【流体力学】流体力学与空气动力学发展中的主要科学家

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流体力学与空气动力学发展中的主要科学家

刘沛清

北京航空航天大学

为了便于学习和了解流体力学与空气动力学的发展历史，本文从《中国大百科全书》和百度百科网站中，收集了全世界48位在流体学力学和空气动力学发展过程中的做出重要贡献的科学家（按照出生年份进行排序的），介绍了他们主要的科学成就，以便为初学者提供参考。   

1、阿基米德(公元前287～公元前212年)

2、达芬奇 （1451～1519年）

3、伽利略（1564～1642年）

4、帕斯卡（1623～1662年）

5、牛顿（1643～1727年）

6、莱布尼茨（1646～1716年）

7、伯努利（1700～1782年）

8、欧拉 （1707～1783年）

9、达朗贝尔（1717～1783年）

10、拉格朗日（1736～1813年）

11、拉普拉斯（1749～1827年）

12、凯利（1773～1857年）

13、高斯（1777～1855年）

14、泊松（1781～1840年）

15、纳维（1785～1836年）

16、柯西（1789～1857年）

17、圣维南（1797～1886年）

18、泊肃叶（1799～-1869年）

19、达西(1803～-1858年)

20、弗汝德（1810～1879年）

21、斯托克斯（1819～1903年）

22、亥姆霍茲（1821～1894年）

23、开尔文（1824～1907年）

24、黎曼（1826～1866年）

25、兰利（1834～1906年）

26、马赫（1838～1916年）

27、雷诺（1842～1912年）

28、瑞利（1842～1919年）

29、布辛尼斯克（1842～1929年）

30、拉伐尔（1845～1913年）

31、儒科夫斯基（1847～1921年）

32、李林达尔(1848～1896年)

33、兰姆（1849～1934年）

34、洛伦兹（1853～1928年）

35、莱特兄弟(兄1867～1912年,弟1871～1948年)

36、兰彻斯特(1868～1946年)

37、普朗特(1875～1953年)

38、卡门(1881～1963年)

39、泰勒(1886～1975年)

40、周培源(1902～1993年)

41、柯尔莫哥洛夫(1903～1987年)

42、惠特尔（1907～1996年）

43、朗道(1908～1968年)

44、郭永怀(1909～1968年)

45、钱学森(1911～2009年)

46、 巴切勒(1920～2000年)

47.惠特科姆（1921～ 2009年 ）

48、莱特希尔(1924～1998年)

1、阿基米德

阿基米德（Archimedes，公元前287年～公元前212年），伟大的古希腊哲学家、科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，并且享有“力学之父”的美称，阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”阿基米德确立了静力学和流体静力学的基本原理。给出许多求几何图形重心，包括由一抛物线和其网平行弦线所围成图形的重心的方法。阿基米德证明物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重量，这一结果后被称为阿基米德原理。他还给出正抛物旋转体浮在液体中平衡稳定的判据。阿基米德发明的机械有引水用的水螺旋，能牵动满载大船的杠杆滑轮机械，能说明日食，月食现象的地球-月球-太阳运行模型。但他认为机械发明比纯数学低级，因而没写这方面的著作。阿基米德还采用不断分割法求椭球体、旋转抛物体等的体积，这种方法已具有积分计算的雏形。阿基米德流传于世的著作有10余种，多为希腊文手稿。他的著作集中探讨了求积问题，主要是曲边图形的面积和曲面立方体的体积，其体例深受欧几里德《几何原本》的影响，先是假设，再再以严谨的逻辑推论得到证明。他不断地寻求一般性原则而用于特殊的工程上。他的作品始终融合数学和物理。 

阿基米德（Archimedes，公元前287年～公元前212年）

2、达芬奇

列奥纳多·迪·皮耶罗·达·芬奇 （Leonardo DiSerpiero Da Vinc，1452～1519年）。欧洲文艺复兴时期的天才科学家、发明家、画家。现代学者称他为“文艺复兴时期最完美的代表”，是人类历史上绝无仅有的全才，他最大的成就是绘画，他的杰作《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》，《岩间圣母》等作品，体现了他精湛的艺术造诣。他认为自然中最美的研究对象是人体，人体是大自然的奇妙之作品，画家应以人为绘画对象。他是一位思想深邃，学识渊博、多才多艺的画家、天文学家、发明家、建筑工程师。他还擅长雕刻、音乐、发明、建筑，通晓数学、生理、物理、天文、地质等学科，既多才多艺，又勤奋多产，保存下来的手稿大约有6000页。他全部的科研成果尽数保存在他的手稿中，爱因斯坦认为，达·芬奇的科研成果如果在当时就发表的话，科技可以提前30～50年。

达芬奇（Leonardo Di Serpiero Da Vinc，1452～1519年）

3、伽利略

伽利略（Galileo Galilei，1564～1642年）。意大利数学家、物理学家、天文学家，科学革命的先驱。伽利略发明了摆针和温度计，在科学上为人类作出过巨大贡献，是近代实验科学的奠基人之一。历史上他首先在科学实验的基础上融汇贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。伽利略从实验中总结出自由落体定律、惯性定律和伽利略相对性原理等。从而推翻了亚里士多德物理学的许多臆断，奠定了经典力学的基础，反驳了托勒密的地心体系，有力地支持了哥白尼的日心学说。他以系统的实验和观察推翻了纯属思辨传统的自然观，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此被誉为“近代力学之父”、“现代科学之父”。其工作为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。伽利略倡导数学与实验相结合的研究方法，这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉，也是他对近代科学的最重要贡献。伽利略认为经验是知识的唯一源泉，主张用实验—数学方法研究自然规律，反对经院哲学的神秘思辨。深信自然之书是用数学语言写的，只有能归结为数量特征的形状、大小和速度才是物体的客观性质。他是利用望远镜观察天体取得大量成果的第一人。伽利略对17世纪的自然科学和世界观的发展起了重大作用 。从伽利略、牛顿开始的实验科学，是近代自然科学的开始。

伽利略（Galileo Galilei，1564～1642年）

4、帕斯卡

布莱士·帕斯卡（BlaisePasca，1623～1662 年）法国数学家、物理学家、哲学家、散文家。16岁时发现著名的帕斯卡六边形定理，1 7岁时写成《圆锥曲线论》(1640年)。1642年他设计并制作了一台能自动进位的加减法计算装置，被称为是世界上第一台数字计算器，为以后的计算机设计提供了基本原理。1654年他开始研究几个方面的数学问题，在无穷小分析上深入探讨了不可分原理，得出求不同曲线所围面积和重心的一般方法，并以积分学的原理解决了摆线问题，于1658年完成《论摆线》。他的论文手稿对莱布尼茨建立微积分学有很大启发。在研究二项式系数性质时，写成《算术三角形》向巴黎科学院提交，后收入他的全集，并于1665年发表。其中给出的二项式系数展开后人称为“帕斯卡三角形”，实际它已在约1100年由中国的贾宪所知。他还制作了水银气压计（1646年），写了液体平衡、空气的重量和密度等方向的论文（1651年～1654年）。写下《思想录》（1658年）等经典著作。

法国数学家、物理学家布莱士·帕斯卡

（Blaise Pasca，1623～1662 年）

5、牛顿

艾萨克·牛顿（Isaac Newton ，1643年～1727年）爵士，毕业于剑桥大学的三一学院,英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。他在1687年发表的论文《自然定律》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律,为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究做出了贡献。

艾萨克·牛顿（Isaac Newton ，1643年～1727年

6、莱布尼茨

戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz，1646年～1716年），德意志哲学家、数学家，历史上少见的通才，被誉为十七世纪的亚里士多德。他本人是一名律师，经常往返于各大城镇，许多的公式都是在颠簸的马车上完成的，他也自称具有男爵的贵族身份。莱布尼茨在数学史和哲学史上都占有重要地位。在数学上，他和牛顿先后独立发明了微积分，而且他所使用的微积分的数学符号被更广泛的使用，莱布尼茨所发明的符号被普遍认为更综合，适用范围更加广泛。莱布尼茨还对二进制的发展做出了贡献。在哲学上，莱布尼茨的乐观主义最为著名，他和笛卡尔、巴鲁赫·斯宾诺莎被认为是十七世纪三位最伟大的理性主义哲学家。莱布尼茨在哲学方面的工作在预见了现代逻辑学和分析哲学诞生的同时，也显然深受经院哲学传统的影响，更多地应用第一性原理或先验定义，而不是实验证据来推导以得到结论。莱布尼茨在政治学、法学、伦理学、神学、哲学、历史学、语言学诸多方向都留下了著作。

