馬克思主義哲學思維在電機與電器專業的運用

司紀凱

(河南理工大學電氣工程與自動化學院，河南焦作454000)

馬克思主義哲學是科學的世界觀和方法論，在解決技術難題時，不管你是否承認，科技人員都在自覺不自覺地采用哲學的思維方法研究和解決問題。它對科學技術各個領域的發展變化也起到巨大的推動作用［1-2］。尤其是在20世紀，科學和技術發生了根本的變化，出現了革命性的發展。就科學而言，以相對論和量子力學為代表的現代物理學，以及以所謂“老三論”(系統論、控制論、信息論)和“新三論”(耗散結構論、突變論、協同學)為代表的現代系統科學，根本改變了經典科學的基本范式，引發了科學的革命。現代科學革命所帶來的后果極其深刻，因為它所改變的已不僅僅是經典科學所描繪的世界圖景，而是深入到我們看待世界的方式本身。以微電子技術、通信技術和生物工程為代表的新技術革命，不僅改變了人們的生產方式，而且改變了人們的生活方式，進而改變了人們的思維方式［3-4］。

一、電機與電器專業的問題需要哲學思維的重要性

在電機與電器專業領域中，很多學者利用馬克思主義哲學思維解決了該領域的許多問題。計算機、控制技術、電力電子、材料加工技術、制造技術與系統等的迅速發展，給電機與電器的設計優化、模型搭建、性能分析、故障處理、智能控制帶來了精確解決的利器，它們結合馬克思主義哲學的思維方法，把電機與電器的發展提升到一個新的境界，一些疑難雜癥迎刃而解。

電機在工業中占據著舉足輕重的地位，電機出現故障，會令傳動裝置陷入寸步難行的境地。據歷史統計，電機故障所造成的國民經濟損失是巨大的，更有甚者還造成嚴重的人身傷亡。電機故障是其正常運行的心腹大患，電機界人士對此所進行的研究從來沒有停息過［5］。在電機故障中，電機絕緣損壞所引起的故障占電機總故障的90%。在此利用哲學思維對此故障產生的機理與解決措施進行分析。

二、電機加工及制造中的馬克思主義哲學思維

電機繞組是導線繞制而成，因此只要電機繞組有電流流過，電機繞組就會產生熱量。在電機過載的情況下，電機繞組產生的熱量很大，如果熱量不能迅速散失，就會引起電機的絕緣被擊穿，造成電機短路的嚴重故障。在此過程中，專家學者根據“量的積累引起質的飛躍”原理可知，熱量的積累越來越多，當接近或超過使電機絕緣擊穿的“質”的臨界值時，便造成質變［6］。電機界采用傳感器來測量熱量的數值，防止熱量積累而造成質變。在電機短路故障中電機短路是“果”。按照馬克思主義哲學的觀點，世上沒有“無因之果”，因此，在研究短路故障時，由“果”尋“因”，找到造成電機短路的原因，并進行有效的方法治理。

馬克思主義哲學唯物辯證法的因果觀是客觀事物的因果聯系及其規律在人們認識中的正確反映，它對于指導我們能動地改造世界有著重要意義。改造世界首先要認識世界。科學的任務，從根本上來說，就是為了認識客觀事物的本質和規律，而把握事物的因果聯系是認識事物的本質和規律的必要階段。只有把握了事物的因果聯系，尋找到了現象的原因，才能發現事物發展變化的規律性，從而為人們能動地認識世界和改造世界提供世界觀和方法論。科學的預見是做好工作的關鍵，而科學的預見則來自對事物因果聯系的正確認識。實際工作中只有真正把握事物的因果聯系，才能準確地預見事物發展的規律和結果;才能正確地確定工作的目標、計劃或方案，才能在實踐中自覺地駕馭事物的發展進程，克服或避免不利因素所產生的不利的結果。從事物的哲學因果觀中可以發現，只有積極的、正確的把握電機短路的因果本質關系，才能發現電機發生故障的客觀規律，清晰預見電機的運行狀態，并杜絕故障的發生。

三、電機狀態檢測方面的馬克思主義哲學思維

在探索電機短路故障的傳感器的研究中，電機研究人員在“理論來源于實踐”、 “實踐高于理論”、“從實踐中來到實踐中去”的哲學思維指導下，進行了大量的摸索，試驗，對傳感器性能和規格等進行改進，更新換代。經歷了一個從熱電偶到紅外遙感再到智能溫度傳感器的漫長發展過程。

熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導體溫度傳感器，均屬于分立式溫度傳感器，傳感器本身就是一個完整的、獨立的感溫元件。使用時需配上二次儀表，才能完成溫度測量及控制任務。其主要缺點是外圍電路比較復雜、測量精度低、分辨力不太高，且需要進行溫度校準 (例如非線性校準、溫度補償、傳感器標定等)。另外，它們的體積比較大、使用也不夠方便。當今的正向電機與電器向高精密、高能量密度、高可靠性方向發展，因此，分立式溫度傳感器將逐漸被淘汰。集成傳感器是采用硅半導體集成工藝制成的。它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC，屬于最簡單的一種集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一 (僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準。但是它也很難適應當前電機與電器的智能控制的需要。智能溫度傳感器是微電子技術、計算機技術和自動測試技術的結晶，是集成溫度傳感器領域中最具活力和發展前途的一種新產品。智能溫度傳感器具有以下三個顯著特點:第一，能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU);第二，能構成性價比高、多功能的智能化溫度測控系統;第三，它是在硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化程度還取決于軟件的開發水平。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、AD轉換器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、中央控制器 (CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器 (ROM)。傳感器設計人員經過反復的理論分析和實踐檢驗，摸索創造出了更適合工業應用、智能化程度更高的“人眼”與“手足”。智能傳感器可以準確、快速地把電機與電器的信息傳送出來，為保障電機與電器的安全、可靠、經濟運行奠定基礎［5］。

四、電機與電器智能化網絡中的哲學思維

電機與電器的運行狀態可以通過互聯網使遠在千里之外的人清楚地看到。在此過程中，電機與電器研究人員把電機的信息通過傳感器送到互聯網上，組成“現場總線”或者“集散控制系統”模式。這深刻體現了認識、實踐和生活的內在聯系。隨著科技的進步，計算機技術、信息技術和自動化技術等相關技術發展比較快，它們在很大程度上改變了人們的實踐和生活方式。從傳統意義上說，認識與實踐作為兩種不同的活動是交替產生的，它們按照“實踐—認識—再實踐—再認識”的過程進行循環交替。互聯網的革命性，在于它實現了認識與實踐的內在統一，即真正地實現了認識作為實踐的內在環節而存在。通過互聯網，工程師們不僅以獲取、加工和創造性重組電機與電器各種信息的方式實現對電機的最優控制，即達到實踐的“要求”和“目的”，而且可以在網上及時、不斷地修正、調整、重組這個“客觀圖景”，從而達到及時、不斷地校正電機與電器的運行狀態。

電機與電器的信息采集平臺，隨著信息技術尤其是互聯網技術的高速發展，產生了兩個平臺即現實的自然平臺 (實在的信息采集系統)和虛擬的數字平臺。最近幾十年發展的虛擬儀器 (VI)就是電機與電器信息采集系統的一個代表。自然平臺與數字平臺相互包含，交互并存，使電機與電器信息的采集與處理發生了革命性的變革。數字平臺的出現，從本質上來說是一場信息革命。有了這個平臺，人類可以在巨大的網絡上共享電機與電器相關的各種信息和知識，同時可以了解工程師們對電機與電器各種運行方式的判斷和處理，這樣就組成了一個多姿多彩的世界圖景。就此而言，如果說以往的世界圖景是一個電機與電器信息有限的圖景，那么數字平臺所提供的世界圖景是一個信息無限的圖景。這種觀點可以在馬克思主義哲學中找到關于虛擬平臺的論斷。在談論人的意識時，馬克思曾經說過，“它不用想象某種現實的東西就能夠現實地想象某種東西”。那么，針對虛擬的數字平臺，我們同樣可以得出這樣的評論，“它不用創造某種真實的東西而能夠真實地創造某種東西”，即它能夠為我們真實地提供關于“世界”的各種信息，為我們構成一個“全息化”的“世界圖景”。這種世界圖景是自主化的，即人們可以根據自己的需要在它所呈現的世界圖景中自主選擇，這種數字化平臺最主要的特點是它具有非線性和多維互補性，因此，它所提供的世界圖景也是多元性的、動態性的、過程性的。它打破了時空、層次和方式的傳統界限，在網上實現了時空、層次和方式的非線性聯系。對于這個非線性的、多元互補的世界圖景，每個電腦終端的操作主體，都具有充分的自主選擇性。人們通過這種數字化平臺所提供的全息化的、非線性的世界圖景而具有了自主選擇權，更重要的是，在這個平臺上，獲得了一個“創意性”的世界圖景即主—客互動的世界圖景。在提到人的認識時，列寧曾經指出，人“為自己繪制客觀世界圖景”，這說明入的認識不僅是反映世界，而且依據需求改造世界。但由于這種觀念所形成的“人給自己構成”“世界的客觀圖景”總是表現為“主—客”二元對立的形式，即一方面是反映“客觀圖景”，另一方面是創造“客觀圖景”，因此這兩種圖景是對立的［7］。但是人們從電機與電器信息采集與處理系統中的數字化平臺中獲得的世界圖景則是主－客互動的產物，作為主體電腦終端的操作主體，它可以依據自己的特定需要和特定的邏輯來創造性地重組各種客體信息 (電機與電器運行信息)。

