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自然辩证法与雷达系统的发展
任课老师：叶山岭
完成时间：2013年4月16日
【摘要】：雷达系统是集中了现代电子科技技术先进成果的高科技系统。雷达是利用电磁波探测目标的电子装备。经过近70年的发展，雷达已广泛应用于地面、车载、舰载、机载等平台发面，这些雷达已经和正在执行者国防军事和经济建设任务。自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学，其研究目的就是为了合理地处理人与自然的矛盾。雷达系统的发展无时无刻不在与自然辩证法相联系。本文主要以自然辩证法的观点和理论去对雷达系统做一些简要的介绍与探讨。【关键词】自然辩证法；雷达系统；人与自然的关系
一、引言
雷达是用于检测和定位反射物体，如飞机、舰船、航天飞机、车辆、行人和自然环境的一种电磁系统。它通过将能量辐射到空间并且探测由物体或目标发射的回波信号来工作。返回到雷达的发射能量不仅表明目标的存在，而且，通过比较接收到的回波信号与发射信号，就可确定其位置和获得其他与目标有关的信息。雷达可以在远或近距离，以及在光学和红外传感器不能穿透的条件下完成任务。它可以在阴暗、薄雾、浓雾、下雨和雪时工作。其高精度测距和全天候工作的能力是其最重要属性之一。
自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法的科学。它是马克思主义关于认识自然和改造自然已有成果的概括和总结，是随着科学技术的发展而不断丰富和发展着的开放的理论体系。
自然辩证法包括三部分：自然界发展的一般规律，即自然界发展的辩证法；科学技术发展的一般规律，即科学技术发展的辩证法；人类认识自然和改造自然的一般规律，即科学技术研究的辩证法，亦即辩证唯物主义的自然观、科学技术方法论和科学技术观。阿和各门具体学科一样，都是研究自然界、科学技术及其研究方法的规律性探索，这表明了它具有科学技术特性。
自然辩证法是集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中应用，它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术领域，能够很好地指导我们进行科学研究活动。
二、雷达系统中的自然辩证法
1.雷达系统的自然属性
现代雷达是一种综合了电子科学各种科技发展的高科技信息感知和处理系统，它涉及了电子信息工程中几乎所有的技术要素。例如：信号（signal）和波形（waveform）设计、发射机（transmitter）、接收机（receiver）、天线（antenna）、电磁波（electromagnetic）传播（propagation）、电磁散射（scattering）和辐射（radiation）、信号处理（signal proceing）、信息提取（information extraction）、检测（detection）、参数估计（parameter estimation）、目标分类与识别（target identification and recognition）等。这些都是人类社会科学的高度发达的智慧结晶，但仍是自然界客观存在的一部分。现在的社会中充满着电子化和信息化，每一个电子化和信息化的系统都是来自元自然界，他们是客观实在的自然物在经过人的改造作用之后的物品，在马克思主义哲学中仍然属于自然界，同时它的使用者——人，也属于自然界，即客观存在的物。所以，雷达系统具有自然属性。
2.雷达系统研究与设计中的科学技术方法论
雷达的基本概念由德国物理学家Heinrich Hertz从1885年到1888年所进行的经典实验首次得到验证。Hertz实验证实了1864年发表的Jmes Clerk Maxwell的电磁场理论。Hertz利用频率在455MHz附近，原理上类似于雷达的一种装置。
Hertz从事的工作中关于检测和定位发射物体的潜力——这是雷达所做的，被另一个德国人ChrisianHulsmeyer发展了。20世纪初，他装配了一台如今人们叫做单基地（单站）脉冲雷达的仪器。1922年，无线电先驱者之一，S.G.Marconi在美国无线电工程师协会（IRE，即现在IEEE的前身）的一篇论文中，曾提到在试验中用无线电波探测到目标，他并建议对这种技术加以开发利用。同年，美国海军研究实验室（NRL）的A.H.Taylor和L.C.Young观测到轮船的起伏回波，他们的实验系统被称为连续波（CW）干涉系统。实际上，这就是今天的双战（bistatic，也叫做双基地）CW雷达。这些成就是一代又一代的科学家和工程师在客观复杂的整个时代的发展中通过大量实验和观察中总结出来的，在这个过程中自然辩证中的归纳和演绎的运用是显而易见的。归纳和演绎是自然辩证法中科学技术方法论的科学思维方法，实验法是科学抽象中重要的思想模型。控制科学中的一切事物都是现象和本质的统一。实验室科学认识的基础，我们要通过归纳和演绎将它上升到理性认识——规律、理论，这样就可以反过用理论来指导实践，从而将其应用到生产生活中去。