德国数学家莱布尼茨

（Gottfried WilhelmLeibniz，1646年～1716年）

7、伯努利

伯努利（Daniel Bernoulli ，1700～1782年），瑞士著名科学世家伯努利家族的重要成员之一。1726～1733年在俄国圣彼堡科学院主持数学部。丹尼尔.伯努利具有坚实的数学基础和敏锐的洞察力，解决问题往往表现出他的独创性。1725～1749年间，他曾十次获得法国科学院的奖金。他的研究领域包括数学、力学、磁学、潮汐、洋流、行星轨道等。他曾与瑞士数学家L．欧拉和苏格兰数学家C．马克劳林合作撰写关于潮汐的论文并获奖。1738年他出版了《水动力学》一书，奠定了这一学科的基础，并因此获得了极高的声望。他提出理想流体的能量守恒定律，即单位重量液体的位置势能、压力势能和动能的总和保持恒定，后即称为伯努利定理。在此基础上，又阐述了水的压力、速度之间的关系，提出了流体速度增加则压力减小这一重要结论。丹尼尔.伯努利在固体力学方面亦有很多论著。如1735年提出悬臂梁振动方程，1742年提出弹性振动理论中的叠加原理。

瑞士科学家伯努利（Daniel Bernoulli ，1700～1782年）

8、欧拉 

欧拉(LeohardEuler1707～1783年)瑞士数学家、力学家。欧拉是18世纪著述最多的数学家，他的著述涉及当时数学的各个领域，许多数学名词是以欧拉命名的，如欧拉积分、欧拉数、各种欧拉公式等。他同他的后继者J.-L.拉格朗日一起完成了数学由用综合方法到用分析方法的过渡，但两人在风格上迥然不同，欧拉以具体、细致著称，拉格朗日则以善于抽象、概括见长。欧拉将数学方法用于力学，在力学各个领域中都有突出贡献；他是刚体动力学和流体力学的奠基者，弹性系统稳定性理论的开创人。在1736年出版的两卷集《力学或运动科学的分析解说》中，他考虑了自由质点和受约束质点的运动微分方程。在力学原理方面，在研究刚体运动学和刚体动力学中，他得出最基本的结果，其中有：刚体定点有限运动等价于绕过定点某一轴的的转动；刚体定点运动可用三个角度（称为欧拉角）的变化来描述；刚体定点转动时角速度变化和外力矩的关系；定点刚体在不受外力矩时的运动规律，以及自由刚体的运动微分方程等。欧拉认为，质点动力学微分方程可以应用于液体（1750年）。他曾用两种方法来描述流体的运动，即分别根据空间固定点（1755年）和根据确定流体质点（1759年）描述流体速度场。这两种方法通常称为欧拉表示方法和拉格朗日表示法。欧拉奠定了理想流体（假设流体不可压缩，且其粘性可忽略）的运动理论基础，给出反映质量守恒的连续性方程（1752年）和反映动量变化规律的流体动力学方程（1755年）。欧拉研究过弦、杆等弹性系统的振动。他和丹尼尔.伯努利一起分析过上端悬挂着的重链的振动以及相应的离散模型（挂有一串质量的线）的振动。他在丹尼尔.伯努利的帮助下，得到弹性受压细杆在失稳后的挠曲线（elastica）的精确解。能使细杆产生这种挠曲的最小压力后被称为细杆的欧拉临界负载荷。欧拉在应用力学如弹道学、船舶理论、月球运动理论等方面也有研究。欧拉写有专著和论文800多种。

瑞士数学家和力学家欧拉(Leohard Euler1707～1783年)

9、达朗贝尔

达朗贝尔（Jean le Rond d'Alembert ，1717～1783年）法国著名的物理学家、数学家和天文学家。达朗贝尔是数学分析的主要开拓者和奠基人。达朗贝尔为极限作了较好的定义，但他没有把这种表达公式化。波义尔做出这样的评价：达朗贝尔没有摆脱传统的几何方法的影响，不可能把极限用严格形式阐述，但他是当时几乎唯一一位把微分看成是函数极限的数学家。

达朗贝尔是十八世纪少数几个把收敛级数和发散级数分开的数学家之一，并且他还提出了一种判别级数绝对收敛的方法——达朗贝尔判别法，即现在还使用的比值判别法。他同时是三角级数理论的奠基人；达朗贝尔为偏微分方程的出现也做出了巨大的贡献，1746年他发表了论文《张紧的弦振动是形成的曲线研究》，在这篇论文里，他首先提出了波动方程，并于1750年证明了它们的函数关系。1763年，他进一步讨论了不均匀弦的振动，提出了广义的波动方程。另外，达朗贝尔在复数的性质、概率论等方面也都有所研究，而且他还很早就证明了代数基本定理。达朗贝尔在数学领域的各个方面都有所建树，但他并没有严密和系统的进行深入的研究，他甚至曾相信数学知识快穷尽了。但无论如何，十九世纪数学的迅速发展是建立在他们那一代科学家的研究基础之上的，达朗贝尔为推动数学的发展做出了重要的贡献。

法国数学家和力学家达朗贝尔

（Jean le Rond d'Alembert，1717年～1783年）

10、拉格朗日

拉格朗日（Joseph-Louis Lagrange，1736~1813年）法国力学家、数学家。他被拿破仑任命为参议员，封为伯爵。拉格朗日是分析力学的奠基人。他在所著《分析力学》（1788年）中，吸收并发展了欧拉、达朗贝尔等人的研究成果，应用数学分析解决质点和质点系（包括刚体、流体）的力学问题。拉格朗日继欧拉之后研究过理想流体运动方程，并最先提出速度势和流函数的概念，成为流体无旋运动理论的基础。他在《分析力学》中从动力学普遍方程导出的流体运动方程，着眼于流体质点，描述每个流体质点自始至终的运动过程，这种方法现在称为拉格朗日方法，以区别着眼于空间点的欧拉方法，但实际上这种方法欧拉也应用过。1764～1778年，他因研究月球平动等天体力学问题曾五次获法国科学院奖。在数学方面，拉格朗日是变分方法的奠基人之一，他对代数方程的研究为伽罗瓦群论的建立起了先导作用。

法国数学家与流体力学家拉格朗日（1736年～1813年）

11、拉普拉斯

拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace,1749～1827年)是法国分析学家、概率论学家和物理学家，法国科学院院士。1812年发表了重要的《概率分析理论》一书，在该书中总结了当时整个概率论的研究。他长期从事大行星运动理论和月球运动理论方面的研究，尤其是他特别注意研究太阳系天体摄动，太阳系的普遍稳定性问题以及太阳系稳定性的动力学问题。在1799～1825年出版的5卷16册巨著《天体力学》之内。在这部著作中第一次提出天体力学这一名词，是经典天体力学的代表作。因此他被誉为法国的牛顿和天体力学之父。 1814年拉普拉斯提出科学假设，假定如果有一个智能生物能确定从最大天体到最轻原子的运动的现时状态，就能按照力学规律推算出整个宇宙的过去状态和未来状态。后人把他所假定的智能生物称为拉普拉斯妖。他发表的天文学、数学和物理学的论文有270多篇，专著合计有4006多页。其中最有代表性的专著有《天体力学》、《宇宙体系论》和《概率分析理论》。

法国数学家与流体力学家拉普拉斯(Laplace，1749～1827年)

12、凯利

乔治·凯利（George Kelly，1773～1857年）英国空气动力学家，经典空气动力学之父。1804年凯利研究鸟的推动力，在旋转臂上试验了一架滑翔机模型。不久，他把带翼的抛射体发射到海上。几乎与此同时他还设计了一架复合式飞机，轮车上装有固定翼，在翼尖上有扑翼。1807年，凯利研究热气发动机和另外一种采用火药的发动机。1808年，凯利研制了“旋翼”和“桨轮”飞机，并于同年设计了一架扑翼机。1809年，凯利开始研究鱼与我们今天所说的流线型的关系，成功地制造出航空史上第一架全尺寸滑翔机并进行试飞。1809年，他的题为《论空中航行》的论文在自然哲学杂志上发表。在该论文中，他提出了十分重要的科学论断：（1）作用在重于空气的飞行器上的四种力——升力、重力、推力和阻力的定义；（2）确定升力的机理与推力的机理分开。至此，凯利已认识到鸟类翅膀不仅具有推进功能，也具备了产生升力的功能。人类飞行器如果用不同装置分别实现上述功能，将会比单纯模仿鸟类的飞行动作进行飞行容易得多。这一重要发现奠定了固定机翼形式的飞机的基本构思和理论基础。他描绘出固定翼、机尾、机身以及升降舵等操纵面，解释了机翼的作用，并指出适当的安定性；接着他又提到飞行器必须迎风而起，必须有垂直的和水平的舵面。凯利的论文还阐述了速度对升力的关系，机翼负荷、张力、重力的减轻，甚至内燃发动机的原理以及流线型对飞行器设计的重要性等等。在曾指出：机械飞行的全部问题是向一块平板提供动力，使它在空气流中产生升力，并支持一定的质量。他的《论空中航行》的论文被后人视作是航空学说的起跑线。

