转载-《力学史拾贝》前言

一门学科的历史，无论对于了解这门学科的过去与现在，对于研究成果的评价，及制定学科发展规划都很重要。所以世界各国都很重视对学科历史的研究和教学。学科史是“史”，但又不仅是“史”。好的学科史能让我们看到一门学科在演化过程中的核心竞争力与生长点，也能促进学科认知论和方法论的研究，从而推动学科向前发展。

现代自然科学是从力学开始的，到19世纪末，精确的自然科学主要是力学。爱因斯坦和英费尔德指出：“在力学中假如知道一个运动物体现在的运动状态和作用在它上面的力，那么它的未来的路径是可以揭露的，而且它的过去也是可以揭发的。例如所有行星的未来路径都是可以预知的，作用在它们之上的是只跟距离有关的牛顿万有引力。经典力学的伟大成果暗示着机械观可以无例外地应用于物理学的任何分支部门，所有的现象都可以用引力或斥力来解释，而这些力只与距离有关，并且作用于不变的粒子之间。”（A.爱因斯坦，L.英费尔德著。《物理学的进化》。周肇威译。上海：上海科学技术出版社，1962，41–42页）

20世纪以来，在力学理论的指导和支持下，取得的工程技术成就不胜枚举，如原子弹、氢弹、火箭、导弹和人造卫星、航天飞机、空间站、核潜艇、巨型轮船、高速列车、海洋平台、高层抗震建筑、高水平的斜拉桥和吊桥、大型机械与微型精密机械等，都体现了力学研究的成果和贡献。另一方面，由力学现象研究在20世纪发现的混沌、分叉、分形，已成为标志自然科学新发展的非线性科学的核心部分。周培源先生说：“力学是关于物质宏观运动规律的科学。”“只要自然界存在着机械运动，以及机械运动和其他各级运动形式的相互联系，力学就永远有无止境的研究课题，永远有无限光辉的前景。”（周培源。《周培源文集》。北京：北京大学出版社，2002，109–110页）

《力学史拾贝》收入的许多力学史文章，是根据作者亲身经历过的事，又查证了一些资料写就的。

周培源先生是1946年建立的国际理论与应用力学研究会的首届理事。《国际理论与应用力学研究会的建立过程》文，起源于1956年10月在北京大学办公楼礼堂，听周培源先生介绍1956年举行的第9届世界力学家大会情况，和国际理论和应用力学研究会1946年成立情况的报告。

冯·卡门是国际理论与应用力学研究会的创始人之一。冯·卡门所发现的卡门涡街是流体力学中很重要的现象，在自然界中常可遇到。《冯·卡门与卡门涡街》文，介绍了卡门涡街的发现和研究历史，及其在许多领域的广泛应用。美国宇航局曾将卫星拍摄的卡门涡街照片，评选为最佳卫星照片。

《九十津城话湍流》和《关于周培源大学生力学竞赛的琐忆》文，均与周培源院士1991年10月在天津大学所作一生中最后一次的学术报告有关。1995年作者建议将中国力学学会1986年开始举办的“青年力学竞赛”，更名为“全国周培源大学生力学竞赛”；1996年10月在第3届全国周培源大学生力学竞赛颁奖会上，主持了郑哲敏院士作“钱学森的治学精神”报告，都已成为难忘的记忆。

《力学有两方面的服务对象》文，介绍了钱学森先生在中国力学学会成立50周年时，致信学会指出“力学有两方面的服务对象”。周培源先生也有这方面的论述。文章对中国科学技术协会先后两位主席，对力学有两方面服务对象的看法作了系统叙述，并提出几点思考。

《言传身教育人心》文，记述了王仁先生1956年在北京大学对作者的一次口试，以及2000年他作为中国力学学会前理事长，为《力学与实践》期刊的“科学家谈力学”栏目带头撰写力学科普文章的往事。《仁厚笃实、辛勤奉献的一生》文，为纪念王仁院士诞辰百年，记述了王仁先生对力学和地球动力学的卓越贡献。

《泰勒和第一颗原子弹的故事》文，介绍了英国剑桥大学的泰勒教授用其1941年6月的研究成果，对美国公布的1945年7月第一颗原子弹爆炸时火球扩脹的照片，计算出美国第一颗原子弹的爆炸当量为1.7万吨TNT当量的有趣故事。指出了力学理论研究具有前瞻性，和量纲分析方法具有解决复杂问题的强大能力。《泰勒提出湍涡的故事》介绍了泰勒院士1915年，在湍流研究中首先提出湍涡概念的故事。

计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的社会活动和生产活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。《冯·诺依曼，计算机和力学》介绍了第一台电子计算机发明和计算力学出现，以及作者参观第一台电子计算机的故事。

作者1986年曾在位于河北保定市的河北大学校园内，建造了我国第一座祖藉河北保定涞水的南北朝科学家祖冲之的塑像。《祖冲之与圆周率》文，是为纪念祖冲之对圆周率研究的贡献，撰写的纪念文章。