3．社会需要是科学技术发展的根本动力，科学技术的发展也推动着社会的进步
纵观雷达的发展史，应该看到第二次世界大战期间是雷达迅速发展的黄金时期。20世纪20年代后期到30年代初期随着重型轰炸机的出现，才真正使实战型军用雷达得以问世。对重型轰炸机的远距离警告成为一项重要的军事需求。1937年，Robert Watson Watt设计出第一部可用的雷达——“Chain Home”，并在英国建成。1938年，美国信号公司制造的SCR-268称为第一部使用的防空火控雷达，这种雷达共生产了3100部。1939年，美国无线电公司研制出第一部实用舰载雷达——XAF，安装在“纽约号”战舰上。在第二次世界大战中，雷达发挥了重要作用。用雷达控制高射炮击落一架飞机平均所用炮弹数由5000发降到50发，命中率提高了99倍。因此，雷达被誉为第二次世界大战中的“天之骄子”。
重型轰炸机的出现，对防空系统提出了很大的需求，雷达系统应运而生，蓬勃发展。雷达的发展成熟，提高了高射炮拦截飞机的命中率，推动了军事防空系统的发展。二十世纪五六十年代，随着航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星以及宇宙飞船等均采用雷达作为探测和控制手段。二十世纪七八十年代，合成孔径雷达、相控阵雷达和脉冲多普勒雷达得到了迅速发展。二十世纪九十年代，随着微电子技术的迅速发展，雷达进一步向数字化、智能化方向发展，同时，发雷达的对抗技术也迅速发展起来。进入新世纪以来，随着现代战争的需要，雷达将是高性能、多功能的综合体，即集雷达与通信、指挥控制、电子战等于一体。
随着其他学科的发展进步，带动了雷达系统的发展进步，提升了性能增加了功能，能够完成更加复杂化的任务。同时雷达系统的发展进步，也带动了其他学科的发展进步。当然这种进步既有相互促进，也有相互竞争的区别。如：微电子和集成电路工程的进步，促使雷达进一步向数字化，小型化方向发展，属于相互促进；而导弹技术，尤其是弹道导弹技术的进步要求雷达具有高精度、远距离、高分辨率和多目标测量的能力，这就属于相互竞争。总之，作为自然界的一部分，事物之间是相互联系，共同发展的。
雷达系统在性能发展的同时，功能也愈趋多样化。这也是发展的一般规律。军事用途，这也是雷达的主要用途。雷达是防空系统及进攻性导弹和其他作战武器的一个重要组成部分。在防空方面，它执行监视和武器控制功能。监视包括目标检测、目标识别、目标跟踪和将目标分派到武器系统。它就是武器系统的“眼睛”。
遥感，所有的雷达都是遥感器。四个重要的雷达遥感例子为：1.气象观察，它是电视上气象报告的一个固定部分，也是国家气象预报的重要输入；2.行星观察，如金星的看不透的云层下方的测绘；3.近程地下探测；4.有效地为航海运输指引航道，提供海上浮冰测绘。
空中交通管制，雷达已经在全球用于机场附近的空中交通安全管制，从一个机场到另一个机场的途中飞行安全管制，以及地面车辆交通和在地面滑行飞机的安全管制。
法律实施和公路安全，许多人熟悉的雷达测速仪由警察用于速度限制执法，其变型用于体育中，测量击出棒球的速度。已经考虑将雷达用于对迫近的碰撞警告，启动安全气囊，或对车后或者侧面盲区中的障碍或人的警告而使车辆更安全。飞机安全和导航，机载气象回避雷达画出了降雨区和危险的风切变区的轮廓线，使得飞行员能够避免危险情况。
舰船安全，雷达安装在舰船和小船上用于防装和用于观察导航浮标，特别是在能见度差的时候。类似的岸基雷达用于港口和河流交通的监视。
空间，空间飞行器已经用雷达进行交会和对接，以及用于月球登录。正如上面所提到的那样，雷达已经用于行星探索，尤其是地球这一行星。
其他，雷达在工业方面还找到了速度和距离的无法接触测量方面的应用。雷达已经用于石油气和气体的探测。昆虫学家和鸟类学家已经将雷达用于研究昆虫和鸟类的迁徙，这是其他方法所不能轻易实现的。
有些雷达很小，足以放在一个人的手掌里，而其他一些则很大，可占据一个足球场。他们的作用距离近到几乎可触摸到的目标，远到行星。4.雷达系统科研中的自然辩证法
