断章师爷
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加入时间: 2009/08/25
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作者：断章师爷 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
我和芦笛先生关于“恩格斯的量变质变规律”的争论
断章师爷
去年4、5月间我还在《独评》期间，曾撰了一张帖子向芦笛先生请教。现把拙文中的一些看法整理组织后，重新张贴在这儿，没有别的意思，无非凑个热闹而已。
芦笛先生在《恩格斯辩证法批判：“量变质变规律”》一文中摘录了《反杜林论•辩证法》中第一节《数量和质量》中的一段英文后指出：“这儿是说，所谓‘量变引起质变’，就是物质在量的变化到了某个特定点时，突然进入了质的转化状态。他在此给出了最为人熟知的‘证明’，就是水的物相变化：‘温度的单纯变化导致了水的状态的质变’。这Ｐ话我已经批驳过了：水温改变导致物相改变，那改变的只是物理存在形式，化学性质一点都没改变。所谓‘qualitative change’根本就无从界定：用哲学术语来说，那改变的乃是形式而非实质，谈何质变？用自然科学术语说，所谓‘质变’到底是说物理性质还是化学性质？”
我（断章）查了恩格斯的德文原著《Herrn Eugen Dührings Umwälzung der Wissenschaft 1. Abschnitt.Philosophie . XII. Dialektik. Quantität und Qualität》，原文是：“Wir haben schon oben gesehn, bei der Weltschematik, daß mit dieser Hegelschen Knotenlinie von Maßverhältnissen, wo an gewissen Punkten quantitativer Veränderung plötzlich ein qualitativer Umschwung eintritt”上文大体上可以译为：“我们在前面已经看到，当讨论与黑格尔这个测定关系的节点线（我不知道这儿的Knotenlinie的标准译名应该是什么，该词源出Hegel, Georg Wilhelm Friedrich. 1874. Wissenschaft der Logik）有联系的世界系统时，系统里的量的改变通过某些特定点后会突然地进入质的状态转变。”
以及“Wir gaben dort eins der bekanntesten Beispiele – das der Veränderung der Aggregatzustände des Wassers, das unter Normalluftdruck bei 0°C aus dem flüssigen in den festen, und bei 100°C aus dem flüssigen in den luftförmigen Zustand übergeht, wo also an diesen beiden Wendepunkten die bloße quantitative Veränderung der Temperatur einen qualitativ veränderten Zustand des Wassers herbeiführt. ” 上文大体上可以译为“这儿我们给出了一个最为人熟知的例子──水的聚集状态改变的例子，在正常的大气压下，水在0° C从液态转变为固态，在100°C从液态转变为气态。以致在这两个转变点上，对水而言仅仅是温度的量变带来了水的状态的质变。”
正如芦笛先生指出的，恩格斯最大的问题是在他的文中未曾对于“质变 ” （qualitativer Veränderung）给出定义，究竟是物理性质（Physikalische Stoffeigenschaften）的改变还是化学性质（Chemische Stoffeigenschaften）的改变？
下面我就芦笛先生文中的几句话，谈谈自己的看法。
（1）芦笛先生在文中指出“水温改变导致物相改变，那改变的只是物理存在形式，化学性质一点都没改变。”。 所以他认为“改变的乃是形式而非实质。”
我（断章）认为，恩格斯举的那个温度的量变带来了水的状态的质变的例子显然是指物理聚集状态的改变 ── 由液态转变为固态或者气态。所以，相应的“质变”应该是指物理性质的改变。
由水凝固为冰或者由水汽化为水蒸气时，其物理性质（例如密度、比热容量等）都会发生相应的变化（例如0℃时的水和冰的密度分别为999.87和916.7；100℃时的水和水蒸气的密度分别为999.87和0.5970，密度的单位[kg/m3]。水、冰和水蒸气的比热容量分别为4200、2060和1850，比热容量的单位是[J/(kg•K)]）。
因此，温度的量变引起的并不仅仅只是形式（聚集状态）的变化，也有实“质”的密度、比热容量等 的 改“变”。
（2）芦笛先生在文中提到“化学反应改变的正是物质的化学实质，但许多化学反应发生根本就不需要一个数量上的‘临界点’，根本就不遵循他这儿规定的‘通过了某个特定点后突然进入了质的转化状态’途径。 ”
我（断章）认为，化学反应的发生确实需要一个数量上的特定点，才能突然进入了质的转化状态。这个特定点就是化学动力学理论上的“过渡状态”。（详见下述）
