馬克思主義哲學(xué)思維在電機(jī)與電器專業(yè)的運(yùn)用

司紀(jì)凱

(河南理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院，河南焦作454000)

馬克思主義哲學(xué)是科學(xué)的世界觀和方法論，在解決技術(shù)難題時(shí)，不管你是否承認(rèn)，科技人員都在自覺不自覺地采用哲學(xué)的思維方法研究和解決問題。它對科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展變化也起到巨大的推動作用［1-2］。尤其是在20世紀(jì)，科學(xué)和技術(shù)發(fā)生了根本的變化，出現(xiàn)了革命性的發(fā)展。就科學(xué)而言，以相對論和量子力學(xué)為代表的現(xiàn)代物理學(xué)，以及以所謂“老三論”(系統(tǒng)論、控制論、信息論)和“新三論”(耗散結(jié)構(gòu)論、突變論、協(xié)同學(xué))為代表的現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)，根本改變了經(jīng)典科學(xué)的基本范式，引發(fā)了科學(xué)的革命。現(xiàn)代科學(xué)革命所帶來的后果極其深刻，因?yàn)樗淖兊囊巡粌H僅是經(jīng)典科學(xué)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(shù)、通信技術(shù)和生物工程為代表的新技術(shù)革命，不僅改變了人們的生產(chǎn)方式，而且改變了人們的生活方式，進(jìn)而改變了人們的思維方式［3-4］。

一、電機(jī)與電器專業(yè)的問題需要哲學(xué)思維的重要性

在電機(jī)與電器專業(yè)領(lǐng)域中，很多學(xué)者利用馬克思主義哲學(xué)思維解決了該領(lǐng)域的許多問題。計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)、電力電子、材料加工技術(shù)、制造技術(shù)與系統(tǒng)等的迅速發(fā)展，給電機(jī)與電器的設(shè)計(jì)優(yōu)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(jié)合馬克思主義哲學(xué)的思維方法，把電機(jī)與電器的發(fā)展提升到一個(gè)新的境界，一些疑難雜癥迎刃而解。

電機(jī)在工業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位，電機(jī)出現(xiàn)故障，會令傳動裝置陷入寸步難行的境地。據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)，電機(jī)故障所造成的國民經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，更有甚者還造成嚴(yán)重的人身傷亡。電機(jī)故障是其正常運(yùn)行的心腹大患，電機(jī)界人士對此所進(jìn)行的研究從來沒有停息過［5］。在電機(jī)故障中，電機(jī)絕緣損壞所引起的故障占電機(jī)總故障的90%。在此利用哲學(xué)思維對此故障產(chǎn)生的機(jī)理與解決措施進(jìn)行分析。

二、電機(jī)加工及制造中的馬克思主義哲學(xué)思維

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

馬克思主義哲學(xué)唯物辯證法的因果觀是客觀事物的因果聯(lián)系及其規(guī)律在人們認(rèn)識中的正確反映，它對于指導(dǎo)我們能動地改造世界有著重要意義。改造世界首先要認(rèn)識世界。科學(xué)的任務(wù)，從根本上來說，就是為了認(rèn)識客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律，而把握事物的因果聯(lián)系是認(rèn)識事物的本質(zhì)和規(guī)律的必要階段。只有把握了事物的因果聯(lián)系，尋找到了現(xiàn)象的原因，才能發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展變化的規(guī)律性，從而為人們能動地認(rèn)識世界和改造世界提供世界觀和方法論?？茖W(xué)的預(yù)見是做好工作的關(guān)鍵，而科學(xué)的預(yù)見則來自對事物因果聯(lián)系的正確認(rèn)識。實(shí)際工作中只有真正把握事物的因果聯(lián)系，才能準(zhǔn)確地預(yù)見事物發(fā)展的規(guī)律和結(jié)果;才能正確地確定工作的目標(biāo)、計(jì)劃或方案，才能在實(shí)踐中自覺地駕馭事物的發(fā)展進(jìn)程，克服或避免不利因素所產(chǎn)生的不利的結(jié)果。從事物的哲學(xué)因果觀中可以發(fā)現(xiàn)，只有積極的、正確的把握電機(jī)短路的因果本質(zhì)關(guān)系，才能發(fā)現(xiàn)電機(jī)發(fā)生故障的客觀規(guī)律，清晰預(yù)見電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并杜絕故障的發(fā)生。

三、電機(jī)狀態(tài)檢測方面的馬克思主義哲學(xué)思維

在探索電機(jī)短路故障的傳感器的研究中，電機(jī)研究人員在“理論來源于實(shí)踐”、 “實(shí)踐高于理論”、“從實(shí)踐中來到實(shí)踐中去”的哲學(xué)思維指導(dǎo)下，進(jìn)行了大量的摸索，試驗(yàn)，對傳感器性能和規(guī)格等進(jìn)行改進(jìn)，更新?lián)Q代。經(jīng)歷了一個(gè)從熱電偶到紅外遙感再到智能溫度傳感器的漫長發(fā)展過程。

熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)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(gè)完整的、獨(dú)立的感溫元件。使用時(shí)需配上二次儀表，才能完成溫度測量及控制任務(wù)。其主要缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜、測量精度低、分辨力不太高，且需要進(jìn)行溫度校準(zhǔn) (例如非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等)。另外，它們的體積比較大、使用也不夠方便。當(dāng)今的正向電機(jī)與電器向高精密、高能量密度、高可靠性方向發(fā)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(dǎo)體集成工藝制成的。它是將溫度傳感器集成在一個(gè)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(diǎn)是功能單一 (僅測量溫度)、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。但是它也很難適應(yīng)當(dāng)前電機(jī)與電器的智能控制的需要。智能溫度傳感器是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)的結(jié)晶，是集成溫度傳感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。智能溫度傳感器具有以下三個(gè)顯著特點(diǎn):第一，能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU);第二，能構(gòu)成性價(jià)比高、多功能的智能化溫度測控系統(tǒng);第三，它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的，其智能化程度還取決于軟件的開發(fā)水平。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器 (CPU)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器 (ROM)。傳感器設(shè)計(jì)人員經(jīng)過反復(fù)的理論分析和實(shí)踐檢驗(yàn)，摸索創(chuàng)造出了更適合工業(yè)應(yīng)用、智能化程度更高的“人眼”與“手足”。智能傳感器可以準(zhǔn)確、快速地把電機(jī)與電器的信息傳送出來，為保障電機(jī)與電器的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)［5］。

四、電機(jī)與電器智能化網(wǎng)絡(luò)中的哲學(xué)思維

電機(jī)與電器的運(yùn)行狀態(tài)可以通過互聯(lián)網(wǎng)使遠(yuǎn)在千里之外的人清楚地看到。在此過程中，電機(jī)與電器研究人員把電機(jī)的信息通過傳感器送到互聯(lián)網(wǎng)上，組成“現(xiàn)場總線”或者“集散控制系統(tǒng)”模式。這深刻體現(xiàn)了認(rèn)識、實(shí)踐和生活的內(nèi)在聯(lián)系。隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動化技術(shù)等相關(guān)技術(shù)發(fā)展比較快，它們在很大程度上改變了人們的實(shí)踐和生活方式。從傳統(tǒng)意義上說，認(rèn)識與實(shí)踐作為兩種不同的活動是交替產(chǎn)生的，它們按照“實(shí)踐—認(rèn)識—再實(shí)踐—再認(rèn)識”的過程進(jìn)行循環(huán)交替?；ヂ?lián)網(wǎng)的革命性，在于它實(shí)現(xiàn)了認(rèn)識與實(shí)踐的內(nèi)在統(tǒng)一，即真正地實(shí)現(xiàn)了認(rèn)識作為實(shí)踐的內(nèi)在環(huán)節(jié)而存在。通過互聯(lián)網(wǎng)，工程師們不僅以獲取、加工和創(chuàng)造性重組電機(jī)與電器各種信息的方式實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的最優(yōu)控制，即達(dá)到實(shí)踐的“要求”和“目的”，而且可以在網(wǎng)上及時(shí)、不斷地修正、調(diào)整、重組這個(gè)“客觀圖景”，從而達(dá)到及時(shí)、不斷地校正電機(jī)與電器的運(yùn)行狀態(tài)。

電機(jī)與電器的信息采集平臺，隨著信息技術(shù)尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，產(chǎn)生了兩個(gè)平臺即現(xiàn)實(shí)的自然平臺 (實(shí)在的信息采集系統(tǒng))和虛擬的數(shù)字平臺。最近幾十年發(fā)展的虛擬儀器 (VI)就是電機(jī)與電器信息采集系統(tǒng)的一個(gè)代表。自然平臺與數(shù)字平臺相互包含，交互并存，使電機(jī)與電器信息的采集與處理發(fā)生了革命性的變革。數(shù)字平臺的出現(xiàn)，從本質(zhì)上來說是一場信息革命。有了這個(gè)平臺，人類可以在巨大的網(wǎng)絡(luò)上共享電機(jī)與電器相關(guān)的各種信息和知識，同時(shí)可以了解工程師們對電機(jī)與電器各種運(yùn)行方式的判斷和處理，這樣就組成了一個(gè)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(gè)電機(jī)與電器信息有限的圖景，那么數(shù)字平臺所提供的世界圖景是一個(gè)信息無限的圖景。這種觀點(diǎn)可以在馬克思主義哲學(xué)中找到關(guān)于虛擬平臺的論斷。在談?wù)撊说囊庾R時(shí)，馬克思曾經(jīng)說過，“它不用想象某種現(xiàn)實(shí)的東西就能夠現(xiàn)實(shí)地想象某種東西”。那么，針對虛擬的數(shù)字平臺，我們同樣可以得出這樣的評論，“它不用創(chuàng)造某種真實(shí)的東西而能夠真實(shí)地創(chuàng)造某種東西”，即它能夠?yàn)槲覀冋鎸?shí)地提供關(guān)于“世界”的各種信息，為我們構(gòu)成一個(gè)“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(jù)自己的需要在它所呈現(xiàn)的世界圖景中自主選擇，這種數(shù)字化平臺最主要的特點(diǎn)是它具有非線性和多維互補(bǔ)性，因此，它所提供的世界圖景也是多元性的、動態(tài)性的、過程性的。它打破了時(shí)空、層次和方式的傳統(tǒng)界限，在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)了時(shí)空、層次和方式的非線性聯(lián)系。對于這個(gè)非線性的、多元互補(bǔ)的世界圖景，每個(gè)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(shù)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(quán)，更重要的是，在這個(gè)平臺上，獲得了一個(gè)“創(chuàng)意性”的世界圖景即主—客互動的世界圖景。在提到人的認(rèn)識時(shí)，列寧曾經(jīng)指出，人“為自己繪制客觀世界圖景”，這說明入的認(rèn)識不僅是反映世界，而且依據(jù)需求改造世界。但由于這種觀念所形成的“人給自己構(gòu)成”“世界的客觀圖景”總是表現(xiàn)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(chuàng)造“客觀圖景”，因此這兩種圖景是對立的［7］。但是人們從電機(jī)與電器信息采集與處理系統(tǒng)中的數(shù)字化平臺中獲得的世界圖景則是主－客互動的產(chǎn)物，作為主體電腦終端的操作主體，它可以依據(jù)自己的特定需要和特定的邏輯來創(chuàng)造性地重組各種客體信息 (電機(jī)與電器運(yùn)行信息)。