英国空气动力学家乔治·凯利(George Kelly，1773～1857年)

13、高斯

约翰·卡尔·弗里德里希·高斯（C.F.Gauss，1777年～1855年）德国数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。高斯是近代数学奠基者，被认为是历史上最重要的数学家之一，并享有“数学王子”之称。高斯和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家。一生成就极为丰硕，以他名字“高斯”命名的成果达110个，属数学家中之最。高斯在历史上影响巨大，可以和阿基米德、牛顿、欧拉并列。高斯的数学研究几乎遍及所有领域，在数论、代数学、非欧几何、复变函数和微分几何等方面都做出了开创性的贡献。他还把数学应用于天文学、大地测量学和磁学的研究，发明了最小二乘法原理。高斯一生共发表155篇论文，他对待学问十分严谨，只是把他自己认为是十分成熟的作品发表出来。高斯对代数学的重要贡献是证明了代数基本定理，他的存在性证明开创了数学研究的新途径。事实上在高斯之前有许多数学家认为已给出了这个结果的证明，可是没有一个证明是严密的。高斯把前人证明的缺失一一指出来，然后提出自己的见解，他一生中一共给出了四个不同的证明。高斯在1816年左右就得到非欧几何的原理。他还深入研究复变函数，建立了一些基本概念发现了著名的柯西积分定理。他还发现椭圆函数的双周期性，但这些工作在他生前都没发表出来。在物理学方面，高斯最引人注目的成就是在1833年和物理学家韦伯发明了有线电报，这使高斯的声望超出了学术圈而进入公众社会。除此以外，高斯在力学、测地学、水工学、电动学、磁学和光学等方面均有杰出的贡献。

德国数学家高斯（C.F.Gauss，1777年～1855年）

14、泊松

西莫恩·德尼·泊松（Simeon-Denis Poisson 1781～1840年）法国数学家、几何学家和物理学家。毕业于巴黎综合工科学校深造，受到拉普拉斯、拉格朗日的赏识。泊松的科学生涯开始于研究微分方程及其在摆的运动和声学理论中的应用。他工作的特色是应用数学方法研究各类物理问题，并由此得到数学上的发现。他对积分理论、行星运动理论、热物理、弹性理论、电磁理论、位势理论和概率论都有重要贡献。他还是19世纪概率统计领域里的卓越人物。他改进了概率论的运用方法，特别是用于统计方面的方法，建立了描述随机现象的一种概率分布──泊松分布。他推广了“大数定律”，并导出了在概率论与数理方程中有重要应用的泊松积分。他所著《力学教程》在很长时期内被作为标准教科书。在天体力学方面，他推广了拉格朗日和拉普拉斯有关行星轨道稳定性的研究，还计算出球体和椭球体之间的引力。他在1831年发表的《弹性固体和流体的平衡和运动一般方程研究报告》一文中第一个完整地给出说明粘性流体的物理性质的方程，即本构关系。泊松解决了许多热传导方面的问题，他使用了按三角级数、勒让德多项式、拉普拉斯曲面调和函数的展开式，关于热传导的许多成果都包含在其专著《热的数学理论》之中。提出了弹性理论方程的一般积分法，引入了泊松常数。他还用变分法解决过弹性理论的问题。

法国科学家泊松(Simeon-Denis Poisson1781～1840年)

15、纳维

纳维（Claude-Louis Navier，1785〜1836年）法国力学家、工程师。纳维的主要贡献为流体力学和弹性力学建立了基本方程。1821年他推广了L. 欧拉的流体运动方程，考虑了分子间的作用力，从而建立了流体平衡和运动的基本方程。方程中只含有一个粘性常数。1845年G. G. 斯托克斯从连续模型出发，改进了他的流体力学运动方程，得到两个粘性常数的流体运动方程（后称纳维-斯托克斯方程）。1821年，纳维还从分子模型出发，把每一个分子作为一个力心，导出弹性固体的平衡和运动方程（发表于1827年），这组方程只含有一个弹性常数。有两个弹性常数的各项同性弹性力学基本方程是1823年A.-L.柯西得出的。纳维在力学其他方面的成就有：最早（1820）用双重三角级数解简支矩形板的四阶偏微分方程；在工程中引进机械功以衡量机器的效率。他在工程方面改变了单凭经验设计建造吊桥（悬索桥）的传统，在设计中采用了理论计算。纳维的科学论文发表在法国各科学期刊上，关于流体力学基本方程的论文载于化学年刊第19卷（1821），关于弹性固体平衡和运动方程的文章载于法国科学院研究报告集第7卷（1827）。

法国力学家纳维（Claude-Louis Navier，1785〜1836年）

16、柯西

柯西(Cauchy, 1789—1857)法国数学家、物理学家、天文学家。柯西在数学上的最大贡献是在微积分中引进了极限概念，并以极限为基础建立了逻辑清晰的分析体系。这是微积分发展史上的精华，也是柯西对人类科学发展所做的巨大贡献。1821年柯西提出极限定义的方法，把极限过程用不等式。当今所有微积分的教科书都还沿用着柯西等人关于极限、连续、导数、收敛等概念的定义。他对微积分的解释被后人普遍采用。柯西对定积分作了最系统的开创性工作，他把定积分定义为和的“极限”。在定积分运算之前，强调必须确立积分的存在性。他利用中值定理首先严格证明了微积分基本定理。通过柯西以及后来魏尔斯特拉斯的艰苦工作，使数学分析的基本概念得到严格的论述。从而结束微积分二百年来思想上的混乱局面，把微积分及其推广从对几何概念、运动和直观了解的完全依赖中解放出来，并使微积分发展成现代数学最基础最庞大的数学学科。柯西在其它方面的研究成果也很丰富。复变函数的微积分理论就是由他创立的。在代数方面、理论物理、光学、弹性理论方面，也有突出贡献。柯西的数学成就不仅辉煌，而且数量惊人。柯西全集有27卷，其论著有800多篇，在数学史上是仅次于欧拉的多产数学家。他的光辉名字与许多定理、准则一起铭记在当今许多教材中。作为一位学者，他思路敏捷，功绩卓著。从柯西卷帙浩大的论著和成果，人们不难想象他一生是怎样孜孜不倦地勤奋工作。

柯西（Augustin Louis Cauchy，1789～1857年）

17、圣维南

圣维南（AdhémarJean Claude Barré de Saint-Venant ，1797～1886）法国力学家。其主要研究领域是固体力学和流体力学，特别是在材料力学和弹性力学方面作出很大贡献。在弹性力学方面，他提出用半逆解法求解柱体扭转和弯曲问题，求解运用的思想是：如果柱体端部两种外加载荷在静力学上是等效的，则端部以外区域内两种情况中应力场的差别甚微。J.V.布森涅斯克于1885年把这个思想加以推广，并称之为圣维南原理。设弹性体的一个小范围内作用有一个平衡力系(即合力和合力矩均为零)，则在远离作用区处弹性体内由这平衡力系引起的应力是可以忽略的。圣维南原理长期以来在工程力学中得到广泛应用。1868年以后，圣维南研究延性材料的塑性流动，提出塑性流动的基本假设和基本方程，他把这一课题称为塑性动力学。在流体力学方面，圣维南在1843年发表的《流体动力学研究》中列出粘性不可压缩流体运动基本方程，而G.G.斯托克斯的同一结果则是1845年发表的。圣维南研究结果大多发表于法国科学院学报上。

