作者:鲍海飞 来源:中国科学报 发布时间:2017-12-15 6:12:54
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京城四大“名捕”之力学

 

■鲍海飞

毕业后多年,每与同学同事提及当年“京城四大名捕”(大学四大力学),依然让许多同道不寒而栗。快哉!时不我待!四大“名捕”皆成往昔。

时,当年人皆望而生畏之四大力学,不过“理论力学”“热力学统计物理”“电动力学”“量子力学”。实际上,不过是力学、热学、电学和光学、原子物理而已,乃多少前辈多少年之心血凝聚而成各科之学问。

余虽曾学之,但其究竟何为,却少思之。师固教导之,余固学之。然,师曾领悟详尽之?难以言!余精学参悟之?否!如今,工作多年,又多门学科、技术发展不断,回头细思曾经四大力学,其目的究竟何为,颇有所悟。

何者力学?人云,力学不过是物体间的相互作用力而已,甲物之力作用于乙,乙反作用之而已。昔日名师大家慧心则用力场描述之,进而公式之,譬若万有引力。此言不假,但只道其一,人云亦云耳。

又云热学何为?言,不过冷热、分子反应合成与分解,酸碱盐,有机与无机之。此言差否!无一字差矣。然,依旧一知半解。

又云电学何解?不过电阻、电感、电容、三极管而已,此乃一层;言控制、通讯、信号放大而已,此乃二层。

又云,光学则何?言,灯泡、太阳、激光一则;言,全息、成像二则;言,光纤通讯三则,不一而足。

为何学四大力学?其目的意义究竟何在?其本源何在?

言,各种学问,各种方法。此言诚不假。然进一步探究,却有深意。

力学探究的乃是世界原始之动力的来龙去脉,是一种根本力的产生与作用问题,探究的是动力的源泉与效率。水力、风力乃流体之力,地球、星体旋转之离心固体之力。人类一直在向自然借力。如火箭发射需要借助地球自转之力。

热学探究的是热动之力,故名为热动力学,即反应热之吸收和释放,而卡诺循环与热机之原理为最,观今之汽车之奔腾则立见分晓。又甚之,未来宇宙飞船之太空之旅,太阳系外,无光无热可借,则需要依赖核物质反应释放能量而驱动太空船。热容、焓、熵之变,乃推演所需。至于热寂学说,人类之忧患也。至于永动机,人类之梦想也。故而,原油、天然气、可燃冰、人类之至求也,能源也,人类之赖以生存所需也。

电学之所以厉,源于电动之力乃为人类发现之另一种根本动力源泉,电而机动,故名电动力学。实乃法拉第先生之发明电动机,乃人类之一创举。电生磁,磁生电,麦克斯韦先生之悟也;又电磁力之磁悬浮列车,更为惊人之举。今之集成电路、微机电系统、机电一体化亦登峰造极。至于无线电、网络、移动终端,人类视听之延伸也。

光学之探求,至深奥秘处乃原子、量子属性,其之所以为量子力学,乃物质颗粒所呈现出之“力”之属性。力之显现于光电、电光之转变,譬如太阳能电池,激光二极管。

四大力学之根本乃在于探求自然之“力”的根本、种类和源头,是探求动力之源头,从宏到微,从有形到无形,无所谓粗精、高低之分,皆学问与根本也所谓学问,实乃关系人类生存之问题,是人类如何向大自然借“力”之学问。学问研究,乃“深挖洞,广积粮”也。细而求之,四大力学乃探求自然之资源与能源,根本为资源,进而寻其源泉、消息与转化之途径,如涨耗理论。无论拉格朗日抑或哈密顿力学,皆法皆术而已。

观近代科学之路,欧洲各国独树一帜。其力学之强,致国之科技强盛,农业发展,工业强劲,信息发达,无或神经网络,坚戈利器,皆世之楷模与瞩目。物理与技术,乃孪生子。又科技强,文字远播,人皆向学,环境使然,愈发文化自信。诚言科技乃第一生产力。

无论石器时代、铁器时代、电子时代、信息时代,工具进化愈发精致细微,进而探究与发掘自然深度力度愈大。其显现为术强,实则背后乃道强门广。学科虽分门别类,实乃殊途同归,盗亦有道。

人类所有活动,皆围绕于此。如农业之为根本,乃生物力学也。

今人为学者,只为学而学,只为用而用,不知学而何用;今为师者,只为教而教,只为灌输而灌输,不知教而何用。又有乖巧学者,取捷径也,弃本丢源,断章取义。世人所学,不知根本,本末倒置,弃本逐末,只为研究而研究。天下熙熙,皆为利来;天下往往,皆为利往。实是憾事。

人之力在于理解自然、模拟自然和探索自然。

子曰:“学而不思则罔,思而不学则殆。”

程子曰:“博学、审问、慎思、明辨、笃行五者,废其一,非学也”。

物理之学,天下之学,根本在于寻找资源,谋求动力,探究转化。此外,闲暇须臾之间,仰望星空,浩淼宇宙,洞察秋毫,明辨因果。

今观之,力学之发展百年来,数百年来,今日科技之中流砥柱也,依旧四大力学也。

君子善假于物也,君子善假于理也,君子善假于物理也。

俱往矣,数风流学问,人间大道,还看物理。

(http://blog.sciencenet.cn/u/

BaoHaifei)

《中国科学报》 (2017-12-15 第2版 博客)
 
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