学知识对社会发展的促进过程是一个由量变到质变的过程。 从电磁科学的科研层面上看，1831年英国的法拉第发现了电磁感应现象，电磁感应现象为发电机的发明奠定了理论基础。1833年，俄国的楞次发表了他的实验结果，明确给出了确定感应电流方向的法则，即楞次定律。英国的物理学家麦克斯韦在前人的基础上于1865年发表麦克斯韦方程组：变化的电场激发磁场，变化的磁场激发电场，由近及远形成电磁波；并导出电磁波在真空中传播的速度等于光速。于是他预言了电磁波的存在，并大胆提出光是电磁波的看法。此方程组也奠定了现代电磁学的基础。 伴随着电磁科学的进步，其应用也对人类社会产生了深远影响。19世纪30年代，法拉第发明了第一台感应发电机，发电机的产生拉开了电能造福人类社会的序幕，极大的提高了生产力，现在的风力发电机和水力发电机既环保又极大地降低了人们的劳动强度。1833年高斯和韦伯发明了第一台简陋的单线电报，1837年惠斯通和莫尔斯分别独立发明了电报机，莫尔斯还发明了一套电码，即著名的莫尔斯码。1855年汤姆孙（即开尔文）解决了水下电缆信号输送速度慢的问题，于1866年按照汤姆孙的设计，大西洋电缆铺设成功。1876年贝尔发明了电话，使人们实现了远距离通话4。电报和电话的产生，极大地缩短了人们的通讯时间，而信息的迅速交流无疑对人类社会的进步产生巨大作用，电能、电报、电话使人们活动的范围更大，而联系可以更紧密。人们的思想受生产力极大提高的影响也产生了变化，19世纪初的许多欧洲人充满冒险精神，对世界各地充满好奇和征服欲，这与他们科技的强大有很大的关系，他们相信人类有能力战胜自然，克服原来不敢面对的困难，同时人们对科研也充满了兴趣，进一步促进了当时科学的突飞猛进。 1888年赫兹用实验成功验证了麦克斯韦的电磁波理论，而1901年，马可尼成功应用电磁波将讯号从欧洲送到了大西洋彼岸的美国，拉开了无线电通讯的序幕。无线电的广泛应用，使人们避免了花费大量人力物力铺设电缆，使人们可以自由移动地通讯，彻底改变了人们的通讯交流方式。手机替代座机电话，无线电视替代有线电视几乎成为一种普遍的趋势。无线通讯的作用使人们之间的联系更为紧密，人们出行更加自由而安全，无线通讯的遥控功能更是渗透了人类社会的方方面面，方便了许多身体不便的人们。雷达作为电磁波理论的又一应用，对军事和生活也有重大作用，用雷达来侦测敌机，或者用雷达来预报天气。电磁波在医疗方面的应用，使人们能更方便的预测病情，或者治疗病情，同时也能预防电磁波对人们的伤害。 随着电磁波的广泛应用和计算机技术的发展，计算电磁学在20世纪中后叶蓬勃发展。计算电磁学是用计算机来求解和分析电磁问题即求解麦克斯韦方程组，它方便了人类来设计隐身飞机，雷达，天线等各种电磁波应用的实体。计算电磁学的发展极大地降低了人们设计的成本，提高了效率，改变了人们生产电磁产品的方式，是我们更好利用电磁波来造福人类的又一有力工具5。 总而言之科学技术是促进人类社会进步的一个极其重要因素。电磁科学客观上极大地提高了人类的生产力，降低了我们的劳动强度，提高了们的生活质量以及医疗水平，同时电磁波的无线通讯功能使人联系更紧密，电视电脑等诸多电媒体促进了民主的扩大，电磁带来的种种利弊使人们对世界又有了重新的认识，尊重科学，利用科学造福人类成为时代的主流思想。反观社会对电磁场这门科学的影响：从19世纪之后，由于认识电磁学的巨大潜力，各国纷纷投入人力和物力研究这门科学的理论和应用，促进了大量成果的产生：如电磁学算法，量子电磁学，各种天线雷达、隐身飞机隐身坦克、超级望远镜等等，推动这门科学的力量不仅有军事政治上的强制手段，还有社会经济发展的民用需求。作为一名电磁场专业的博士生，我读电磁场博士这个选择本身就是一个社会促进电磁科学发展的证明，我读博的原因也离不开时代和环境的因素，如国家对电磁场人才的重视，人们对电磁学带来的福利的渴求，以及我从小到大接受的教育和科学的熏陶。所有的这一切都让我真真切切地感受到，科学技术与人类社会乃至我个人的相互关系是如此紧密，科学技术的进步和人类社会的发展是相互促进的。参考文献：1 科学技术与社会进步，陈彬著2 共产党宣言3 科技创新与社会发展，袁望冬著4 电磁学的发展历程，孙国中著5 计算电磁学，盛新庆著