法国力学家圣维南

（Adhémar Jean Claude Barré deSaint-Venant 1797～1886年）

18、泊肃叶

泊肃叶（Jean-Louis-MariePoi-seuille，1799～1869年）法国生理学家。泊肃叶在求学时代即已发明血压计用以测量狗主动脉的血压。他发表过一系列关于血液在动脉和静脉内流动的论文。其中，1840～1841年发表的论文《小管径内液体流动的实验研究》对流体力学的发展起了重要作用。他在文中指出，流量与单位长度上的压力降并与管径的四次方成正比。这定律后称为泊肃叶定律。由于德国工程师.哈根在1839年曾得到同样的结果，W.奥斯特瓦尔德在1925年建议称该定律为哈根－泊肃叶定律。泊肃叶和哈根的经验定律是G.G.斯托克斯于1845年建立的关于粘性流体运动基本理论的重要实验证明。现在流体力学中常把粘性流体在圆管道中的流动称为泊肃叶流动。 

19、达西

亨利-菲利贝尔-加斯帕德·达西（Henri-Philibert-GaspardDarcy，1803～1858年）法国力学家及工程师。水文地质学的奠基人之一，他的实验成果开创了一门研究地下水流在多孔介质中运动的科学——地下水动力学。他一生曾负责过运河、铁路、公路、桥梁、隧洞等各种土木工程的设计与建设工作。法国在1845年以后，由于工业迅速发展，用水量急剧增加，开挖深井抽取地下水很盛行，促进了地下水的研究。达西着重研究冲积层中地下水的运动机理。1856年通过沙土渗透试验首先提出：通过试样的流量与试样横断面积及试样两端测压管水头差成正比，与试样的高度成反比。国际上将此项渗透规律定名为达西定律，为以后水在土中运动的实验研究方法、地下水运动理论及其在不同情况下的应用奠定了基础。1858年与德国学者魏斯巴赫(Weisbach)提出了著名的管道阻力损失公式。

法国力学家亨利-菲利贝尔-加斯帕德·达西

（Henri-Philibert-Gaspard Darcy，1803～1858年）

20、弗汝德

弗汝德（William Froude，1810年～1879年)英国流体力学家、造船工程师。1846年，率先开展船舶流体动力学的研究，发现沿船两舷吃水线以下水平方向加装鳍状舭龙骨，能减少船的横摇。这种装置后来被英国海军所采用。1868年，用船模进行船舶运动的一系列实验，并将船模实验中所获得的数据运用于船舶建造。将船舶阻力分为摩擦阻力和剩余阻力(主要是兴波阻力)。提出当船和船模的速度对长度平方根比值相同时，其单位排水量的剩余阻力相等的定律，这个比值常叫“弗汝德数”。依据这相似定律，建立了现代船模试验技术的基础，提高了利用船模试验以估计实船功率的精确度，对船舶设计建造产生重大影响。早期的空气动力学家，也采用类似的技术在风洞中作模型飞机实验。

英国流体力学家弗汝德（William Froude，1810年～1879年)

21、斯托克斯

斯托克斯（George Gabriel stokes1819~1903年）英国力学家、数学家。斯托克斯的主要贡献是对粘性流体运动规律的研究。Ｃ．纳维从分子假设出发，将Ｌ．欧拉关于流体运动方程推广，1821年获得带有一个反映粘性常数的运动方程。1845年斯托克斯从改用连续系统的力学模型和牛顿关于粘性流体物理规律出发，在《论运动中流体的内摩擦理论和弹性体平衡和运动的理论》中给出粘性流体运动的基本方程组，其中含有两个常数，这组方程后称纳维-斯托克斯方程，它是流体力学中最基本的方程组。1851年，斯托克斯在《流体内摩擦对摆运动的影响》的研究报告中提出球体在粘性流体中作较慢运动时受到的阻力计算公式，指明阻力与流速和粘滞系数成比例，这就是球形绕流阻力的斯托斯公式。斯托克斯发现流体表面波的非线性特征，其波速依赖于波幅，并首次用摄动方法处理了非线性波问题（1847年）。斯托克斯对弹性力学也有研究，他指出各向同性弹性体中存在两种基本抗力，即体积压缩的抗力和对剪切的抗力，明确引入压缩刚度的剪切刚度（1845年），证明弹性纵波是无旋容胀波，弹性横波是等容畸变波（1849年）。斯托克斯在数学方面，以场论中关于线积分和面积分之间的一个转换公式（斯托克斯公式）而闻名。

英国力学家与数学家斯托克斯

(George Gabriel Stokes，1819～1903年)

22、亥姆霍茲

亥姆霍茲（HermannLudwig Ferdinand von Helmholtz，1821～1894年）德国生物物理学家、数学家。“能量守恒定律”的创立者。在生理学、光学、电动力学、数学、热力学等领域中均有重大贡献。研究了眼的光学结构，发展了梯·扬格韵色觉理论，即扬格—亥姆霍兹理论。对肌肉活动的研究使他丰富了早些时候朱利叶斯·迈耶和詹姆斯·焦尔的理论，创立了能量守恒学说。在电磁理论方面，他测出电磁感应的传播速度为314000km/s，由法拉第电解定律推导出电可能是粒子。由于他的一系列讲演，麦克斯韦的电磁理论才真正引起欧洲大陆物理学家的注意，并且导致他的学生赫兹于1887年用实验证实电磁波的存在以及取得一系列重大成果。在热力学研究方面，于1882年发表论文《化学过程的热力学》，他把化学反应中的“束缚能”和“自由能’区别开来，指出前者只能转化为热，后者却可以转化为其他形式的能量。他从克劳修斯的方程，导出了后来称作的吉布斯－亥姆霍兹方程。他还研究了流体力学中的涡流、海浪形成机理和若干气象问题，提出著名的涡量守恒三大定律。

德国流体力学家亥姆霍茲

（Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz，1821～1894年）

23、开尔文

开尔文（Lord Kelvin，1824～1907年）英国物理学家、发明家。开尔文的科学活动是多方面的。他对物理学的主要贡献在电磁学和热力学方面。是热力学的主要奠基者之一，其命名依发明者头衔为Kelvins，符号是K，来表示温度。1927年，第七届国际计量大会将热力学温标作为最基本的温标。流体力学特别是其中的涡旋理论成为Kelvins最喜爱的学科之一，他受亥姆霍兹工作的启示，发现了一些有价值的定理。在电磁学理论和工程应用上研究成果卓著。1848年他发明了电像法，这是计算一定形状导体电荷分布所产生的静电场问题的有效方法。他深人研究了莱顿瓶的放电振荡特性，于1853年发表了《莱顿瓶的振荡放电》的论文，推算了振荡的频率，为电磁振荡理论研究作出了开拓性的贡献。1846年便成功地完成了电力、磁力和电流的“力的活动影像法”。他揭示了傅里叶热传导理论和势理论之间的相似性，讨论了法拉第关于电作用传播的概念，分析了振荡电路及由此产生的交变电流。在热力学的发展中作出了一系列的重大贡献。1851年他提出热力学第二定律：“不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。”这是公认的热力学第二定律的标准说法。他从热力学第二定律断言，能量耗散是普遍的趋势。1852年他与焦耳合作进一步研究气体的内能，对焦耳气体自由膨胀实验作了改进，进行气体膨胀的多孔塞实验，发现了焦耳－汤姆孙效应，即气体经多孔塞绝热膨胀后所引起的温度的变化现象。1856年他从理论研究上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量，这一现象后叫汤姆孙效应。

英国物理学家、发明家。开尔文（LordKelvin，1824～1907年）

24、黎曼

波恩哈德·黎曼（GeorgFriedrich Bernhard Riemann，1826～1866年）德国数学家、物理学家。他对数学分析和微分几何做出了重要贡献，对微分方程、对热学、电磁非超距作用和激波理论等也作出重要贡献。他引入三角级数理论，从而指出积分论的方向，并奠定了近代解析数论的基础，提出一系列问题。他最初引入黎曼曲面这一概念，对近代拓扑学影响很大。在代数函数论方面，如黎曼-诺赫定理也很重要。在微分几何方面，继高斯之后建立黎曼几何学。他的名字出现在黎曼ζ函数，黎曼积分，黎曼引理，黎曼流形，黎曼空间，黎曼映照定理，黎曼-希尔伯特问题，柯西-黎曼方程，黎曼思路回环矩阵中。另外，他对偏微分方程及其在物理学中的应用有重大贡献。黎曼的工作直接影响了19世纪后半期的数学发展，许多杰出的数学家重新论证黎曼断言过的定理，在黎曼思想的影响下数学许多分支取得了辉煌成就。黎曼首先提出用复变函数论特别是用ζ函数研究数论的新思想和新方法，开创了解析数论的新时期，并对单复变函数论的发展有深刻的影响。他是世界数学史上最具独创精神的数学家之一，黎曼的著作不多，但却异常深刻，极富于对概念的创造与想象。

