杨卫院士给美高梅登录新生上课,背个双肩包就来了!许多学生成了追星族

发布时间:2019-09-17来源:小时新闻作者:王湛 朱佳靖 刘苏蒙 柯溢能0

如果你9月9日晚六点半路过美高梅登录紫金港校区西区315教室,一定会被三台摄像机、以及教室里座无虚席的场景所吸引。

这是手机版美高梅网站本科生通识课程《力学导论》的开学第一课,主讲人是中国科学院杨卫院士,三尺讲台、一百四十分钟,杨卫院士从墨子开始,以中国力学学会为终点,为台下两百多学生讲述了力学往事。这是他第二次站在这个讲台上。

 八点五十,杨卫院士接受了学生的合影要求,拍完后收拾好物品,背起双肩包匆匆离开。他要赶晚上十一点的飞机去北京,第二天还要参加中科院非常重要的会议。

《力学导论》课程由杨卫院士和手机版美高梅网站航空航天学院副教授赵沛共同开设。赵沛向记者介绍:“当初开设这门通识课,是因为我们觉得力学作为工科的基础,在大学里缺少一个对它完整而系统的介绍。因此,大多数新生就容易忽略力学这个基础,这对于机械、土木这些具体工科未来的源头创新,可能是不利的。”

带着为新生介绍基础力学知识的初衷,赵沛在去年邀请了杨卫院士共同开课。

中科院院士给本科生上通识课程,这在美高梅登录不是首例,但在全国高校的力学课程方面,杨卫院士可以算是给本科生上校选通识课程的第一人——他的学生中,不但有工科生、理科生,还包括相当一部分的文科生。而杨卫院士也热衷于此,在去年第一次重返课堂后,今年又主动要求增加一节课的内容,前三周课程由他主讲。

 

发言节选

这门课主要向学生介绍力学主要的发展状况,其中呢我负责三节课,分别给大家介绍力学往事、力学今生和力学未来,今天要讲力学发展的历史。

溯源-理工合一

2012年8月,在北京召开了第23届世界力学家大会,一共有近1600人参会,交流论文1261篇。这是7年前,而今年在北京又召开了中国力学家大会,有4800人参会,人数是7年前的三倍。可以看到,现代力学的发展是非常迅速的。

首先我们来理解一下,墨子对于力的定义。墨经中写道,‘力,形之所以奋也’。对这句话传统的解释是这样的:形,指物体,有形的东西;奋,就是运动状态的改变。所以什么是力呢?力就是物体运动状态改变的原因。

而西方的亚里士多德对于力也有自己的观点,他解释杠杆原理:“距支点较远的力更易移动重物,因为它画出一个较大的圆。”他还认为:“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”,但一个推一个不能无限地追溯上去,因而“必然存在第一推动者”,即存在超自然的神力。这就是哲学上争论的第一推动力,因为对它无法理解,后来的许多科学家就走上了神学这条路。

刚才讲的墨子和亚里士多德是百科全书式的学者,创造了很多学科,对力学都有一定认识。

但事实上的力学起头人是阿基米德,他洗澡时想到测浮力方法的故事大家都知道,还有著名的这句话:“给我一个支点,我就能翘起地球”。

而五百多年前的达芬奇,也是一个百科全书式学者。他画作中的湍流由大大小小漩涡组成,后来很多科学家都发现了这点。大家看这幅达芬奇自画像,他的胡子、眼角处都像湍流吧。

牛顿是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家。他兼具物理学家、数学家和哲学家为一身,晚年醉心于炼金术和神学。他和胡克在光的本质、万有引力等方面都有着一些争论。比如说万有引力,胡克认为牛顿在《自然科学中的哲学原理》中抄袭了自己的“平方反比”想法,但实际上在书里牛顿是用他发明的全新的微积分方法推导出的这条定律,已经和胡克的想法相去甚远。

牛顿之后,还有大批的数学家为力学做了杰出贡献。拉格朗日、柯西、格林、哈密顿等。比如格林,他从小在磨坊里长大,比起大学里接受高等教育的科学家,他出身不好。但他也是传奇人物,在数学上很著名,创造了“积分与路径无关的条件”这一著名的数学理论。这说明对科学作出重大贡献的人,不一定非得是科班出身。

缘起——理工分离

近代力学的兴起源于哥廷根应用力学学派,普朗特是奠基人之一。之后的代表人物还有铁摩辛柯、冯卡门、钱学森和钱伟长,以及早期的海森堡。

由此可以看到,一个学科的学术传承和创新是同等重要的。我有一个师兄Ares J. Rosakis,现任加州理工学院工程学院的院长。他梳理了学术家谱,追溯回去发现普朗特算是我们的师祖。

到了上世纪30年代,冯?卡门和英国力学家、材料学家泰勒推动成立了国际理论与应用力学联盟(IUTAM)。这对近代力学来说是重要的一大步。

大家看这张照片,来自于冯?卡门的自传《冯?卡门:航空航天时代的科学奇才(The wind and Beyond)》。最左边的就是普朗特,中间是钱学森,最右则是冯?卡门,其中的冯?卡门和钱学森还穿着美军军服。这是因为当时二战结束后,美国想通过冯?卡门和钱学森来说服普朗特到美国去,但最终还是遭到了普朗特的拒绝。

这张照片便成为历史性的一张,这三个人正好是师徒三代,一个是德国空气动力学之父,一个是美国航天工业的奠基性人物,一个则是中国导弹之父。

从哥廷根应用力学学派开始,力学开始了两条发展路线,一条是以普朗特、冯?卡门和钱学森等人为代表的应用力学,它包括连续介质力学、固体力学、流体力学等,属于技术科学,也叫工程科学,还有一部分叫理论力学,比如爱因斯坦的相对论力学,玻尔、薛定谔等人的量子力学,以及之前就开始发展的电动力学和统计力学等,这些现在大多归入了物理学范畴。这时力学就达到了第二阶段,也就是理工分离了。

涌现——工程科学

力学发展到一定程度时,就进入第三阶段,越来越多的工程科学开始涌现。大家看这张照片,照片里的人是钱学森和王助,这是钱学森在1947年回国探亲时拍的。王助毕业于麻省理工学院,曾参与创办波音公司并担任总工程师。

在同一年,钱学森在竺可桢校长的陪同下来到美高梅登录做演讲,题为《工程和工程科学》,竺校长在当天的日记中写道:“述工程科学之进展必赖基本科学,古代应用科学与纯粹科学之合一,十九世纪渐趋于分离,近则以发达过甚又趋于互相联系之状况。次述科学能解决若干问题,可于理论决定,不需实验已能证明。一般人说理论与实验为二事之不合理,因理论不正确也。次述理论对将来工程科学之发展。”所以,钱学森是非常重视理论指导的,他认为你理论和实验对不上,有可能不是理论有错误,而是你实验没做好。

在钱学森的努力下,中国科学院成立了技术科学部,后又分拆为技术科学部和信息技术科学部。所以钱学森始终认为技术科学是非常重要的,而在其中起最关键作用的学科就是力学。

宇宙之大,基本粒子之小,力无所不在!下一周我将给大家讲力学今生,谢谢大家!


小时新闻2019年9月17日 


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