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力学学科的战略地位目录力学是研究物质机械运动规律的科学。自然界物质有多种层次,从宇观的宇宙体系、宏观的天体和常规物体,细观的颗粒、纤维、晶体,到微观的分子、原子、基本粒子。通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。但由于学科的互相渗透,有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。机械运动亦即力学运动是物质在时间、空间中的位置变化,它是物质在时间、空间中的位置变化,物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。机械运动并不能脱离其他运动形式独立存在,只是在研究力学问题时突出地考虑机械运动这种形式罢了;如果其他运动形式对机械运动有较大影响,或者需要考虑它们之间的相互作用,便会在力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。力是物质间的可以说是力和运动的科学。力学的发展始终是和人类的生产活动紧密结合的,3000多年前的墨经上就有简单的杠杆原理。在西方,古希腊的阿基米德对静力学就有了一些系统的论述。这都与当时的生产水平相适应。17世纪初,欧洲资本主义萌芽,科学挣脱神学的束缚而开始复苏。伽利略是进行系统实验研究的先驱,提出了加速度的概念和惯性原理。开普勒根据天文观测资料总结出行星运动的规律。牛顿继承和发扬了前人的成果,提出了物体运动三定律和万有引力定律。可见,至牛顿时代,力学形成了一门科学,同时推动了微积分的发展,其后,随着欧洲逐步工业化,力学得到了很大的发展。上个世纪,力学已经有了不少分支。例如与水利及城市给排水建设有关的水力学,与建筑、桥梁、道路等有关的材料力学和结构力学,与军事有关的弹道学,以及理论性较强的理想流体力学,分析力学和弹性力学。与此同时,力学成了物理学的重要组成部分,并促进了数学的发展。力学的大发展开始于本世纪初。最突出的成就是流体力学中边界层理论的提出。上个世纪水力学和理想流体力学得到了很大发展,前者紧密地结合工程实际,但含有不少经验成分;而后者理论很完美,但不能计算物体在真实流体中运动时所受到的力。德国的普朗特(L.Prandtl)通过实验观察,发现流体的粘性在紧靠物体表面的一薄层中不能忽略,但在离物体稍远处则完全可以忽略。根据这一思想,他提出了边界层理论,圆满地解决了在计算物体所受阻力和升力中所遇到的疑难问题,正是在这个基础上,诞生了现代流体力学。有意思的是这种“边界层”的现象后来发现在很多其他领域中也存在,同样可以应用普朗特的思想解决问题。同时这也促成了应用数学中十分有用的“渐近匹配法”的发展。力学的飞速发展是伴随着第一次大战后航空工业的发展而进行的。尽管当时几乎所有的大生产部门都依赖于力学理论的指导,但只有航空工业对飞机设计提出的轻、快、安全的高难度要求,才使得航空工业离开了力学寸步难行,从而极大地推动了空气动力学,固体力学中的板、壳理论,结构分析,塑性力学,疲劳理论的发展,而反过来,力学一旦形成一门科学,就会为完善本身学科的要求出发而提出众多基础问题。这些基础研究的储备,又大大缩短了解决实际问题的时间。从低速飞行到高速飞行的发展,就是一个极好的例子,一方面可压缩流体力学的研究是不可压流体力学的自然延伸;而另一方面,以普朗特、冯·卡门(T.vonKarman)、钱学森为代表的应用力学学派开创了一条工程和力学相结合的道路。他们先后提出和围绕“声障”和“热障”问题,展开了系统的研究,奠定了高速空气动力学和气体动力学的理论基础,从而也为超声速飞机、火箭和导弹的研制、设计和制造赋予严密和完整的基础,人们从此进入了喷气技术的时代,形成了今天的大规模的航空、航天产业。航天技术中一系列问题的解决,形成了高温空气动力学、稀薄气体力学、化学流体力学、物理力学以及断裂力学、损伤力学等一大批新兴力学学科。由于这些学科所取得的成就又被进一步广泛地应用于民用工业,促进了民用工业的发展,例如化学流体力学对化工、冶金,断裂力学对机械、交通和建筑等。力学与工程紧密结合的倾向也在其他工程部门的迅速发展中得到反映,如与水利、采矿、高层建筑、金属加工、造船等工业结合,促进了土力学、岩石力学、塑性力学、水动力学等的发展。原子弹聚爆方案和引爆技术的提出归功于流体力学中的冲击波理论与量纲分析的运用。核武器的研制和发展,则与爆炸力学的形成和发展紧密相联。化学工业的迅速发展有赖于非牛顿流、多相流的力学研究,等等。上述情况充分说明力学与工程相结合的超前研究为新产业的形成起着奠基和催生的作用。20世纪下半叶、航天任务基本实现以后,力学家开始转向新的力学生长点,特别是在天、地、生方面取得丰硕成果。结合天体现象的研究,用磁流体力学研究太阳风的发生和发展规律,用流体力学结合恒星动力学解释星系螺旋结构,用相对论流体力学研究星系的演化等取得了成果。力学家研究了生物的形态和组织,建立了生物力学,从而在定量生理学、临床诊断和检测