德国数学家黎曼

（Georg Friedrich Bernhard Riemann，1826～1866年）

25、兰利

兰利（Langley , Samuel Pierpont，1834～1906年）美国天文学家、飞行先驱。1881年他发明了测辐射热计，这种仪器用于精密测定微量的热（达十万分之一度的温差），由一根涂黑的白金丝受热所产生的电流的大小来度量。为了纪念他，就把每平方厘米1卡的辐射单位叫做1兰利。

兰利（Langley, Samuel Pierpont）美国天文学家、飞行先驱。兰利从未进过大学，但他是一位靠顽强自学成名的学者，有足够的能力从事天文学、航空学工作，1865年他当上哈佛大学天文学助教，最后在几个学院取得了这门学科的教授职位。1881年他发明了测辐射热计，这种仪器用于精密测定微量的热（达十万分之一度的温差），由一根涂黑的白金丝受热所产生的电流的大小来度量。为了纪念他，就把每平方厘米1卡的辐射单位叫做1兰利。兰利到加利福尼亚州惠特尼山考察期间，用这种仪器仔细测定了光谱可见区和红外区的兰利太阳辐射强度。在这过程中，他第一次把太阳光谱的知识扩展到远红外区。兰利仔细研究了空气动力学原理，说明鸟类怎样轻驾双翼而滑翔，以及空气怎样会支承特殊形状的薄翼。他所提出的升力计算公式到今仍然被采用。兰利的理论虽然是可行的，但是在实际操作中由于他所用材料的结构强度或者发动机的缺陷，致使他的飞机未能飞成。

美国天文学家、飞行先驱兰利

（Langley , Samuel Pierpont，1834～1906年）

26、马赫

马赫（Ernst Mach 1838～1916年）奥地利物理学家和哲学家。1860年获维也纳大学博士学位。他在力学、声学、热力学、实验心理学以及哲学方面都有贡献。马赫用纹影技术研究飞行抛射体的工作最为人所熟知，1887年研究了空气中运动的物体发出以声速c传播的球面扰动波，当物体的速度v大于 c时，扰动波的波前形成以物体为顶点的锥形包络面，锥面母线与物体运动方向所形成的角度α与v、c的关系是sinα = c / v。1907年，L．普朗特首次称角为"马赫角"。1929年J．阿克莱特鉴于比值v/c在空气动力学研究中日益显示出重要性，建议用术语马赫数表示。二十世纪三十年代末，马赫数成为表征流体运动状态的重要参数。作为一个哲学家，马赫对当时物理学的许多基本观点持怀疑态度。他在重要著作《力学》中对经典力学的时空观、运动观、物质观作了深刻的批判。马赫在《力学》中对力学史的研究也作出了贡献。

奥地利物理学家马赫（Mach，1836～1916年）

27、雷诺

雷诺（O.Reynolds，1842－1912，爱尔兰）英国力学家、物理学家和工程师。1867年毕业于剑桥大学王后学院。1868年出任曼彻斯特欧文学院（后改名为维多利亚大学）的首席工程学教授。1877年当选为皇家学会会员。1888年获皇家勋章。他是一位杰出的实验科学家。他于1883年发表了一篇经典性论文——《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲数Re（后称为雷诺数）作为判别两种流态的标准。雷诺于1886年提出轴承的润滑理论，1895年提出时均分解概念，到处控制湍流时均运动的雷诺方程组。雷诺兴趣广泛，一生著作很多，其中近70篇论文都有很深远的影响。这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。

英国物理学家雷诺(Osborne Reynolds 1842年～1912年）

28、瑞利

瑞利（Third Baron Rayleigh，1842～1919年）英国物理学家、流体力学家。瑞利最初工作主要是光学和振动系统的数学研究，后来的研究几乎涉及物理学的各个方面，如声学、波的理论、彩色视觉、电动力学、电磁学、光的散射、液体的流动、流体动力学、气体的密度、粘滞性、毛细作用、弹性和照相术。他的坚持不懈和精密的实验导致建立了电阻标准、电流标准和电动势标准，后来的工作集中在电学和磁学问题。瑞利在力学上有多方面的成就。他在弹性振动理论方面得到许多重要结果，其中包括对系统固有频率的性质进行估值和计算。他写成了两卷著名的《声学理论》（1877～1878年），系统总结了他研究弹性振动的成果。1887年，首先指出弹性波中存在表面被，这对认识地震的机理有重要作用。他还分析过流体由于上下温度差度引起的对流，引进了有关的无量纲数（后称为瑞利数），这个结果可以用来解释由于地面大气对流而引起的某些气象现象。此外，他研究过有限幅度波的传播和气体对运动物体的阻力等。为了解释“天空为什么呈现蓝色”这个长期令人不解的问题，他导出了分子散射公式，这个公式被称为瑞利散射定律。在实验方面，他进行了光栅分辨率和衍射的研究，第一个对光学仪器的分辨率给出明确的定义；这项工作导致后来关于光谱仪的光学性质等一系列基础性的研究，对光谱学的发展起了重要作用。绝对黑体辐射和频率的关系是19世纪后半叶受到物理学界普遍关注的问题。瑞利在1900年从统计物理学的角度提出一个关于热辐射的公式，即后来所谓的瑞利-金斯公式。这一结果与实验符合得很好，为量子论的出现准备了条件。瑞利密切注意量子论和相对论的出现和发展。他对声光相互作用、机械运动模式、非线性振动等项目的研究，对整个物理学的发展都具有深远影响。1905年修订出版《声学原理》著作，至今不仅为研究机械振动的声学工作者当做经典巨著，而且也是对其他物理学者很有助益的参考文献。瑞利把诺贝尔奖金捐赠给卡文迪什实验室和剑桥大学图书馆。

英国物理学家瑞利（Rayleigh，1842～1919年）

29、布辛尼斯克

布辛尼斯克（Joseph Valentin Boussinesq，1842～1929年)法国物理学家和数学家。1876年获得博士学位。布辛尼斯克对数学、物理几乎各个分支（除电磁学）都有重要贡献。在流体力学方面，他主要研究涡流、波动、固体物对液体流动的阻力、粉状介质的力学机理、流动液体的冷却方面。在湍流方面，1877年提出著名的涡粘性假设。在土力学方面，提出附加应力的布辛尼斯克解。1834年英国拉塞尔（J.S.Russell）实验观察到了孤立波，1844年在英国科学进展协会的会议上报告了他的结果；此后遭到权威学者艾里、斯托克斯等的非议。1871年，Boussinesq第一个提出数学理论，支持Russell实验观察。1876年，瑞利爵士（Lord Rayleigh）也建立了支持Russell实验观察的数学理论，在他的论文末尾，Rayleigh承认了Boussinesq理论提出在先。1877年，Boussinesq提出了浅水长波近似，建立了著名的Boussinesq方程，此后得到了广泛的应用和推广。1897年，对湍流和水动力学做出了巨大贡献。经查，湍流（turbulence）这个名词的提出多半应归功于Boussinesq。此外，Boussinesq还对小密度差分层流中的浮力驱动流提出了著名的Boussinesq近似，在计及浮力的情况下，提出了简捷可靠的理论。他在弹性力学、岩土力学等方面也有卓越贡献。由于Boussinesq在流体力学的多个领域里都有贡献，至今很多流体力学著作中不能不提及他。例如，仅Boussinesq近似就有三种，分别涉及浅水波、涡粘性和浮力流。

法国科学家布辛尼斯克

(Joseph ValentinBoussinesq，1842～1929年)

30、拉伐尔

拉伐尔（Karl Gustaf Patrik de Laval，1845～1913年）瑞典工程师，单级冲击式汽轮机发明者，提出著名的拉伐尔喷管。1882年提出冲击式汽轮机的概念，1887年自行研制了一台小型的冲击式汽轮机，证实了他提出的设想。1890年成功地通过先收缩后扩展的管道实现了超声速喷流，制造了冲击式蒸汽涡轮机，提出著名的拉阀尔喷管。现在的火箭发动机均装有这种喷管，使用这种喷管的涡轮机转速可以达到30000rpm以上。他提出油水分离器的有效途径，通过实验得出离心分离器是最有效的。

