力学发展简史

  • 起源与古代奠基:
    • 力学源于古代对自然现象(如日月运行)和生产劳动(建筑、灌溉中杠杆、斜面使用)的经验观察。
    • 阿基米德(古希腊) 系统研究杠杆平衡、重心、浮力,奠定静力学(平衡理论)基础。
  • 动力学诞生与经典力学建立:
    • 文艺复兴后,力与运动关系认知深化。
    • 伽利略通过斜面实验阐明自由落体规律,提出加速度概念。
    • 牛顿继承前人(特别是开普勒行星运动定律),提出运动三定律和万有引力定律,标志着力学成为科学,奠定动力学基础。
  • 经典力学的拓展与深化:
    • 研究对象从自由质点扩展到受约束质点系
      • 达朗贝尔提出达朗贝尔原理
      • 拉格朗日哈密顿建立分析力学
    • 欧拉将牛顿定律推广至刚体和理想流体,其理想流体方程为连续介质力学开端。
    • 结合运动定律与物质属性(弹性、黏性、可压缩性)方程,纳维、柯西、泊松、斯托克斯等建立弹性固体力学黏性流体力学基本理论。
    • 牛顿 → 拉格朗日 → 哈密顿理论构成经典力学(牛顿力学)体系
  • 应用力学与近代发展:
    • 19世纪复杂方程求解困难,工程应用依赖经验,理论(弹性力学、水动力学)与应用(材料/结构力学、水力学)风格差异显著。
    • 20世纪上半叶,理论与应用开始结合,流体力学和固体力学同数学理论结合(近代力学)
    • 普朗特冯·卡门(应用力学学派) 洞察本质、善用数学,解决航空(声障)、航天(热障)等关键问题。
    • 20世纪60年代起,计算机和先进实验技术推动力学新进展,与多学科交叉融合,开拓现代力学时代。
  • 中国力学发展:
    • 古代有高水平力学知识(平衡、简单运动),但未形成如阿基米德般的系统理论
    • 明末清闭关落后。
    • 近现代通过学习西方、发展工程教育、工程应用,播种力学学科。
    • 新中国成立后(尤其前30年),钱学森、周培源、钱伟长、郭永怀等开创近代力学,培养人才、建机构,解决国家重大需求。
    • 改革开放后40年,国际交流加强,现代力学分支全面发展,服务国家建设,融入世界潮流。

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