根据化学热力学观点，引起化学反应的原因是系统吉布斯自由能的改变。只有当系统Gibbs自由能的改变0时，反应才可以自发进行。但是热力学可行的判据并不能保证化学反应必然进行。这里涉及到化学反应速度的问题，也就是化学动力学的问题。有不少热力学可行（ Gibbs 自由能的改变0）的化学反应，其反应速度几乎为零！
解释化学基元反应的一种动力学理论称为过度态理论（transition-state theory）， 或者活化络合物理论（actived complex theory）， 是1935 年美国化学家Henry Eyring（唐熬庆先生的导师）创立的。该理论的要点是：反应物分子在互相接近的过程中，先要经过一个中间过渡状态，即形成活化络合物，它位于位能面的马鞍点上，极不稳定，既可分解为产物，也可再变为反应物。根据该理论绘制的反应坐标曲线（或者曲面）上与过渡状态（或称作活化络合物状态）相应之处会出现一个峰值，也就是自由能曲线上的极大值。只有当系统的活化能达到过渡状态这个特定点对应的（峰值）时，化学反应速度才会发生实质性的改变，也就是可以从宏观上测定到。
所以，化学反应的发生确实需要一个（活化能）数量上的特定点（过渡状态），才能突然进入质的转化状态（化学反应速度发生实质性的改变）。
顺便提一下，前面引用的恩格斯原文中没有提到质变过程一定发生在“临界点” （kritischer Punkt）， 他只不过使用了一个副词（plötzlich，可以解释为突然，意外）
（3）芦笛先生提到“即以物理性质而论，那也谈不上什么‘量变引起质变’。连白痴都知道，不到沸点，水照样会汽化，要不您洗的衣服永远晾不干了”。紧跟着，芦笛先生又提到“而过了沸点后，水就成了汽，您再增加温度，它还是汽，并不会引出什么‘质变’来。”
我（断章）认为“不到沸点，水照样会汽化”这句话是对的。水在未曾达到沸点时也会转变成为水蒸气，这是因为水表面的分子通过挥发转变成气态了。这可以从水的相图中得到答案，那条介于气态和液态之间的两相线对应的温度起迄范围自273.16K（水的凝固点）起到647.30K（水的临界温度）止，换句话说，在这个范围内的任何一个温度下水均可发生汽化。
我（断章）认为“而过了沸点后，水就成了汽，再增加温度，它还是汽，并不会引出什么‘质变’来。”这句话似乎有些问题。水究竟是以液态存在还是以气态存在，不仅取决于温度，还要取决于压力。在一个大气压下水的沸点是100℃，“过了沸点后，水就成了汽”自然是对的。然而“再增加温度，它还是汽”显然是不够严格的。例如在压力增加的前提下，纵然再增加温度，它却还是水（即仍保持为液态）。当然这种过热的水在吸收了相变潜热之后还是可以由液态再转变为气态的。而在这个由液态再转变为气态的过程中，体系的自由能当然又会发生实“质”性的改“变”罗。
（4）接着，芦笛先生提到“为什么没到那‘临界点’照样可以有‘质变’？”
我（断章）猜测芦笛先生这句话指的是热力学上的临界点。果尔的话，我认为芦笛先生把水的沸点（boiling point）和水的临界点（critical point）混淆起来了。如果把芦笛先生文中的“临界点”换作“沸点”，那么他的问题是“为什么没到那‘沸点’照样可以有‘质变’？”这个问题在上面解释湿衣服为什么能晾干时已经回答过了，这儿就不再重复。
倘若芦笛先生确实指的是热力学临界点，那就有必要讨论一下了。所谓热力学临界点是指可以使得物质以液态存在的最低压力和最高温度，也就是说物质的液态和气态开始无法区分的那个压力和温度。水的沸点和临界点是两个不同的概念。水的沸点通常是指在一个标准大气压下水沸腾时的温度，水的沸点是99.974℃。每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质不会液化，这个温度就是临界温度（critical temperature）。水的临界温度是374.096℃，相应的临界压力则是217.7个标准大气压，对应的点就是水的临界点。
由水的相图可知，只要压力低于217.7个标准大气压，温度范围介于273.16K到647.30K之间，水的聚集状态就既可以是液态也可以是气态，这两种状态之间发生相变，体系的自由能就会发生实“质”性的“变”化。
（5）芦笛先生还提及“而为什么那规律过了沸点后就再不起作用了呢？ ”
我（断章）认为，由上面第（5）点的介绍可知，在增加压力的情况下水过了沸点后还能继续保持两相，即过了沸点后还能发生相变，也就是说恩格斯那规律“过了沸点后仍然能起作用的”。
当然罗，过了临界温度（374.096℃）后，情况就不一样了。倘若压力低于临界压力（217.7个标准大气压）是过热蒸汽（superheated vapor）；倘若压力高于临界压力，则处于一种既不同于气态，也不同于液态和固态的新的状态 ── 超临界流体（supercritical fluid）了。
所谓超临界流体是当物质在超过临界温度及临界压力以上时，气体与液体的性质会趋近于类似，以致达成一个均匀相的流体现象；倘若温度再大幅度……大幅度地持续增加，最终将进入等离子态。
作者：断章师爷 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
上一次由断章师爷于2010-7-22 周四, 下午12:59修改，总共修改了1次 |
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我和芦笛先生关于“恩格斯的量变质变规律”的争论
