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发表于 2005-10-25 16:07:01
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来自 湖北武汉
Re:个人体会-如何学习《连续介质力学》-基本概念
还要学习什么力学?-兼谈力学的地位。
是的,当我们学习了连续介质理论之后,我们突然感觉力学是那么有用,不论是指导我们研究的思维,还是用于实际建立具体的数学模型。这真是一个强大的思想武器。连续介质力学于上个世纪六七十年代达到了新的顶峰,基本理论已经相当成熟了。尤其是用张量来加以表述,使得连续介质力学是如此美轮美奂。场论,张量分析,微分几何的引入,使得连续介质理论不仅具有美的表征,而且具有很大的方法论意义。
但是,传统的连续介质力学研究的对象都是单一介质,我想大家也都注意到了。如果研究的场内有多种介质,那么有没有一套象我们以前学习过的连续介质理论那样的系统性的理论来作为我们研究的武器呢?答案是肯定的。而且我们可以预计这种多重介质的力学理论,应该是在经典连续统理论基础上发展起来的。事实上的确如此。经过NOLL,ERIGEN,COLEMAN,BOWEN,TRUESDELL等一大批杰出学者的努力,经典混合物理论(MIXTURE THEORY)的大厦已经建立起来。混合物理论一个最重要的思路---这个思路解决了如何继承经典连续统理论的同时,解决各种组分在空间的存在的问题---就是多个组分同一时间占据空间的同一个位置。也许有的人认为,各个组分绝对不可能同时被两种或者多重组分占据,事实虽然如此,但是不要忘记,我们研究的对象不是各个组分的某一个分子原子,我们的研究对象仍然是数学意义上的微元体(在多孔介质力学中常常称为REV,即表征性体积单元),因此,任意在空间取出一个微元体,他的内部仍然是有多重组分。于是,研究多重组分的混合物的问题,就转化成了对于每一个组分的研究,而单一组分,当然又可以利用我们已经建立的经典连续统理论。于是建立在经典连续统理论基础上的混合物理论,就称为经典混合物理论,这也是上个世纪的事情了。然而人类的创造是无限的。在我得研究课题中,在查阅文献的时候,我发现现在国际上关于多组分混合物理论的研究又出现了所谓“杂交混合物理论(hybrid mixture theory)”,如果大家又兴趣keyi GOOGLE 一下。有一点需要说明,混合物理论虽然利用了连续介质的理论,但是毕竟他也有自己的特点,比如组分之间的扩散等,因此也有自己特殊的量。还有,大家学的土力学,个人认为,都是混合物理论的思想。
上面说的是连续介质力学的发展。还有一个最最重要的观点,就是我们的传统力学都是唯象的科学,而唯象的科学最终同一于热力学。因大家学习了联学介质力学也许觉得已经非常概括,非常一般化,非常抽象了。但是不要忘记,他仍然是热力学的一部分。大家在学习连续介质力学中”连续介质热力学“那一部分的时候就会又体会,那里揭开了冰上的一角。如果我们象统一额处理,理解多重物理场问题,甚至是化学甚至是相变等问题的时候,我建议大家和热力学做朋友。但是,天杀的,我们本科时候学习的无论是热学还是热力学都感觉在浪费我们的时间,也看不到有什么应用,似乎一讲热力学就要研究气体,这样导致了我和一个物理系的学生聊天的时候,他的观念竟然也是这样,可悲啊。大家记住,要学习连续介质热力学,这一方面是深入学习联学介质力学的必须,也是获得最最一般的对于唯象科学认识的最高准则。至于统计力学,也许等你达到一定水平之后自然而然就会去找他,就像牛顿到了一定水平自然而然就去找神去了一样。
但是,我认为一切科学都是唯象的科学,因为这个世界你永远也不知道终极的为什么。换句话说我们实际上是在不同层次的角度去研究唯象科学。记得中科院研究生教学丛书 博士英语必修课本中有一篇文章说得好,科学永远只能解决'HOW"而不能回答'WHO",HOW实际就是唯象的规律,WHO就是终极的为什么,但是这只能留给神学。
机械运动是最低级的运动,是最基本的运动,一切高级运动都要以他为基础。作为描述这种最基本运动的规律的科学-力学无疑是具有最基本的重要性。力学具有两面性,一方面他可以指导直接的实践,称为直接的技术(土建,机械设计和制造等),另一方面他有称为基础科学的推动者。比如物质本构理论的研究就是推动基础科学发展的源动力。
纯属个人见解和感悟,如有不同意见请讨论切磋。 |
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