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辩证地看《酶标分析仪》检定规程给出的计量性能要求 JJG861—2007《酶标分析仪》(以下简称《规程》),给出的主要仪器计量性能要求吸光度示值误差限为±0.03。从仪器制造角度看该要求是很苛刻的,甚至是有点不讲道理的。因为对于酶标仪和分光光度计、生化分析仪等光度测量仪器的检测元件,不管是光电池,还是光电管等,其输出信号都是与接收到的透射过被测物质单色辐射(光)通量成正比。由式(1)可知仪器用透射比 标度线性好,若仪器计量性能要求用透射比示值误差限给出的话,基本上在整个量程范围内是等精度的,仪器制造时很容易实现。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209052118_388911_1626275_3.jpg 根据式(2)和式(3)可求出不同吸光度时,相同的吸光度误差限±0.03对应的透射比误差限如表1所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209052119_388912_1626275_3.jpg 从表1的数据可见:虽然标称吸光度分别为0.2,0.5,1.0,1.5时,吸光度示值误差限均为±0.03,但对于标称吸光度为0.2时,对应的透射比误差限将近达到±5.0%,而对于标称吸光度为1.5时,对应的透射比误差限约为±0.2%,我们平时用于检定分光光度计的透射比标准滤光片,其误差限也达到±0.5%,可见此时对仪器的要求的确是很苛刻的。 但是,对于酶标仪和分光光度计、生化分析仪等光度测量仪器,我们的用户仪器的使用者,几乎都是用这些仪器来测量物质的浓度。而据朗伯—比耳定律有:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209052121_388913_1626275_3.jpg器的误差限,才能使仪器的使用者知道,仪器的该误差对其测得的浓度影响的程度。我们不常说用户是上帝吗?既然上帝是这样要求我们,我们就应该这样做。对于以朗伯—比耳定律为原理的测量浓度的仪器,就应该以吸光度作为对其的计量性能要求,而不应该以让用户摸不着头脑的,与浓度成负对数关系的透射比作为计量性能要求。
人与仪器的涵义及其辩证关系定义:人 —— 可以从生物、精神与文化等各个层面来定义,或是这些层面定义的结合。 生物学上,人被分类为人科人属人种,是一种高级动物。精神层面上,人被描述为能够使用各种灵魂的概念,在宗教中这些灵魂被认为与神圣的力量或存在有关。 文化人类学上,人被定义为能够使用语言、具有复杂的社会组织与科技发展的生物,尤其是能够建立团体与机构来达到互相支持与协助的目的。仪器 —— 指科学技术上用于实验、计量、观测、检验、绘图等的器具或装置。通常是为某一特定用途所准备的一套装置或机器。 仪器通常用于科学研究或技术测量、工业自动化过程控制、生产等用途,一般来说专用于一个目的的设备或装置。仪器构造较为复杂,属于高新技术产品,由多个部件组成的。仪器体积、重量、形状有各种各样,最小的可以直接拿在手中操作,较大体积的仪器一般被称为装置或设备。人和仪器的关系: 人与仪器的关系是人类发展和科技进步的基本关系。人类社会的发展是在人类认识、发明、制造和操作科学仪器的过程中不断前进的,随着人类社会不断地向前发展和进步,人与仪器的关系就处在不停的演变中。这种关系大致包含三个内容: 第一是科学技术的发展成就了人类文明社会的进步,人与仪器和谐相处,在实验室测试分析的过程中,人与仪器是相对亲近的,此时形成所谓 “人仪合一”的统一关系。 第二是以人类有序的地征服、改造和利用大自然为特征,依靠现代文明社会的工业革命,人类以有限的能力制造出水平有限的仪器。人类的能力极为有限,制造仪器水平也非常有限,因此仪器的水平也就限制了人类要求更高的测试分析水平,所以人们无法完全征服和改造大自然。人与仪器的关系日渐走向疏离,此时人与仪器的关系是一种 “人仪相分”的对立关系。 