理性力学在中国的传播与发展

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1、理性力学在中国的传播与发展  摘要：本文简单介绍了理性力学的目的、特点、学科内容、同其他学科的关系及发展过程等，并围绕理性力学与力学中的方法专业(组)委员会的成立与成长过程，通过介绍专业(组)委员会的活动情况来说明理性力学在我国的传播与发展，以此来说明钱伟长先生在推动理性力学在我国的传播过程中所做出的重大贡献与取得的成就。 一．理性力学简介    理性力学是力学的一个重要分支，是力学中的一门横断的基础学科，是力学和数学高度结合的典范，也是连续统物理的理论基础。其目的是用数学的基本理论和严格的逻辑推理研究力学中带

2、共性的问题。一方面它用统一的观点对各种传统力学分支进行系统的和综合的探讨，建立连续介质力学的公理体系，建立任意介质都适用的一般原理；另一方面演绎出一套完整的力学理论，发展新概念，解决科学和工程中提出的难题，它们是传统理论无法解决的。  理性力学的特点：强调概念确切性和数学证明的严格性，并力图用公理体系来演绎力学理论。它和数学一样具有高度的概括性和普适性；追求理论的深度和广度；注重解决连续介质力学所面临的挑战性问题，不断提出新概念、新思想。  理性力学的科学内容：连续介质力学，纯力学物质理论，热力物质理论，电磁连

3、续介质力学，混合物理论，连续介质波动理论，广义连续介质力学，非协调连续统理论，相对论连续统理论等。它来源于传统的各力学分支，如分析力学、固体力学、流体力学、热力学和连续介质力学等，并与它们相结合，产生了理性弹性力学、理性热力学、理性连续介质力学等理性力学的新分支。  理性力学采用的方法：非线性场论的方法，为数学演绎、为力学和数学的高度结合奠定了良好的基础。 理性力学发展:大致分为四个时期  奠基时期：代表性的人物和工作包括牛顿的《自然哲学的数学原理》(1687年)可看作理性力学的第一部著作。J.伯努利在1691

4、－1704之间研究弦的变形时发现弦的伸长和张力并不满足线性胡克定律，认为线性关系不能作为物性的普遍规律。1743年，法国达朗伯指出：“理性力学的基本框架是(1)理性力学必须建立在显然正确的公理上，⑵力学的结论必须有数学论证。”1909年法国科学家科瑟拉拉兄弟建立了连续介质力学的理论基础。  停滞时期：从20世纪初到1945年。以从事线性力学及其相关数学的研究为主，非线性理论的研究没有多大进展，理性力学也因此处于停滞时期。  复兴时期：从1945年起，理性力学处于复兴时期。代表性的人物和工作包括揭开理性力学复兴序

5、幕的基本工作是1945年,M.赖纳关于非线性粘性流体的研究，解决了和油漆搅拌器效率不高的问题；1948年,R.S.李夫林在任意形式储能函数下，给出了不可压缩弹性体几个简单而又重要问题的解析解。用他的理论解释橡胶制品的特性，取得了惊人的成功；另外，解释了“柱体扭转时为什么会伸长”的问题。  美国科学家C.特鲁斯德尔是积极提倡复兴理性力学的主要代表人物，并致力于促进理性力学的发展，其目的是应用严格的数学方法建立整个连续介质力学的统一非线性场论，其中包括固体、流变体、流体、气体物性方程的合理数学描述。他于1952年开

6、始主编《理性力学和分析杂志》，1957年杂志改名为《理性力学和分析文集》。在他德倡导下，一批数学和力学工作者系统地开展了理性力学地研究。之后，理性力学在各个方面都取得了卓越的成果。 《理性力学和分析杂志》的创建标志近代理性力学的开始。  而1960年，特鲁斯德尔和图平所著《经典场论》以及1965年特鲁斯德尔和诺尔所著《力学的非线性场论》概括了以前有关理性力学的全部主要成果，是理性力学的两部经典著作。这两部书的出版标志着理性力学复兴时期的结束。 发展时期：1966年以后，理性力学进入发展时期。 理性力学的发展是和

7、当代科学技术发展的总趋势相呼应的，这个时期的特点是理性力学本身不断向深度和广度发展，同时又与其他学科相互渗透，相互促进。理性力学的发展主要涉及5个方面：（1）公理体系和数学演绎；（2）非线性理论问题及其解析和数值解法；（3）解的存在性和唯一性问题；（4）经典连续介质理论的推广和扩充；（6）与其他学科相结合。 二．理性力学在中国的传播 (一)关于理性力学与力学中的数学方法专业委员会  钱伟长发起成立理性力学专业组   在1977年，钱伟长，谈镐生，陈宗基等科学家发起“理性力学”在我国的研究，并建议成立一个有关的专

8、业组或专业委员会，以便与国际同步。   之后,于1979年中国力学学会决定成立了理性力学与力学中的数学方法专业组，第一任组长为钱伟长先生。   1985年专业组改成专业委员会，正式命名为理性力学与力学中的数学方法专业委员会。  专业委员会的特点 1．专业组向专业委员会过渡； 2．小型专业委员会发展成比较大的专业委员会，由第1届13人组成的专业组发展成第7届30人组成的专业委员会；说明队