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力學對科技發展和工科學生培養重要性的簡單再認識

經濟發展需要力學,科技創新離不開力學。力學與人類文明的發展並存,力學知識的積累與發展是推動人類科技進步的關鍵,力學是大工業的真正科學的基礎 [1]。現代核心技術的發展更依賴於力學的發展,不可能設想,不要現代力學就能實現現代化 [2]。我們的工業當前還比較落後,尤其是許多領域的關鍵核心技術還比較落後,大量產品是靠仿製,那末總有一天我們要進行獨立設計,進入創新。獨立設計與創新是不能沒有力學的。沒有一支強大的力學隊伍作後盾,永遠只能處於模仿階段,這是一種工業上的軟骨病[3]20世紀產生的許多高技術,航天、航空,高層建築、巨型輪船、大跨度新型橋樑、海洋平臺、高速列車、海底隧道、精密機械、機器人、國防、水利水電技術等的發展與突破力學起了非常關鍵的作用。現代半導體技術、電子計算機技術、核工程技術、新能源動力技術、新材料技術、環境保護和防災減災技術等,也總是碰到力學難題在卡脖子。如電子計算機的海量儲存問題,由於電流生熱而導致的熱應力的力學問題往往使器件損壞;通訊網路以及高效能天線的力學問題;光碟與硬碟等儲存裝置的生產需要有高精密定位;數字化製造技術需要解決複雜系統的工程建模問題;生命科學或生物學中的人工心肺、人工器官、血液流動、肌骨損傷等基本理論問題等,其中要突破的關鍵問題都是力學問題。 21世紀,我們要趕上或超過發達國家,必須有相應的先進的力學科學,必須有一支數量上和質量上能勝任的力學科技隊伍。建設創新型國家,我們從事創新研究的工程技術人員必須有深厚的力學功底。

力學是邁入近代工程技術和科學的門檻,不論是什麼行業的工程師,也不論從事哪一行的科學家,在他專業培訓之前,他對力學的瞭解深度幾乎決定了他進入專業之後的作為。根深才能葉茂,一位優秀的工程師,他的數學和力學的基礎一定是好的。一項工程,只有力學問題解決的好,工程安全才能有保證。卓越工程師必須有堅實的力學知識基礎,否則,有(專業)無(力學),沒有發展後勁。力學是各工科的重要基礎,是唯一有基礎和技術的雙重屬性的學科。力學隨著人類認識自然現象和解決工程技術問題的實踐中發展起來,又對人們認識自然現象和解決工程技術問題起著極為重要甚至關鍵的作用。在力學的發展過程中,形成了一套解決工程技術問題的科學方法,力學的每一個原理,都包含了如何科學地簡化工程實際問題,如何科學地假設,將工程問題抽象成物理真實、數學簡單的力學模型,如何找到解決工程問題的設計理論並驗證的科學研究方法。所以說, 創新的思維能力受益於力學的思維方式;創新的實踐能力依賴於深厚的力學基礎。因此,大部分工科學生尤其是將來要從事創新性研究工作的卓越工程師,必須掌握深厚的力學知識。

近二十年來,經濟建設與科技發展的急功近利使力學面臨解體的危險。我們對我們生活中的任何事情都執著地追求縮短時間跨度,我們要求投資馬上償還,我們期望實時資訊,技術的時間跨度一再縮短。增值率與速度已成為判斷任何人類活動的基本準則。每年的考核業績壓抑著老師們想方設法地爭工分。這是可悲的。力學是唯一沒有行業背景的工科學科。大學力學專業招不到好學生,優秀力學工作者轉行或流向國外。教師迫於壓力應付教學者不在少數。十年樹木,百年樹人,長此下去,教學質量必然下降,這是非常危險的。