信息技術(shù)的發(fā)展就是一場“最驚人的變故”。電機(jī)與電器信息系統(tǒng)所組成的虛擬數(shù)字平臺世界具有非線性、動態(tài)性、過程性和互補(bǔ)性，它改變了傳統(tǒng)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(shí)也激活了人的創(chuàng)造性思維。

五、電機(jī)調(diào)速傳動中的哲學(xué)思維

在當(dāng)今的電機(jī)調(diào)速傳動領(lǐng)域中，開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)已占據(jù)一席之地。誰能想到在19世紀(jì)，開關(guān)磁阻電動機(jī) (Switched Reluctance Motors，簡稱SRM)就被人認(rèn)為是理想的應(yīng)用電機(jī)，但一些人用靜止不動的觀點(diǎn)看待此種電機(jī)，致使該電機(jī)一度被擱淺起來。直到20世紀(jì)70年代，電力電子技術(shù)的迅猛崛起，才給開關(guān)磁阻電機(jī)的發(fā)展注入了生機(jī)。隨后結(jié)合計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)的發(fā)展，極大地推動了該電機(jī)的應(yīng)用。由于該電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、容錯性強(qiáng)、控制策略靈活、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，被電機(jī)傳動界認(rèn)為是最有前途的。馬克思主義哲學(xué)告訴我們，應(yīng)該以“發(fā)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(rèn)為:運(yùn)動是物質(zhì)的根本屬性，是物質(zhì)的存在形式。唯物辯證法把運(yùn)動理解為物質(zhì)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(zhì)的變化。它可以是上升的、前進(jìn)的運(yùn)動，也可以是下降的、倒退的運(yùn)動。發(fā)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(zhì)到新質(zhì)的有規(guī)律的前進(jìn)上升的運(yùn)動變化過程。運(yùn)動、變化和發(fā)展這三個(gè)相近的概念，反映的都是事物的動態(tài)關(guān)系，說明事物或現(xiàn)象的運(yùn)動發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)過程。其中，運(yùn)動是變化和發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，沒有運(yùn)動就不會有任何變化和發(fā)展，而變化和發(fā)展既是運(yùn)動，又是對運(yùn)動的深化。開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展歷程也在一定的程度上映照了事物的運(yùn)動、變化、發(fā)展的規(guī)律［8］。

六、結(jié) 語

綜上所述，哲學(xué)思維在電機(jī)與電器研制領(lǐng)域無時(shí)無刻不在，它不僅能夠幫助工程師和技術(shù)人員解決技術(shù)上的難題，而且對學(xué)習(xí)電機(jī)與電器專業(yè)的學(xué)生和工人大有益處。馬克思主義哲學(xué)本身就是一門科學(xué)，隨著技術(shù)革命與知識爆炸的出現(xiàn)，馬克思主義哲學(xué)思想不是失效了、不能用了、不能解釋新生事物的本質(zhì)了，而是更具有指導(dǎo)意義。同時(shí)也充分說明，哲學(xué)思維和技術(shù)革命相互促進(jìn)，相互融合，互為發(fā)展的動力。

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

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

［3］ 周嘉昕．中國學(xué)界關(guān)于國外馬克思主義哲學(xué)研究的歷史和現(xiàn)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(xué)創(chuàng)新探析 ［J］．學(xué)術(shù)探索，2010(6):6-10．

［5］ 馬宏忠．電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 ［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008．

［6］ 徐永明，孟大偉．“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐 ［J］．2009(10):104-105

［7］ 康斯坦丁·科林．信息哲學(xué)與現(xiàn)代信息科學(xué)的基本問題［J］．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào):社會科學(xué)版，2011(5):24-28．

［8］ 王東．馬克思主義哲學(xué)綜合創(chuàng)新論 ［M］．武漢:武漢大學(xué)出版社，2010．