系统分析原则，雷达体系是一个系统工程，是具有总体目标的有机统一体。所谓系统分析，即从系统的观点出发，着眼于整体与部分、整体与环境的相互联系和相互作用的关系中综合地、精确地考察控制对象，求得系统的最佳功能的科学方法。这当中，最优化是系统分析方法的显著特点之一。应用系统分析方法在处理雷达工程问题时，它始终把对象作为有机整体来考察，从整体、部分、环境的相互联系、相互制约、相互依存的关系中揭示雷达系统的整体性质与运行规律。为了把握系统的整体属性，系统分析方法通常采取综合一分析一综合的模式。定性分析与定量分析相结合原则定性分析与定量分析相结合原则是所必须遵循的基本原则。在工程控制系统中，一方面，需要对控制对象的运行规律、性质、特点、因果关系、逻辑关系、时序关系等进行确定性分析的，以及对一些无法量化的控制因素等采用定性分析；另一方面，凡是反映工程控制系统数量关系、数量特征、数量变化、特性参数、联系强度、作用大小等数值信息的控制因素则进行定量分析，并且将工程控制系统的定性分析与定量分析结合起来全面分析，两者相互配合，相互补充，这是工程控制系统研究的科学方法，也是工程控制系统模型化的发展趋势。一般来说，在工程控制系统的研究、工程控制过程中，定性分析是定量分析的基础，应先进行定性分析，以规范定量分析；再由定量分析检验定性分析，由定性分析判断定量分析，两者相互验证，逐步深化。
矛盾分析是唯物辩证法的基本方法之一。按照矛盾分析原则，正确处理工程系统各对象、各要素、各变量之间主要矛盾与次要矛盾的关系，以及矛盾的主要方面和次要方面等，在工程中学会“弹钢琴”的方法，根据工程系统的现状、变化和发展趋势，抓主要矛盾，牵住工程系统中的牛鼻子，解决工程中的问题。
归纳和演绎是自然辩证法中科学技术方法论的科学思维方法，实验法是科学抽象中重要的思想模型。雷达系统科学中的一切事物都是现象和本质的统一。雷达仿真是一门以实验为基础的学科，它需要通过试验获得数据，经验。但这只是科学认识的基础，我们要通过归纳和演绎将它上升到理性认识——规律、理论，这样就可以反过用理论来指导实践，从而将其应用到生产生活中去。
科学技术的发展促进了对雷达的需求，人们不断地发展创造各种各样的雷达以满足各种各样的性能要求。系统的性能取决于控制的成分、结构、微观组织和缺陷等，任何一种系统的宏观性能或行为，都是由控制的成分和微观组织结构决定的。要获得满足性能要求的系统，就需要对成分—结构—组织—性能之间的规律进行研究。同其他科学一样，其研究方法主要有三种：归纳法，演绎法，实验法。
雷达系统是一门以理论分析和实践相结合的学科，雷达系统是否能够达到期望的目标，这就需要我们实践去验证。在科研的过程中，很重要的一步就是选题。这是因为：科研选题是科学研究的起始步骤，它关系到科研的方向，目标和内容，直接影响到科研的途径和方法，课题选择是否恰当决定了科研工作进度的快慢以及科研成果的水平，价值和发展前途，科研选题是决定科研工作成败的关键和首要环节。所以我们需要遵循以下几条基本原则：①所选课题必须着眼于社会实践和科学本身发展的需要；②所选课题应具有创新性，应是前人和他人未解决或未完全解决并预期能出成果的科技问题；③所选课题一定要有科学事实和科学理论为依据；④选题时必须考虑完成课题的主客观条件，根据实际具备或经过努力可以具备的条件来选择科研课题。
此外，在接下来的试验过程中、整理数据和分析数据以及得出结论的过程中都需要遵循科学，实事求是的原则，把经验上升为理论，用于以后的实践中。
三、结论
关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学自然辩证法，在雷达系统中得到了广泛的应用，这一点是毋庸质疑的。从雷达系统的自然属性到自然辩证法的科学方法论与雷达系统的研究方法的联系，再到自然辩证法在雷达系统科研中的应用，每个方面都折射出自然辩证法的影子。所以说，雷达系统的发展离不开自然辩证法。一部雷达系统的发展进步史，就是自然辩证法在其中的应用史。
参考文献
【1】《马克思恩格斯选集》(第四卷).北京，人民出版社，1995.【2】[美]Merrill I.Skolnik 《雷达系统导论》（第三版）.北京，电子工业出版社.2010.【3】陈伯孝《现代雷达系统分析与设计》.西安，西安电子科技大学出版社.2012 【4】爱因斯坦、英费尔德,《物理学的进化》.第66页，上海科学技术出版社，1962.【5】徐治立，《自然辩证法概论》，北京航空航天大学出版社，2008.【6】黄志斌，《自然辩证法概论新编》.安徽大学出版社.【7】张宗明，《自然辩证法概论》.人民卫生出版社，2009.【8】栾玉广，《自然辩证法原理》.中国科学技术大学出版社，2008.【9】许小剑、黄培康，《雷达系统及其信号处理》.北京，电子工业出版社，2010 【10】张广义，《相控阵雷达系统》.北京.国防工业出版社.1994
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