第三是随着科学技术的发展和进步,人类对自然规律有了新的认识,并充分发挥人们的聪明才智,制造出更为先进的仪器,人与仪器重新走向和谐的新“人仪合一”阶段,此时人与仪器是一个有机统一的整体。人和仪器的辩证关系: 人和仪器是测试分析这个矛盾统一体中的对立双方。它们之间既对立又统一,相互依存、相互作用,有着不可分割的内在联系。其中,人是矛盾的主要方面,对仪器起着决定作用。首先,人的操作决定仪器的工作状态。人是使用仪器的前提和基础。仪器是适应人的需求和发展而生产出来的,是人开展测试分析工作的必备条件,仪器的技术参数必须符合人的要求。两者的关系是缺一不可,但最终人决定仪器存在与否。 其次,人类的发展决定了仪器的发展和变革。人是科学发展中最活跃的因素,大脑的思维经常处于变化和发展之中。与人相比较,仪器则更具有相对稳定性,一台仪器一经产生出来,就在一定的历史时期内保持相对稳定的形式。但是,随着人的需求的不断发展,仪器也不是永远不变的。仪器在相对稳定中也会发生部分的、某些方面技术参数的重要变化。当人随测试分析技术发展到一定的阶段,原来的仪器已无法适应和容纳新技术的发展时,就迟早会引起仪器的升级换代,使旧型号的仪器为新型号的仪器所代替。所以说人决定仪器的发展和变革。 另一方面,仪器对人也有重大的反作用,它有时会起着束缚和阻碍人的思维的作用。当仪器与人的共同发展要求相适合时,它会有力地推动科学技术的发展。当仪器与人的发展要求不相适合时,它会阻碍甚至破坏科学技术的发展。在此仪器对人的反作用,就会显得十分突出。当仪器由于某种技术颈瓶的原因受到制约发展缓慢时,仪器的变革对人的需求,就具有决定性的意义。 不过,即使在这种状况下,仪器仍然是由人所决定的,因为仪器之所以要变革,归根到底还是由人对科学技术发展的要求决定的。不论在何种情况下,仪器作用的发挥,都是以适应人的需求为前提的,都是建立在人的决定作用的基础之上的。总结: 世界上的任何事物都是矛盾的统一体。我们面对现实的测试分析行业,就是由人和仪器双方组成的矛盾统一体,两者之间是辩证统一的关系。一方面,人与仪器是相互联系、相互依存、相互渗透的,分析仪器的存在和发展,任何时刻都离不开人的开发和创新,随着科学水平的提高,人们发明和创造
按:今天是党的生日,青青草放假在家看书,恰好翻到一篇毛泽东《矛盾论》,仔细阅读之后,大彻大悟,对毛主席的深厚哲学思维所折服。然而,仪器信息网并不是一个讨论哲学的网站,那么,怎么来联系一下呢?青青草顿时想起了下学期要教酸碱滴定。立马意识到了滴定曲线和辩证法的联系。随之,青青草就用了联系的观点,把分析化学中的这个点用哲学的观念来解释,那么看官们,请听我讲来:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012233_552890_1626663_3.jpg在马克思主义哲学原理中,我们学到的第二个基本原理是唯物辩证法。辩证法古而有之。如果说中国的辩证法的祖先,那么非《周易》莫属。易,变也。而周易讲述的是宇宙万物的变。中医,讲究辩证法。平时我们看中医时候,医生讲的是辩证疗法。头痛,非头之病也。而中国古代的哲学往往讲求变化和联系。黄宗羲:动静皆动也。为什么中国人掌握马克思主义哲学比较容易,就是因为,中国人早就有联系和变化的观点。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012234_552891_1626663_3.jpg西方哲学的源头是古希腊的思想家们创造的。但是古希腊许多哲学家要么是诡辩论者,要么就是悲天悯人的仰望星空者。牛顿的力学的建立,让西方哲学走向了机械论。一切都是被计算好的。上帝是第一推动力,其他的动力都是由牛顿力学建立起来的机械主义的哲学。然而打破这个机械主义哲学的人,确是黑格尔。但是黑格尔已经意识到辩证法的三大规律,并且用了他理性和逻辑性的语言,讲述了辩证观点,然而,他的唯心主义,没有让他摘到真理的果实。马克思用了他天才加勤奋,继承了黑格尔的辩证法,抛弃他的唯心论,差不多建立了唯物辩证法的三大规律。