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好书推荐|《力学导论》

29天前浏览5047
   

本文摘要:(由ai生成)

《力学导论》是一本关于力学的引导和入门之书,它从全视野的广度上展开力学的全貌。本书目录包括了力学的发展历程、力学的应用领域等。书中还介绍了杨卫、赵沛、王宏涛三位作者的个人简介,他们在力学领域都取得了显著的成就。

      

本书背景

力学是物理学的一个分支,主要研究物体在力的作用下的运动规律以及物体之间的相互作用。力学学科的发展历程悠久而丰富,从古代哲学家的思考到现代科学家的实验和理论探索,力学学科不断发展壮大,为人类科技进步和文明发展做出了巨大贡献。

力学学科的发展可以追溯到古希腊时期,当时的哲学家们就开始思考力和运动的关系。亚里士多德提出了“力是物体运动的原因”的观点,虽然这一观点在后来被证明是错误的,但它为力学学科的发展奠定了基础。随后,阿基米德、欧几里得等古希腊学者对杠杆、滑轮等简单机械进行了研究,为静力学的发展打下了基础。

进入中世纪,阿 拉伯学者对力学学科的发展做出了重要贡献。阿维森纳、阿尔·哈桑等人对抛物线运动、碰撞等问题进行了深入研究,为动力学的发展奠定了基础。此外,欧洲学者如莱昂纳多·达·芬奇、伽利略等人也对力学学科的发展做出了贡献,他们的研究成果为后来的经典力学体系的建立奠定了基础。

17世纪,牛顿的出现标志着力学学科进入了一个新的阶段。牛顿提出了著名的三大运动定律,即惯性定律、加速度定律和作用与反作用定律,这三条定律构成了经典力学的基础。同时,牛顿还提出了万有引力定律,解释了天体运动的规律。牛顿的这些成果被总结在他的名著《自然哲学的数学原理》中,为后来的力学学科发展奠定了基础。

18世纪,拉格朗日、哈密顿等人在牛顿力学的基础上,发展了分析力学,将力学问题转化为数学问题,使得力学学科更加严谨和完善。此后,泊松、斯托克斯等人发展了弹性力学和流体力学,拓宽了力学学科的研究领域。

20世纪初,爱因斯坦提出了相对论,对牛顿力学进行了修正,使得力学学科进入了现代力学阶段。随后,量子力学的出现,进一步拓展了力学学科的研究范围。现代力学包括了许多分支,如固体力学、流体力学、统计力学、量子力学等,这些分支在各自的领域内发挥着重要作用。

总之,力学学科的发展历程经历了从古代哲学家的思考到现代科学家的实验和理论探索的过程,不断发展壮大,为人类科技进步和文明发展做出了巨大贡献。从古希腊时期的初步探索,到中世纪阿 拉伯学者的研究,再到牛顿的经典力学体系的建立,以及现代力学的发展,力学学科一直在不断地进步,为我们理解和改造世界提供了有力的工具。

在《力学导论》中,浙江大学杨卫院士指出:“力学教科书有一个推陈出新的问题,航宇教科书有一个宽窄适度的问题。近现代的力学新应用还未能有效地融入力学学科的基本教材;在物理、生物、化学中所形成的新认识还没能以学科交叉的形式折射到力学学科;以数据科学、人工智能、深度学习为代表的数据驱动研究方法还没有在力学的知识体系中引起足够的共鸣。”

顾名思义,《力学导论》是力学的引导和入门之书。它应该是针对想认真地研读力学之人的第一本教科书。《力学导论》又是一部概括之书,它旨在从全视野的广度上展开力学的全貌。《力学导论》还试图织造一张学科交叉之网,它将囊括与力学相交叉的主要学科命题。与把力学视为一门较成熟学科的传统认识不同,力学的两大特征驱动着其不断改造自身的外延与内涵。第一个特征来自力学向深度挖掘的探索性,它不断地寻找形形色 色的交互作用机制。第二个特征来自力学的凝聚性和连接性,作为一座横跨理工的桥梁,它不断地再出发,去连接基础与应用之间的道道鸿沟。



     

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精彩样章

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     
     

作者简介

     
 


杨卫


杨卫,1954年2月16日出生于北京,固体力学专家,中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国工程院外籍院士,清华大学工程力学系教授、博士生导师,浙江大学发展委员会主席,前校长。1969年1月杨卫参加工作。1976年毕业于西北工业大学锻压专业。1981年获得清华大学工程力学系工学硕士。1984年获得美国布朗大学工学院博士学位。1997年至2004年担任清华大学工程力学系主任。2001年当选为俄罗斯宇航科学院院士。2003年当选为中国科学院院士、第三世界科学院院士。2004年至2004年担任清华大学航天航空学院常务副院长。2004年至2006年担任清华大学校学术委员会主任。2004年至2006年担任国务院学位委员会办公室主任,教育部学位管理与研究生教育司司长。2006年至2013年担任浙江大学校长。2011年担任浙江省科学技术协会主席。2013年至2018年担任国家自然科学基金委员会主任。2013年当选第十二届全国人大常委会委员。2018年被增选为美国工程院外籍院士。杨卫主要从事断裂力学、细观与纳米力学、力电耦合失效等领域的研究。