瑞典工程师拉伐尔（Karl Gustaf Patrik de Laval，1845～1913年）

31、儒科夫斯基

儒科夫斯基（1847～1921年）俄国空气动力学家。儒科夫斯基1868年毕业于莫斯科大学物理数学系。1882年得应用数学博士学位，论文为关于运动稳定性问题的《论运动的持久性》。1902年他指导建成莫斯科大学的风洞，是欧洲最早一批风洞之一。1910年起他积极参与莫斯科工业学院的空气动力学实验室的筹建。1910～1912年间他讲授“飞行的理论基础”课程，1913年还为飞机驾驶员讲授这课程。第一次世界大战中他从事轰炸理论、外弹道学问题的研究。十月革命后他投身于苏维埃空军的创建工作。1918年12月，根据他的建议，前苏联建立了“中央空气动力学和水动力学研究所”，并任命他为主任。1921年3月17日，尼古拉·叶戈罗维奇·茹科夫斯基在莫斯科去世。儒科夫斯基在空气动力学、航空科学、水力学、水文地理学、力学、数学、天文学等领域作出了巨大的贡献。儒科夫斯基还研究了偏微分方程及其近似积分法，首先将复变函数广泛地应用于空气动力学与流体力学。他的工作对航空业的发展产生了巨大的影响，被列宁称为“俄罗斯航空之父”。

尼古拉·叶戈罗维奇·茹科夫斯基俄罗斯科学家

（1847年1月17日～1921年3月）

32、李林达尔

李林达尔（Otto Lilienthal，1848～1896年)德国工程师和滑翔飞行家、世界航空先驱者之一，最早设计和制造出实用的滑翔机。1889年写成著名的《鸟类飞行──航空的基础》一书，论述了鸟类飞行的特点，指出机翼也要像鸟翼那样具有弓形截面才能获得更大的升力（见动物飞行）。此后与其弟G.李林达尔合作,于1891年制成一架蝙蝠状的弓形翼滑翔机,成功地进行了滑翔飞行,飞行距离超过30米,从而肯定了曲面翼的合理形式。此后，又制造了多架不同型别的单翼和双翼滑翔机。李林达尔的滑翔机在中部装设吊架，飞行员悬吊在架上，靠移动身体来掌握重心位置，借以控制滑翔的方向和速度。1891～1896年，他在柏林附近的试飞场地进行了2000次以上的滑翔飞行试验。他还把滑翔的体会作出详细记录，积累了丰富的资料，编制成空气压力数据表，还著有《飞翔中的实际试验》等书。他拟在充分掌握稳定操纵后，在滑翔机上安装蒸汽机实现动力飞行，但此愿望未能实现，1896年他在一次飞行试验中失事牺牲。李林达尔虽未实现飞机动力飞行，但他进行的大量飞行实践和研究为后来的飞机研究者提供了宝贵的经验，特别是莱特兄弟从他的经验中获得许多教益。

德国工程师和滑翔飞行家李林达尔

（Otto Lilienthal，1848～1896年)

33、兰姆

兰姆（HoraceLamb，1849～1934年）英国数学家、力学家。兰姆擅长流体力学。他的研究领域为波动及其在地震、潮汐等方面的应用，有一种在薄层中运行的波即兰姆波，就是以他姓氏命名的。兰姆波是纵向波和剪切波的一种组合。他在1921～1927年还研究过飞机表面的气流问题。兰姆所著《水动力学》（1878年）原名《流体运动教学理论》，1895年增订再版，改名《水动力学》。该书是19世纪末叶以前经典流体力学的代表作和总结，出版后的几十年一直是流体力学方面的标准著作，甚至到现在仍有重要参考价值。兰姆的其他著作有《无限小分析》（1897年）、《声音动力理论》（1910年）、《静力学》（包括流体静力学和弹性理论初步，1912年）、《动力学》（1914年）、《高等力学》（1920年）等。

英国数学家、力学家兰姆（Horace Lamb，1849～1934年）

34、洛伦兹

亨德里克·安东·洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz ，1853~1928年）荷兰卓越的物理学家、数学家，经典电子论的创立者。1875年获博士学位。洛伦兹在物理学上最重要的贡献是他的电子论。他用J．C．麦克斯韦的电磁理论来处理光在电介质交界面上的反射和折射问题，认为一切物质分子都含有电子，阴极射线的粒子就是电子。把以太与物质的相互作用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成功地解释了塞曼效应。洛伦兹是经典电子论的创立者，他认为电具有“原子性”，电的本身是由微小的实体组成的。后来这些微小实体被称为电子。洛伦兹以电子概念为基础来解释物质的电性质。从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的作用，即洛伦兹力。他把物体的发光解释为原子内部电子的振动产生的。这样当光源放在磁场中时，光源的原子内电子的振动将发生改变，使电子的振动频率增大或减小，导致光谱线的增宽或分裂。1904年，洛伦兹证明，当把麦克斯韦的电磁场方程组用伽利略变换从一个参考系变换到另一个参考系时，真空中的光速将不是一个不变的量，从而导致对不同惯性系的观察者来说，麦克斯韦方程及各种电磁效应可能是不同的．为了解决这个问题，洛伦兹提出了另一种变换公式，即洛伦兹变换。后来，爱因斯坦把洛伦兹变换用于力学关系式，创立了狭义相对论。

荷兰物理学家洛伦滋(Lorentz，1853～1928年)

35、莱特兄弟

威尔伯·莱特（Wilbur Wright，1867～1912年，照图片中左图）和奥维尔·莱特（Orville Wright，1871～1948年 ）两位美国发明家，飞机的制造者。他们于1903年12月17日首次完成完全受控制、附机载外部动力、机体比空气重、持续滞空不落地的飞行，因此“发明了世界上第一架飞机”的成就就归功给了他们。莱特兄弟都受到了良好教育，但都没有得到文凭。1892年兄弟俩开了个自行车修理专卖店，1896年开始生产他们自己的品牌自行车。1890年初，他们在报纸杂志的文章以及德国Otto Lilienthal的飞行器概念图，莱特兄弟开始了他们的机械航空试验。莱特兄弟在公众面前的形象始终是一体的，他们共享发明成果和荣誉。莱特兄弟完成了所有理论研究就开始动手实践，他们的自行车店员Charlie Taylor成为了小组的重要一员，三人共同合作建造了第一架飞机引擎。

美国飞机发明家莱特兄弟

威尔伯·莱特，（Wilbur Wright，1867～1912年，左图）和奥维尔·莱特（Orville Wright，1871～1948年）

36、兰彻斯特

兰彻斯特(F.W.Lanchester,1868～1946年)英国流体力学家、工程师。兰彻斯特是空气动力学的先驱。他在1891年的论文中指出重于空气的飞行器的原理。1894年，他先于德国的M．W．库塔(1867～1944年)、俄国的H．E．儒科夫斯基(1847～1921年)，解释了机翼产生升力原理，提出了正确的计算方法，解决了二维机翼的举力计算。1915年他又对有限翼展机翼举力计算提出附着涡和自由涡的概念(见举力线理论，举力面理论)。兰彻斯特还得到表面阻力的公式，阐明分离现象和边界层中的湍流现象。兰彻斯特同时是第一个对飞机在战争中的作用进行严肃和科学分析的人，1914年他发表了一系列有关飞机应用和空战方面的论文，1916年出版《战争中的飞机，第四种武器的出现》一书。他建立的描述作战双方兵力变化过程的数学方程被称为兰彻斯特方程。兰彻斯特的主要著作是《空气动力学》，《空气翱翔学》和《战争中的飞机，第四种武器的出现》。

英国流体力学家兰彻斯特(F.W.Lanchester,1868～1946年)

37、普朗特

德维希.普朗特（Ludwig Prandtl，1875～1953）德国力学家、世界流体力学大师。1900年获得博士学位。1904年后被聘去格丁根大学建立应用力学系、创立空气动力实验所和流体力学研究所，自此从事空气动力学的研究和教学。他在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、湍流理论等方面都作出了重要的贡献，被称作空气动力学之父和现代流体力学之父。1904年，普朗特完成他最著名的一篇论文——《非常小摩擦下的流体流动》。在这篇论文中，普朗特首次描述了边界层及其在减阻和流线型设计中的应用，描述了边界层分离，并提出失速概念，起到划时代的作用。普朗特的论文引起数学家克莱因的关注，克莱因举荐普朗特成为哥廷根大学技术物理学院主任。1908年，普朗特与他的学生西奥多.梅耶（Theodor Meyer）提出关于超声速激波流动的理论，普朗特－梅耶膨胀波理论成为超声速风洞设计的理论基础。1913～1918年提出了举力线理论和最小诱导阻力理论，后又提出举力面理论等。提出升力线、升力面理论等，充实了机翼理论。

