| 听了来自德国鲁尔大学的肖衡教授主讲“大变形弹塑性理论的核心问题和疑难”的报告，引发了一些遐想。他是我所培养的第三批博士，师从于钱伟长院士。 报告一开始，他把我们带到了古老的蛮荒之地。几十万年之前，一位古人在钻木取火。只见他用一根硬木棍在一段较软的木块上使劲旋转、钻入，许久之后，木块冒烟了，他在木块上铺以干草，用力猛吹，烟雾渐浓，突然，窜起小火苗，而后是一片熊熊烈火。肖衡教授的画外音：那时，环境恶劣，时而烈日炎炎，时而凄风苦雨，时而电闪雷鸣，到处是豺狼虎豹，猎人们出门狩猎，回家后会发现妇孺已落入虎口!在野兽面前，古人是如此孱弱!然而，在惊雷劈树之际，他们见到了大火，大火之后，有机会品尝到被烧死的兽类，它们是如此美味!于是，人们启动智慧的大脑，设法“造火”，不知经历几多失败，终于出现了上述场面!这是人类文明的巨大进步!有了火，不仅可以吃到营养丰富的熟食，而且有了恐吓、驱赶乃至围攻野兽的“武器”;再后来，有了磨石而成的利斧、精心制作的箭弩直到五花八门的青铜武器，人类终于称雄于自然界! 由此可知，钻木取火是人类智慧的胜利。接着，肖衡告诉我们，古人实际上已经受惠于力学。为什么不去钻石头，或者钻树干、钻兽皮取火?古人肯定试过，没有成功。在当时的条件下，钻木取火方案是最佳的。古人压根儿不懂力学(甚至可能还没有完整的语言)，却自发地运用了力学原理。 钻木取火的科学原理是什么?小学生都会告诉我们，摩擦生热呗!那么，用木棍摩擦岩石、摩擦兽皮也生热了，为什么不起火?到了近代，你摩擦玻璃、塑料板等等一般也起不了火!用力学家的眼光来看，钻木取火的整个过程是： 木棍的旋转运动→在木块上产生剪切力→剪切力导致木块大变形→产生变形功→变形功耗散生热→木块升温→达到木块燃点→冒烟→吹气加强对流传热→风力助燃→更易燃的干草燃烧→熊熊大火。 你瞧，这就是力学家眼中的钻木取火的复杂的力学机理和过程!不是力学施惠于人类，又是什么?尽管钻木取火的当事者对力学理论一窍不通。 接着，肖衡教授又问：秦始皇何以统一中国?且不说他和他前辈的文韬武略，就看他统治的秦王国的军火生产能力，统一中国者也必定是秦始皇。肖衡是有心人，他比较了当时的青铜兵器：从发掘出来兵马俑、铜车马来看，秦国的青铜长矛比楚国(肖衡是湖南人，祖宗属楚国)平均要长20厘米，在冷兵器时代，这20厘米增加了多少战斗力!而且，秦始皇拥有丰富的矿产资源、冶金产业和兵器工匠，形成了可观的“军火生产链”，工匠们充分运用力学原理生产了锐利武器，尽管两千多年前人们肯定不懂力学理论，但这些兵器结构往往符合力学原理。 肖衡还讲了一百多年前，我们的前人在帝国主义的坚船利炮下落后挨揍的苦难史。 有了这些铺垫，他接着的讲述更有吸引力了。报告持续了两个小时，内容有点艰深，说得却很明白。我只说一句：能把高度抽象的理性力学讲到这个份儿上，实属不易! 总而言之，劳动创造了人类，人类早早地受惠于力学。 来源：戴世强科学网博客，作者：戴世强 上海大学。 |
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