张国藩和舒玮是天津大学的两位流体力学教授，《张国藩教授及其对流体力学的研究》和《斯人己去，风范犹存》文，分别是对两位教授的纪念文章。

《从严复和马寅初在天津的塑像谈起》，记述了这两位北京大学前校长的一些事迹和贡献。

《梵高<星月夜>及其洋流版》和《涡旋星系与太空版<星月夜>》文，介绍了荷兰绘画大师梵高的名画《星月夜》,与美国科学家哈勃1926年提出的著名星系分类“音叉图”，和多姿多彩的涡旋星系,以及美国宇航局公布的全球海洋表层的洋流图象，可使读者对流体涡旋有更加具体生动的了解。

《孤立波与孤立子》文，介绍了从1834年在流体运动中发现孤立波，经过60年的争论，60年的寂静，和当今在多学科、多领域的重要应用，充分说明了力学基础研究的重要性，力学中基本规律的发现和研究，有极其深刻的意义。

英国科学家牛顿1687年提出了流体的应力和应变率成正比的黏性定律，后来将符合它的流体称为牛顿流体，不符合的称为非牛顿流体。

《从鞬鞘囊肿谈起—漫谈材料的触变性》文，记述了作者1966年在天津市第一中心医院巧遇我国外科权威（原北京协和医院外科主任）张纪正先生对鞬鞘囊肿的治疗经过，及后来在流变学的学习研究过程中对材料触变性的理解。

美国科学家宾汉和巴勒斯坦工程师雷纳，受古希腊哲学家赫拉克利特“一切皆流”的启发，提出了“流变学”，并于1928年在美国提议成立了流变学会（Rheological Society），研究材料（既包括流体形态，又包括固体形态的材料）的变形和流动。《流变学的产生和研究对象》文，介绍了国际和中国流变学的产生和研究历史。

诺贝尔奖获得者、法国物理学家德·热纳1991年在诺贝尔奖授奖会上，用“软物质”一词概括了处于固体和理想流体之间的复杂液体等物质，逐渐得到国际科学界的广泛认可。《软物质与硬科学》文，介绍了软物质的基本慨念、主要特性和研究历史。从本书的这几篇文章可了解，关于非牛顿流体、流变学、软物质的研究之间的联系。

《涂布流动的研究史》文，介绍了感光材料产生和发展的历史，以及自1824年以来，在感光材料发展300年的历史过程中，流体力学曾经和正在起着的关键作用。

化学工业是国民经济中一个很重要的产业，既生产很多各种产业所需要的原料，也提供很多中间产品或最终产品。在化工生产过程中，会涉及大量的流体力学问题。《漫谈化工中的流体力学问题》文，介绍了化工中的流体运动问题的5个特点，典型化工设备中流体的流动，指出了化学工业中流体力学问题的重要性和复杂性。

《石柱群形成之谜》文，从流体力学角度揭示了排列整齐有序的石柱群，是在火山喷发时，由于热分格对流而形成的。

《多彩斑斓诚可爱》文，从冰心散文《肥皂泡》和世界名画《吹肥皂泡的少年》说起，漫谈了肥皂泡的形成、色彩和破裂，介绍了与肥皂泡有关的科学技术问题，并以北京奥运游泳馆水立方等建筑为例，讨论了肥皂泡和建筑的关系。

《漫谈动物运动对仿生力学的启示》文，指出动物经过亿万年漫长的演化过程，形成了优化的器官和组织，能巧妙地通过运动，主动有目的地迅速改变其空间位置，文章具体讨论了动物的运动对仿生力学的—些启示。

《我与<力学与实践>》，《普及是科学的目的和归宿》，《特色突出的精品期刊》三文，是作者在《 力学与实践》期刊创办纪念年份，撰写的纪念文章。

《国际天文年与日全食》文，是2009年为纪念伽利略将望远镜用于天文观测四百周年所写一篇评论。《两书的创作过程及力学科普的差距》文叙述了《诗情画意谈力学》和《趣话流体力学》两书的出版过程，并讨论了力学科普的差距。《领导标新二月花》，讨论了有关做学问写文章应追求怎样的境界，可供青年学子切磋、参考。

《为有源头活水来》，《三代院士谈力学》文，是作者所写的两篇有关力学史书藉书评。《流体力学的好教材》文，评论了北京大学吴望一教授《流体力学（第二版）》，并介绍了作者多年在使用该教材讲授流体力学时，配合使用美国1960年代所出版、由知名流体力学专家演示讲解的流体力学教学实验电影的体会。文后附有这个流体力学教学实验电影和讲授专家的目录。力学基础课是大学理工科的重要基础课程，所以这些学科的大学生和研究生适当了解力学学科的发展历史是很必要的。

《力学史拾贝》是一本适合理工科大学生、研究生，大中学物理和力学教师，工程技术人员的优秀力学科普和力学史读物。

致谢 

本书多数文章曾在《力学酒吧》作过修订发布，现又经东莞理工学院张伟伟教授帮助集结成书，特此致谢。本书部分图片系自网络收集，来源已难以查实，仅供力学科普之用，特此致谢图片的原作者和网站。

王振东2023年6月

于天津大学新园村博雅斋