1922年，普朗特与理查德.冯.米塞斯（Richard VonMises）一起创建国际应用数学与力学学会。1929年，他和阿道夫.布斯曼（Adolf Busemann）一起提出一种超声速喷管的设计方法。所有超声速风洞和火箭喷管的设计仍然采用普朗特的方法。关于超声速流动的完整理论最后由普朗特的学生西奥多.冯.卡门（Theodore VonKarman）完成。

他在气象学方面也有创造性论著。普朗特与蒂琼合著的《应用水动力学和空气动力学》于1931年出版。他的专著《流体力学概论》于1942年出版，中文译本在1974年出版。他的力学论文汇编为3卷本《全集》，于1961年出版。

德国力学家、世界流体力学大师路德维希.普朗特

 （Ludwig Prandtl，1875～1953）

38、卡门

西奥多·冯·卡门（Von.Kármán，1881年～1963年）美籍科学家（匈牙利犹太人）。1908获得哥廷根大学博士学位。1911年归纳出钝体阻力理论，即著名的“卡门涡街”理论。1930年，冯·卡门移居美国，指导古根海姆气动力实验室和加州理工大学第一个风洞的设计和建设。在任实验室主任期间，他还提出了附面层控制的理论，1935年又提出了未来的超声速阻力的原则。1938年，冯·卡门指导美国进行第一次超声速风洞试验，发明了喷气助推起飞，使美国成为第一个在飞机上使用火箭助推器的国家。在他的指导下，加州理工大学一批航空工程师（包括他的中国**钱伟长、钱学森、郭永怀等）开始搞喷气推进和液体燃料火箭，导致后来成立了喷气推进实验室。该实验室是美国政府第一个从事远程导弹、空间探索的研究单位，有很多重要的研究成果，其中包括在他指导下，钱伟长发表的世界上第一篇关于奇异摄动的理论，钱伟长也因此被国际上公认该领域的奠基人。1932年以后他发表了很多篇有关超声速飞行的论文和研究成果，首次用小扰动线化理论计算一个三元流场中细长体的超声速阻力，提出超声速流中的激波阻力概念和减小相对厚度可减少激波阻力的重要观点。1939年，要他的学生钱学森在冯·卡门指导下建立著名的“卡门钱学森公式”。 1946年，冯·卡门提出跨声速相似律，它与普朗特的亚声速相似律、钱学森的高超声速相似律和阿克莱的超声速相似律合起来为可压缩空气动力学形成一个完整的基础理论体系。1936年当科学界对火箭推进技术普遍表示怀疑时，他却支持他的学生研究这一课题。为了研究用火箭提高飞机的性能，特别是缩短从地面或****上起飞的距离，1940年他和马利纳第一次证明能够设计出稳定持久燃烧的固体火箭发动机。不久就研制出飞机起飞助推火箭的样机。这种火箭也是美国北极星、民兵、海神远程导弹上固体火箭的原型。1941年他参与创建美国制造火箭发动机的通用航空喷气公司。

美籍科学家西奥多·冯·卡门（Von.Kármán，1881年～1963年）

39、泰勒

泰勒（Geoffrey Ingram Taylor1886~1975年）英国力学家。泰勒对力学的贡献是多方面的。在流体力学方面，他阐明激波内部结构（1910年）；对大气湍流和湍流扩散作了研究（1915～1932年），提出湍流的统计理论；得出同轴两转动圆轴间流动的失稳条件（1923年）；在研究原子弹爆炸中提出强爆炸的自模拟理论（1946～1950年）；指出在液滴中起主要作用的是表面张力而不是粘性力（1959年）等。在固体力学方面他对晶体中的位错理论（1934年），薄板穿孔中的塑性流动（1940年）和高速加载材料试验（1946年）也作出了贡献。泰勒科学工作的特点是，擅长巧妙地把深刻的物理洞察力和高深的数学方法结合起来，并善于设计出简单而又完善的专门实验。1970年，他对流体力学中这种理论和实际相结合的方法作了总结性发言，后发表于1974年《流体力学综述年刊》。

英国力学家泰勒(G. I. Taylor，1886～1975年）

40、周培源

周培源（1902～1993年）中国著名流体力学家、理论物理学家、教育家和社会活动家。中国近代力学奠基人和理论物理奠基人之一。1927年在美国加利福尼亚州理工学院学习，获博士学位。1929年回国后任清华大学物理系教授。周培源在学术上的成就，主要为物理学基础理论的两个重要方面，即爱因斯坦广义相对论中的引力论和流体力学中的湍流理论的研究，奠定了湍流模式理论的基础。在广义相对论方面，周培源一直致力于求解引力场方程的确定解，并应用于宇宙论的研究。在引力理论方面，他提出了“谐和条件是物理条件”的重要观点，在世界上首次获得地球表面水准方向和竖直方向传播速度的相对差值在10-11量级上相同的结果，这一结果有可能使人们对爱因斯坦引力论的认识产生重大影响。在湍流理论方面，二十世纪三十年代初，周培源认识到湍流场和边界条件关系密切，后来参照广义相对论中把品质作为积分常数的处理方法，求出了雷诺应力等所满足的微分方程，并希望能把边界的影响通过边界条件引入雷诺应力的运算式中。1940年，周培源写出了第一篇论述湍流的论文，该文在国际上第一次提出湍流脉动方程，并用求剪应力和三元速度关联函数满足动力学方程的方法建立了普通湍流理论，从而奠定了湍流模式理论的基础。1945年，周培源在美国的《应用数学季刊》上，发表了题为《关于速度关联和湍流涨落方程的解》的重要论文，提出了两种求解湍流运动的方法，对推动湍流模式理论发展产生了深远的影响。被公推为以雷诺应力方程为出发点的工程湍流模式理论的奠基性工作。

周培源（1902－1993年），著名流体力学家。

41、柯尔莫哥洛夫

安德列·柯尔莫哥洛夫（(Kolmogorov，1903～1987年）俄罗斯数学家、湍流统计学大师。是二十世纪世界上为数极少的几个最有影响的数学家之一。他的研究几乎遍及数学的所有领域，做出许多开创性的贡献。1928年他得到了随机变量序列服从大数定理的充要条件，1929年得到了独立同分布随机变量序列的重对数律，1930年得到了强大数定律的非常一般的充分条件。1931年发表了《概率论的解析方法》一文，奠定了马尔可夫过程论的基础，马尔可夫过程在物理、化学、生物、工程技术和经济管理等学科中有十分广泛的应用，仍然是当今世界数学研究的热点和重点之一。1932年得到了含二阶矩的随机变量具有无穷可分分布律的充要条件。1933年出版了《概率论基础》一书，在世界上首次以测度论和积分论为基础建立了概率论公理结论，这是一部具有划时代意义的巨著，在科学史上写下原苏联数学最光辉的一页。1935年提出了可逆对称马尔可夫过程概念及其特征所服从的充要条件，这种过程成为统计物理、排队网络、模拟退火、人工神经网络、蛋白质结构的重要模型。1936～1937年给出了可数状态马尔可夫链状态分布。 1939年定义并得到了经验分布与理论分布最大偏差的统计量及其分布函数。上世纪30～40年代他和辛钦一起发展了马尔可夫过程和平稳随机过程论，并应用于大炮自动控制和工农业生产中，在卫国战争中立了功。1941年他得到了平稳随机过程的预测和内插公式。1955～1956年他和他的学生，苏联数学家Y．V．Prokhorov开创了取值于函数空间上概率测度的弱极限理论，这个理论和苏联数学家A．B．Skorohod引入的D空间理论是弱极限理论的划时代成果。

  俄罗斯统计学大师柯尔莫哥洛夫

(Kolmogorov，1903～1987年)

