前言
说起哲学,人们的第一印象是晦涩难懂。大多数的哲学理论体系似乎都高高在上,与实践活动之间仿佛间隔着“天堑”。自然辩证法作为马克思主义哲学体系中的一个分支学科,自然而然地也被赋予了这样的论断。
在我国,自然辩证法是中学、大学的政治和哲学课程中的重要内容;在高考以及研究生考试中,自然辩证法也是必考的内容。但考试过后,还能说清楚自然辩证法基本内容的学生却不多。即便是自然辩证法的三大规律,能在第一时间表述出来的人也不多。对一些人来说,学习自然辩证法只是为了应付考试,平时很难将其基本原理融入思维体系作为各种实践活动的指导思想。而将自然辩证法作为指导思想对科学研究活动来说往往更为重要;辩证思维方式的缺失,常常会给研究者带来许多谬误和迷失,使研究者对事物的认识及研究偏离正确的轨道。
仔细考察万事万物的发展及变化规律,可以发现它们完全遵循着自然辩证法的三大规律:对立统一、否定之否定、量变到质变。
对立统一,即对立面的统一和矛盾规律。这一规律认为任何事物都具有内在的矛盾性,又都是矛盾的统一体。矛盾是指事物内部或事物之间既对立又统一的关系。矛盾是事物发展变化的源泉和动力。统一性受对立性制约,对立的形式、规模和范围又被统一性所规制。
否定之否定,是指任何事物都包含肯定与否定这两种因素,两者之间的对立统一促使事物自身发展。观察一个事物须同时看到事物的肯定与否定这两个方面。在肯定中看到否定,在否定中又要看到肯定。要全面地看问题,避免形而上学中的一些片面狭隘的思维方式给我们带来认识偏差。
量变到质变,是万事万物变化发展的基本表现形式。质是事物被区别的属性表现;量是事物可量化的规定性;度是保持事物属性的量的界限。量变是事物数量的变更,质变是事物根本性质的变化,是量变的终结。事物由量变导致质变的关键在于对度的把控,适度性原则是实践活动的最佳选择。事物的变化总是从量变开始,质变是量变的终结。
考察自然科学以及人文社会的演变进程可以发现,无论它们各自的进程差异有多大,都遵循着以上三大规律。下面以人类从出生到死亡的历程为例,简单地向读者描述这三大规律究竟如何规范着一个生命体的成长历程。
当一个婴儿降生,这个生命的统一体必然包含相互矛盾的两个因素:成长和衰老。成长和衰老作为两个相互否定的因素,统一存在于每个生命个体之中,而相互之间的量变将导致整个生命体的质变。
婴儿降生之初,成长因素在个体的发展进程中起着主导作用,此时衰老因素相对来说势微力弱,生命个体处于成长的阶段。随着时间的推移,各种身体机能将不断被加强。
伴随着年岁的增长,成长过程逐渐变缓,而衰老过程逐渐加速。当这种演变进程达到一定程度,也就是人到中年之后,衰老因素将转变为生命历程中的主导因素,从此这个生命个体将发生质的变化,走向衰老乃至死亡。
自然界的演进历程更是脱离不了这些规律。科学实验是对自然现象进行科学研究的最基本方法之一,在实验进行的过程中,改变任何一个条件,往往都会产生两个相互否定的变化因素,最终结果则由这两个因素在各自量变的此增彼减的变化过程中处于主导地位的那个因素来决定。随着条件的改变,处于主导地位的因素往往也会发生逆转,而逆转点常常就是得到最佳结果的实验条件。
仪器设备是科学实验过程中必不可少的工具。在操作仪器设备进行测试的过程中,测试条件的变化所带来的结果也将遵循自然辩证法的三大规律。
扫描电镜是揭示材料微观形貌最重要的工具之一,对它的正确认识是充分揭示材料微观形貌的基础。但目前对扫描电镜的理解往往存在单一且绝对化的倾向。这一倾向造成的结果是:在选择电镜时,研究人员往往带有一定的盲目性;而在使用仪器的过程中,操作员对测试条件的选择不合理,容易形成假象,并导致对结果的分析偏离实际。
本书将以自然辩证法的三大规律为基本指导思想,以不同的视角来论述扫描电镜的成像原理,探讨测试过程中四大测试条件(加速电压、束流强度、工作距离、探头)的合理选择,分析各种测试问题(样品的热损伤和碳污染、样品的荷电现象、样品磁性的影响)的成因及应对方案,并针对扫描电镜测试调整时的一些基本原则给出合理的建议。
对于以上这些内容,本书将通过对大量案例(近500张形貌像照片)的分析来强化读者的认知。感兴趣的读者可以通过扫描下方的二维码获取案例中用于对比分析的形貌像照片,来进一步加深对结论的理解。本书内容力求理论探讨简单明了、实战分析详尽充分,普及基本知识,提供查找工具,以期能为扫描电镜的使用者和行业从业者提供一些参考。
最后需要说明的是,本书的内容主要依托于笔者三十多年来进行扫描电镜测试的经验,受目前的主流理论体系影响较少。笔者提出的不少观点和论述,在目前的教材和相关文献中并没有被明确提出。例如,笔者提出并论述了形貌衬度这一概念,探讨了荷电现象的成因,阐述了对磁性材料的理解及进行测试时的应对方法,分析了扫描电镜极限分辨力的研判方式,论述了扫描电镜表面形貌像的清晰度与辨析度的辩证关系,等等。这些观点和论述都是基于大量充分的实际测试案例得出的,本书也精选并呈现了诸多案例。
当然,任何观点的提出都需要经得起同行的质疑及检验,笔者也希望能得到读者们的批评与指教,有任何意见和建议,请发送邮件至837588749@qq.com。