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012237_552892_1626663_3.jpg然而,德国人就是太过死板,把一个命题讲得啰里啰唆,话语表达得让中国人无法理解。然而1937年,在延安窑洞里,毛泽东用他的语言,改造了唯物辨证法,写下了气贯长虹的《矛盾论》,系统阐述了唯物辨证法。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012239_552893_1626663_3.jpg下面,我们对唯物辩证法做简单介绍。唯物辨证法的核心是:矛盾规律。矛盾是什么,矛盾是正,负; 矛盾是化合,分解;矛盾是作用力,反作用力;矛盾是酸,碱……物质存在于运动,而矛盾蕴含在运动之间。这里,我们看到了酸和碱是一对矛盾。我们分析化学中就有酸碱滴定分析。那么,酸碱滴定实际上就是一对矛盾,酸变碱,或者碱变酸。这里面存在着电子的转移。电子转移就是运动,引起了矛盾。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012242_552894_1626663_3.jpg酸和碱这一对矛盾,存在着相互对立,相互斗争。在斗争的过程中,变成了中性物质“水”。他们相互抵消各自的特性,各自转化成它的对立面。这就是矛盾。唯物辨证法指出:事物的矛盾运动包括量变和质变两种状态。这就是著名的质量互变规律。① 我们用0.1mol/L NaOH 滴定 20ml 0.1mol/L HCl 为例。一开始,锥形瓶中存在着20ml酸,整个体系都是酸性系统,酸是杠杠滴。 然而,当第一滴NaOH溶液滴入,并没有破坏整个酸性体系,其锥形瓶中的溶液pH值几乎没啥变化。② 我们继续滴十几滴,同样,整个溶液体系,依旧是酸性,但是酸性有极其微小的变化。所以,整个滴定曲线是呈平缓地升(见图)。虽然有部分的它的矛盾进入,依然没有明显改变整个溶液的pH值。随着NaOH 的加入,HCl逐渐被中和, HCl浓度不断降低,但是溶液酸的性质依旧没有明显改变。这实际上是一个量变的过程。然而,当NaOH 滴加量接近计量终点,那么,其pH值的变化率显著上升,呈现直线上升状态。整个溶液体系向着它的矛盾转化。当滴定到化学计量点,20.00ml, 加入的NaOH 的物质的量和HCl的物质的量相等,那么HCl和NaOH的量均为0,pH=7。这就是量变引起的质变。而化学计量点pH=7 就是其变化的关键点。一旦跨越关键点,溶液立即变成碱性。③http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012248_552895_1626663_3.gif滴定体积mlpH01182.2819.984.319.994.620720.019.420.029.7在整个过程中,酸在否定自身的过程中,变成了它的相反。这就是唯物辨证法中的否定之否定规律。一个事物,必须有两次的否定,事物才会有根本性的变化。第一次否定是酸由于碱的加入变成了水。第二次否定是碱的继续加入,水变成了碱。酸变成碱的过程,经历着两次否定,变成了它的相反物。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507012250_552896_1626663_3.jpg矛盾规律,质量互变规律,否定之否定规律,这是唯物辨证法的三大规律。在整个酸碱滴定中,包含着这三大规律。突然发觉,哲学是多么地伟大。它概括了事物变化的共性,透过现象把握本质。这个思想,不仅仅是学好哲学,更是学好分析化学的有力思想工具。 而这一滴定分析中的哲学思维方法,给了我一丝灵感。把握住度,在滴定快要到达计量点时,要慢慢地滴。而这个在实际工作中,又代表着,在事物变化的关键点的时候,要把握住这适度原则。且,在过快地变化中,往往有着稍纵即逝的机会。注:①②③处文字引用魏有章先生《滴定分析中的辩证法》一文,感谢,并在此注明。