42、惠特尔

弗兰克·惠特尔爵士（Frank Whittle，1907～1996年）英国航空工程师、发明家，喷气式发动机创始人。1928年发表了关于燃气涡轮和喷气反作用飞机的论文，提出喷气热力学的基本公式。1930年取得涡轮喷气发动机设计的专利。1937～1944年担任英国喷气动力有限公司的总工程师。惠特尔研制的单转子涡轮喷气发动机于1937年 4月12日首次运转成功。1941年5月安装惠特尔设计的W-1发动机的格罗斯特公司E-28/39 飞机试飞成功。英国第二次世界大战后期和战后使用的“流星”和“吸血鬼”等喷气战斗机，都是在这种飞机的基础上研制的。二十世纪50年代初又先后研制成世界上第一种涡轮螺旋桨旅客机“子爵”号和第一架涡轮喷气客机“彗星”号，使英国的航空喷气推进技术一度居世界领先地位。1948年惠特尔被授予空军准将军衔和爵士勋位。全世界许多国家专业学会也给他无数的奖章和名誉学位。1976年惠特尔移居美国，成为一名大学教授。

喷气式发动机创始人惠特尔（FrankWhittle，1907～1996年）

43、朗道

朗道(L.D. Landau，1908—1968年 )俄罗斯伟大的理论物理学家，其发表的论文涉及固体物理、原子核物理、等离子体物理、流体力学、天文学、量子力学等学科领域。他与另一位俄罗斯物理学家栗弗席兹合著的《理论物理》全集，是理论物理最完善的论著。该书论述的独创性和所涉及资料的广泛性，在世界都是罕见的。因此，这部巨著获得了极大的声誉，郎道本人则被誉为世界理论物理大师。1950年，朗道与京茨堡提出了一个描述超导体特性的理论 即“京茨堡—朗道理论”，这个理论可以准确地预测诸如超导体能负荷的最大电流等特性。1957年，朗道的学生，阿布里科索夫用这个理论得到了一个堪称超导理论和材料史上的经典结果，这个结果即为金茨伯格-朗道理论的解析解。1962年，朗道因为对液氦超流动性的研究而获得诺贝尔物理学奖。超流动性在常人看来是非常奇异的现象：如果你把液氦注入一个敞口的容器，那么液氦会“自动地”溢出容器。

朗道 (L.D. Landau，1908—1968年 )

44、郭永怀

郭永怀（1909～1968年）我国著名力学家、应用数学家、空气动力学家，中国近代力学事业的奠基人之一。郭永怀长期从事航空工程研究，发现了上临界马赫数，发展了奇异摄动理论中的变形坐标法，即国际上公认的PLK方法，倡导了中国的高超声速流、电磁流体力学、爆炸力学的研究，培养了优秀力学人才。担负了国防科学研究的业务领导工作，为发展导弹、核弹与卫星事业作出了重要贡献。领导和组织爆轰力学、高压物态方程、空气动力学、飞行力学、结构力学和武器环境实验科学等研究工作，解决了一系列重大问题，是唯一一位为中国核弹，氢弹和卫星实验工作均作出巨大贡献的科学家。在空气动力学方面，他着重对跨声速理论与粘性流动进行了深入的研究，先后发表了《可压缩无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》（与钱学森合作）《关于中等雷诺数下不可压缩粘性流体绕平板的流动》《弱激波从沿平板的边界层的反射》等重要文章，解决了跨声速流动中的重大理论问题。与此同时，为了解决边界层的奇异性，他改进了庞加莱、莱特希尔的变形参数和变形坐标法，发展了奇异摄动理论。郭永怀在二十世纪五十年代初就注意到离超声速流动这一方向，研究了高超声速激波边界层干扰和离解效应。

郭永怀创办了《力学学报》和《力学译丛》，并亲任主编，翻译出版了《流体力学概论》等多部学术名著，先后开展了新兴的高超声速空气动力学、电磁流体力学等多项课题的研究，其成果不断引起国际科学界瞩目。在中科院组织的星际航行座谈会上，郭永怀提出中国要发展航天事业，并就运载工具、推进技术等问题发表了许多重要见解。

我国著名应用数学家、空气动力学家郭永怀（1909～1968年）

45、钱学森

钱学森（1911～2009年），我国著名科学家、空气动力学家，中国载人航天奠基人。1956年初，钱学森向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。同时，钱学森组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院并担任首任院长。他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划，参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国第一个星际航空的发展规划，发展建立了工程控制论和系统学等。在钱学森的努力带领下，1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月17日中国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年4月24日中国第一颗人造卫星发射成功。在空气动力学方面取得很多研究成果，最突出的是提出了跨声速流动相似律，并与卡门一起最早提出高超声速流的概念，为飞机在早期克服热障、声障，提供了理论依据，为空气动力学的发展奠定了重要的理论基础。高亚声速飞机设计中采用的公式是以卡门和钱学森名字命名的卡门-钱学森公式。钱学森与冯·卡门合作进行的可压缩边界层的研究，揭示了这一领域温度变化情况，创立了卡门—钱近似方程。与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。钱学森在1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来的研究，是先驱性的工作。1953年，他正式提出物理力学概念，大大节约了人力物力，并开拓了高温高压的新领域。1961年他编著的《物理力学讲义》正式出版。钱学森在火箭与航天领域提出了若干重要的概念：在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置（JATO），使飞机跑道距离缩短；在1949年提出了火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想；在1953年研究了跨星际飞行理论的可能性；在1962年出版的《星际航行概论》中，提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具。钱学森在工程控制论形成过程中，把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。在系统科学方面，是他发展了系统学和开放的复杂巨系统的方**。

钱学森（1911～2009年）

46、巴切勒

巴切勒（George Keith Batchelor，1920年～2000年)是澳大利亚应用数学家和流体力学家，长期在英国剑桥大学任应用数学教授，是剑桥大学应用数学和理论物理系的创始人，1956年建立流体力学杂志，并担任主编40年。作为应用数学工作者，他坚持以实验数据和物理认知为依据。他建立了均匀各向同性湍流理论，并流体力学理论等方面做出重要贡献。他所著的流体动力学引论，被认为是一本经典著作深受读者欢迎(被再版多次)，成为粘性流体力学基础读本。为了表彰在流体力学方面的杰出贡献者，设立巴切勒奖，每4年通过国际力学会议评选一次。

澳大利亚应用数学家和流体力学家巴切勒

（George Keith Batchelor，1920年～2000年)

47、惠特科姆

理查德·惠特科姆（Richard Whitcomb，1921～ 2009年 ）美国空气动力学家，长期在美国NASA兰利研究中心工作，从事飞机减阻和激波控制技术的研究。1952年提出飞机跨声速面积律理论（Area Rule），发现对于跨声速飞行的飞机，在机身和机翼相连的区段机身横截面积应缩小，从而可以减小飞行阻力。这一理论指导了跨声速飞机的设计，产生了第一批超声速飞机。1967年提出超临界翼型(SupercriticalAirfoil)，这种翼型使局部激波的产生推迟，大大地提高了翼型的阻力发散马赫数，从而提高了亚声速飞机的巡航速度，降低了燃料消耗。当前世界上各种高亚声速飞机都采用这种类似的翼型，成为机翼设计的核心技术之一，惠特科姆也因此荣获科利尔航空奖。二十世纪70年代中期，惠特科姆发明了先翼梢小翼(Winglets)，并通过一系列的风洞试验发现机翼加装这种小翼确实能够起到减阻的效果。后来的风洞实验和飞行试验结果表明，翼梢小翼能使全机诱导阻力减小20%～35%，相当于升阻比提高5%～7%。

美国空气动力学家惠特科姆

（RichardT. Whitcomb,1921～2009年）

48、莱特希尔

詹姆斯·莱特希尔（Michael James Lighthill，1924年～1998年）英国著名数学家和流体力学家。主要从事流体力学、应用数学等领域的科学工作，开创了气动声学、非线性声学和生物流体动力学新学科领域，创立气动声学理论，并对降低喷流擎噪声做出重要贡献。1941年毕业于剑桥大学三一学院读。1946~1959年之间，受聘于曼彻斯特大学，先担任高级讲师，后被聘为应用数学讲座教授，并领导一个流体力学研究小组。1964~1969年，是帝国理工大学的皇家学会教授，并开始研究生物流体力学。于1969年，继物理学家狄拉克之后，接受剑桥卢卡斯数学教授席位，并于1980年退出该席位，由霍金继任。1979~1989年，为伦敦大学校长。他在29岁时当选英国皇家协会会员，一生获得过24个名誉博士称号，还当选为权威科学院的外籍院士。

英国著名数学家和流体力学家詹姆斯·莱特希尔

（Michael James Lighthill，1924年～1998年）