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吴超:安全科学方法系列72:安全物质学的方法论

已有 344 次阅读 2024-5-24 06:54 |个人分类:安全科学理论|系统分类:科研笔记

 吴超:安全科学方法系列72:安全物质学的方法论

安全物质学方法论是关于安全物质学一般研究方法的理论、指导思想和基本原则。内涵如下:其专属研究领域是如何选取合适的方法探讨普遍存在于可导致损害物质(致灾物)、可遭受损害物质(承灾物)、可避免或减少损害物质(避灾物)及上述3种物质与人、环境间的能量和信息的交互作用、安全现象及其本质规律;安全物质学方法论是为了解决安全物质学理论研究与实践问题而提供的一套关于选择具体方法和程序的思想、原则和步骤的知识体系;在进行安全物质学的研究时不能把其研究方法论等同于研究方法,而是用完备的安全物质学方法论体系去指导和探讨安全物质学的具体研究方法。

1.安全物质学方法论基础

安全物质学是以保障人类的身心安全健康为着眼点,研究物质安全与危险作用和运动规律,融贯安全科学与物质学所形成的综合交叉学科,因此具有多层次、综合交叉的学科基础。

1)安全物质学需要以唯物辨证的观点、实践的观点和发展的观点去认识物质现象、总结物质运动规律,才能确保研究结果的科学性和有效性,才能指导和促进安全物质学的研究与实践活动,因此唯物辨证论是安全物质学的哲学层思想基础。

2)根据安全物质学学科性质、学科框架、学科分支及研究内容,安全物质学所涉及的基础学科包括安全系统学、安全人机学、安全原理、安全管理学、安全经济学、安全法学、安全心理学、物理学、化学、热学、生物学、环境科学等。上述众多较为成熟的学科为安全物质学的研究提供了坚实的基本原理和知识体系,为安全物质学的工程实践提供了丰富的应用背景和经验借鉴。

安全物质学的研究与实践活动本身就是一项复杂的系统工程,其学科主旨是应用系统思想、系统工程的原理和方法,辨识、分析、评价、控制和消除系统中的物质危险有害因素,从而保障系统安全。因此,安全系统思想是安全物质学的核心思想,系统工程方法论是安全物质学研究的方法论基础。

2.安全物质学研究阶段及方法

    1)研究三阶段

按照安全科学原理研究范式,安全物质学的研究可以分为三个阶段(如图1所示),即物质安全现象-物质安全规律-物质安全科学:物质安全现象是可观测的物质安全或危险状态表象,对应的一些具体方法有观察、实验分析、识别、收集、整理、描述等;物质安全规律是隐藏在物质安全现象背后的可重复联系,对应的一些具体方法有解释、抽象、归纳、概括等;物质安全科学是关于物质安全现象与物质安全规律的知识体系,对应的具体方法有比较、公理化、预见预测等。安全物质学研究可以由物质安全现象到物质安全规律,再到物质安全科学,同时所形成的物质安全科学要经得起实践检验,并指导认识物质安全现象。 

1  安全物质学研究三阶段 

    2)一般研究方法

为了科学的开展安全物质学研究与实践,将安全物质学方法论融入和贯彻到具体的研究与应用工作中。下面归纳提出5条安全物质学的一般研究方法(表1所示),这些研究方法同时也是指导性原则,因为原则不能停留在完全抽象的层次上,而应体现在安全物质学的具体研究与实践活动之中。 

安全物质学的一般研究方法

方法

方法解释

相似方法与比较方法相结合

  物质间存在的相似性和相异性是不以人的意志为转移的客观存在。通过比较方法,如质的比较(反映物质本质属性的某些特征的比较)与量的比较(物质某些数量特征的比较)、静态比较(物质或其属性处于相对静止、相对稳定状态中的比较)与动态比较(物质在时间流中的运动过程中的先后状态、属性的变化)、现象比较(物质的非本质属性的比较)与本质比较(物质稳固的反映内部联系、本质属性的比较)等,找出不同物质的物理性质(如溶解性、防腐性、导电性、导热性、挥发性、沸点等)、化学性质(如可燃性、毒性、腐蚀性、放射性、稳定性、氧化性、还原性、助燃性、热不稳定性、酸碱性、络合性等)、存在状态(如液态、固态、气态等)、时空特性(即物质所处的时间和空间信息)、结构特性、功能特性等之间的相似性和相斥性,得出比较和相似结论,提出物质安全的阈值等,为物质危害性辨识、分析、评估、控制、管理等提供理论依据。

还原方法与整体方法相结合

  整体方法强调整体的把握研究对象,从整体上认识和处理问题;还原方法主张把整体分解为部分和组分。在研究物质的力学、电学、热学、化学等性能参数,以及物质的组成、性质、结构等时,只用整体方法或还原方法都是片面的。不还原到组分和结构层次,不了解局部,对复杂物质的认识只能是直观的、模糊的,缺乏科学性。没有整体方法观点,对物质系统的认识只能是零碎的,不能从整体上把握事物、解决物质安全问题。在进行安全物质学研究时,要充分利用这两种方法,发挥各自的优势,克服各自的片面性和局限性,用科学的思维和方法把还原方法和整体方法整合起来,进行辩证的融合。

微观分析与宏观综合相结合

  根据系统科学方法论和系统局整的辩证关系,在进行安全物质学研究和应用时,应包括微观分析和宏观综合,微观分析以物质为研究对象,研究物质的基本属性、安全特性、安全机理、安全能量、致灾机理、救援机理等;宏观综合以物质所处人--环系统为研究对象,研究人、物、环交互关系。微观分析与宏观综合相结合是指在人--环系统的整体观对照下建立对物质的微观分析,综合所有物质微观分析结果建立关于系统整体的描述,由微观、局部物质的认识获得人--环系统整体的认识,以达到对人--环系统涌现性的充分认识。

定性判断与定量描述相结合

  即使最定量化的学科,它的基本假设也是定性思考的结果。物质具有定性特性和定量特性,质的规定性称为定性特性,量的规定性称为定量特性。定性特性决定定量特性,定量特性表现定性特性。只有定性描述,对物质行为特性的把握难以深入准确。定量描述是为定性描述服务的,借助定量描述能使定性描述深刻化、精确化。安全物质学方法论定性分析与定量描述相结合就是由科学理论、经验知识等形成和提出定性分析结果,然后采用严密的逻辑推理和精确的物理学方法、化学方法、生物学方法等得到定量结果去证明、描述和刻画定性分析结论。

静态分析与动态考察相结合

  静态分析不考虑物质的原有状态和发展趋势,只考虑物质在特定时空范围内的现实状况,完全抽离时间因素,不关注物质安全或危险状态的具体变化过程;动态考察将物质放进时间流中,对致灾、避灾、承灾的实际过程进行分析,包括所有物质参数、环境参数等在一定时间过程中的变化规律及相互影响规律和彼此制约关系。安全物质学的核心是考察物质安全状态和危险状态的动态转换规律和本质,涉及时间因素,这决定物质安全学研究时应将静态分析与动态分析相结合。

 



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