主要研究方向包括:固体的强度与破坏、微纳米力学、多铁性力学、软物质力学、航空航天结构与材料力学等。近期取得的代表性成果包括:(1)发展了纳米晶体高速变形的大规模并行分子动力学方法和低速变形的微结构演化算法;(2)提出了连续介质和分子动力学相耦合的跨层次模拟算法,以及用于多组元合金原子尺度模拟的介原子赝势;(3)提出了电致断裂、电致疲劳、电致质流失稳和畴变力电耦合研究的机理模型;(4)发展了智能柔性材料电致大变形的驱动机理和全柔性机器人的设计方法。


 


赵沛


赵沛,工学博士,2006和2008年在浙江大学物理系分别获得理学学士与硕士学位, 2011年在日本东京大学获得机械工程专业博士学位(导师丸山茂夫教授),随后继续在东京大学从事博士后研究。2013年10月进入浙江大学应用力学研究所工作,目前担任航空航天学院院长助理、力学国家级实验教学示范中心副主任、应用力学研究所副所长、交叉力学中心副主任,兼任浙江大学工程力学专业执行负责人、“强基计划”责任教授、“拔尖计划2.0”负责人,浙江省力学学会实验力学专委会委员、中国力学学会会员、全国工程力学专业虚拟教研室成员等。迄今为止在ACS NanoNature CommunicationsAdvanced MaterialsExperimental Mechanics等国际SCI期刊上发表论文近60篇,总被引1800余次,H指数22。在教学方面,获2022年度宝钢优秀教师,作为负责人获国家级一流本科课程1项、省级一流本科课程3项、省级课程思政示范课程1项,作为第二完成人获2021年度浙江省教学成果奖特等奖,在科研方面,主要研究领域为二维材料力学与高性能传感器件力学,获2021年International Association of Advanced Materials (IAAM) Young Scientist Medal等国际奖项,担任Nature Communications、ACS Nano、ACS Applied Materials & Interfaces、Nanoscale等十余个SCI学术期刊审稿人,主持4项国家自然科学基金、浙江省杰青在内的多个科研项目;在二维材料力学领域,发展了高质量大面积二维材料的制备与转移技术,以及相应的跨尺度、跨维度实验力学研究方法,并基于上述技术对二维材料面内和界面的力学性质进行了实验研究,发现了其中的边缘效应、尺度效应与维度效应;在石墨烯复合材料方面,深入研究了石墨烯材料的本征热学性能,并发展出了具有优异散热性能的铜基石墨烯复合材料;在高性能传感器件力学领域,发展出了一种具有高精度和高稳定性的六维触觉传感器件样机,具有自主检测正向力、切向力与力矩的能力,有望在智能机器人、智能制造工业互联网等领域展开应用。

 


王宏涛


王宏涛,浙江大学求是特聘教授,浙江大学交叉力学中心执行主任,杰出青年基金获得者,清华大学及哈佛大学博士。曾获第十五届中国力学学会青年科技奖(2017)、优秀青年基金(2013),入选中组部万人计划(2012)、教育部“新世纪优秀人才计划”(2009),曾获全国百篇优秀博士论文提名(2007)、清华大学优秀博士论文一等奖(2004)以及哈佛大学Award of Distinction in Teaching(2007)。本人一直致力于将国家重大需求与基础研究结合,在纳观及原子尺度探究材料微观结构与宏观性能的力学关联,创新发展微纳米力学原位实验方法、技术以及计算模拟方法。所开展的实验方法、技术及理论研究工作获得了国内外的学术认可与好评,相关成果已应用于国防重点单位和企业。至今已在Nature、PRL、Nano Lett.、Nature Comm.等期刊发表SCI论文100余篇,SCI他引2000余次,相关成果为Science、Nature等著名期刊引用并积极评价。近年来,重点推进力学与人工智能的交叉融合。2018年与杨卫院士共同创建浙江大学交叉力学中心,旨在推动人工智能与力学学科交叉融合,以引领力学学科发展:1)首次提出柔性孪生机器人概念,倡导中国阿凡达计划,发展深度动力机器人软硬件;2)推动人工智能在力学学科应用,开发基于深度学习的跨尺度算法以及世界首台四维透射电子显微镜设备。

   
来源:STEM与计算机方法
静力学疲劳断裂复合材料碰撞化学航空航天电子理论自动驾驶材料机器人数字孪生人工智能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-28
最近编辑:29天前
江野
博士 等春风得意,等时间嘉许。
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