文档介绍：科学与工程中的应用力学
鲍亦兴
摘要回顾1600年至1900年间力学、19世纪物理学和同时期的工程教育的发展史,描述了应用力学的发展及其与科学和工程的关系. 随之讨论现代物理学、现代工程学和作为科学与工程的一门学科的应用力学的形成,后者被《Applied Mechanics Reviews》.
关键词力学史,应用力学,工程科学,工程教育
APPLIED MECHANICS IN SCIENCE AND ENGINEERING
Yih-Hsing PAO
(Institute of applied Mechanics, National TaiwanUniversity)
Abstract This article traces the development of applied mechanics and itsrelation to science and engineering by reviewing first the history ofmechanics from 1600 to 1900, the physics of the 19th century, and theengineering education in the same period. The review is followed by adiscussion on modem physics and modern engineering, and the formationof applied mechanics as a discipline in science and one in engineering,which is classified into 94 subjects in 10 categories byApplied MechanicsReviews. The article concludes with a chart to summarize the relation betweenscience and engineering, and the interactions of applied mechanics with otherdisciplines. There are 15 references included in this article.
Key words history of mechanics, applied mechanics, engineering science,engineering education
力学是研究物体运动规律的一个分支学科. 所谓物体,是指不论借助仪器与否能被人们感觉到或察觉到的物质. 而运动则是指物体的位置随时间的变化而变化(平移和旋转),以及物体内部粒子相对位置的改变(变形)[1,2].一旦理解了力学这个术语,那么应用力学,即力学在科学与工程的其它分支学科中的应用,其含义就容易理解了.
“科学”(science)一词并非很好理解,正如它无法在科学术语中明确定义一样. 它起源于大约14世纪的拉丁文,原词为scientia,意为“有知识”或“知道、懂得”. 今天我们所说的科学部分源于牛顿时代的哲学. 而科学一词另外的含义则始于18世纪晚期,那时力学有了长足的发展,而电学、磁学、,“科学”被定义为一种根据事物本质分类的系统化的知识体系. “科学家”(scientists)一词的出现则是在1834年.
尽管一个知识体系与另一个之间并不存在截然的界限,可正如哲学在19世纪被分为自然哲学与伦理哲学一样,,. 前者包括数学、物理学、化学、天文学以及许多其它学科,后者包括植物学、动物学及生命有机组织和生命进程的有关学科. 这两者又可进一步分为基础科学与应用科学两类. 数学、物理学、化学、生物学(植物学和动物学)这4门学科习惯上被称为纯理论学科或基础学科,它们构成了自然科学的核心. 而地理学、气象学、生理学、病理学等所有其它学科被归为应用学科,它们研究特殊的自然现象和有选择性地研究某些自然客体,为纯理论科学提供基本定律和定理以及观测实验资料.
“工程”一词的早期含义仅为军事工程师的工作. 古代作战会用到一些军事器材如石弩和攻城槌之类,而掌管设计及操作这些器材的军人被称作“工程特种兵”(men of ingénui