信息技術的發展就是一場“最驚人的變故”。電機與電器信息系統所組成的虛擬數字平臺世界具有非線性、動態性、過程性和互補性，它改變了傳統的絕對靜止不變的世界圖景，打破了線性因果的思維方式，變革了非此即彼的兩極思維方式，同時也激活了人的創造性思維。

五、電機調速傳動中的哲學思維

在當今的電機調速傳動領域中，開關磁阻電機驅動系統已占據一席之地。誰能想到在19世紀，開關磁阻電動機 (Switched Reluctance Motors，簡稱SRM)就被人認為是理想的應用電機，但一些人用靜止不動的觀點看待此種電機，致使該電機一度被擱淺起來。直到20世紀70年代，電力電子技術的迅猛崛起，才給開關磁阻電機的發展注入了生機。隨后結合計算機和控制技術的發展，極大地推動了該電機的應用。由于該電機具有結構簡單、容錯性強、控制策略靈活、成本低等一系列優點，被電機傳動界認為是最有前途的。馬克思主義哲學告訴我們，應該以“發展的眼光看待問題”，任何事物都不是一成不變的。唯物辯證法認為:運動是物質的根本屬性，是物質的存在形式。唯物辯證法把運動理解為物質的存在形式，是一般的變化。而變化既包括事物量的變化，也包括質的變化。它可以是上升的、前進的運動，也可以是下降的、倒退的運動。發展則是變化的高級形式，是指事物由小到大、由低級到高級，由舊質到新質的有規律的前進上升的運動變化過程。運動、變化和發展這三個相近的概念，反映的都是事物的動態關系，說明事物或現象的運動發展都要經歷一個過程。其中，運動是變化和發展的前提和基礎，沒有運動就不會有任何變化和發展，而變化和發展既是運動，又是對運動的深化。開關磁阻電機驅動系統的發展歷程也在一定的程度上映照了事物的運動、變化、發展的規律［8］。

六、結 語

綜上所述，哲學思維在電機與電器研制領域無時無刻不在，它不僅能夠幫助工程師和技術人員解決技術上的難題，而且對學習電機與電器專業的學生和工人大有益處。馬克思主義哲學本身就是一門科學，隨著技術革命與知識爆炸的出現，馬克思主義哲學思想不是失效了、不能用了、不能解釋新生事物的本質了，而是更具有指導意義。同時也充分說明，哲學思維和技術革命相互促進，相互融合，互為發展的動力。

［1］ 李佃來．哲學的責任與馬克思主義哲學的理論進路［J］．東岳論叢，2011(9):63-70．

［2］ 楊春貴．馬克思主義哲學體系的新探索 ［J］．理論視野，2011(9):9-10．

［3］ 周嘉昕．中國學界關于國外馬克思主義哲學研究的歷史和現狀［J］．理論探討，2011(5):63-66．

［4］ 李新靈．西方馬克思主義與我國馬克思主義哲學創新探析 ［J］．學術探索，2010(6):6-10．

［5］ 馬宏忠．電機狀態監測與故障診斷 ［M］．北京:機械工業出版社，2008．

［6］ 徐永明，孟大偉．“電機設計”課程教學改革與實踐 ［J］．2009(10):104-105

［7］ 康斯坦丁·科林．信息哲學與現代信息科學的基本問題［J］．西安交通大學學報:社會科學版，2011(5):24-28．

［8］ 王東．馬克思主義哲學綜合創新論 ［M］．武漢:武漢大學出版社，2010．