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力学是关于物质相互作用和运动的科学,研究物质运动、变形、流动的宏观与微观行为,揭示上述行为的科学规律,及其与物理学、化学、生物学等过程的作用。力学的起源可追溯到人类文明之初。春秋战国时期,在墨翟及其学派的著作《墨经》中就有关于力的概念:“力,形之所以奋也”。古希腊时期,阿基米德对杠杆平衡、物体在水中受到的浮力等开展研究,初步奠定了静力学即平衡理论的基础。文艺复兴时期,达·芬奇引入力矩的概念,阐述了力的平行四边形法则。伽利略通过对抛体和落体的研究,提出了惯性定律来解释物体和天体的匀速运动,并在对灯的摆动研究中首次建立力学模型。17世纪,牛顿提出力学运动的三条基本定律和万有引力定律的数学描述,奠定了经典力学的基石。此后,力学的研究对象由单个的自由质点,转向受约束的质点和质点系,其标志性成果是达朗贝尔原理、拉格朗日分析力学和哈密顿分析力学。18世纪,欧拉提出连续介质及其无限小微元假设,基于牛顿定律建立了刚体和理想流体的动力学微分方程。纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人将微元的变形关系、运动定律和物性定律结合,建立了弹性固体力学和粘性流体力学的基本理论。此后,涉及材料物性的连续介质力学蓬勃发展,逐渐形成了力学学科。20世纪初,普朗特的边界层理论和空气动力学研究将力学带入了应用力学的新时期。此后,冯·卡门、铁摩辛柯及其学派将力学深度融入工程技术之中,催生了以航空航天科技为代表、以力学为主要支撑的现代工程和技术。20世纪中后期起,变分法、有限元法、计算科学、信息技术等迅猛发展,大幅提升了力学解决工程技术问题的能力,加快了人类文明发展的步伐。中国力学工作者在物理力学、湍流理论、喷气推进、工程控制论、广义变分原理、断裂力学等方面做出开创性贡献,在支撑中国创建现代工业体系方面发挥了重要作用,尤其是成就了“两弹一星”等重大工程。近年来,中国在载人航天、深空探测、高超声速飞行器、大型飞机、高端制造、大跨度桥梁、超高层建筑、深海钻探、高速列车等方面取得的成就,充分体现了力学学科的重大贡献和重要作用。近代力学已具有较为完整的理论、实验和计算体系。20世纪后期以来,以分岔、混沌、分形等理论为代表的非线性科学研究,极大地拓展了牛顿力学的深度和广度,深刻地改变了人们的自然观。与此同时,力学与其他学科的交叉与融合推动了交叉学科的形成和发展,不断丰富着力学的研究内容和方法。20世纪以来,力学学科在动力学与控制、固体力学、流体力学、工程力学的主体架构上,与数学、物理、生物、环境、化学等其他领域交叉结合形成了计算力学、物理力学、生物力学、环境力学、软物质力学等分支。21世纪以来,人类文明、社会经济发展和国家安全的新需求,如空天飞行器、深海空间站、绿色能源、新材料、灾害预报与预防、人类健康与重大疾病防治等问题的突破与解决,都离不开力学的重要作用。与此同时,力学需要不断追求基础理论、计算方法和实验技术的创新,不断在与其它学科的交叉融合中获得蓬勃生机。在20世纪50年代之前,力学研究的基本范式是基于实验观测,建立力学问题的理论模型并借助数学工具开展定量分析。随着电子计算机的出现以及数据科学、人工智能的快速发展,随着力学行为与物理、化学、生物等行为的相互作用日益增强,力学与其它学科的交叉创新成为常态。基于数据驱动的研究范式开始崭露头角,而基于新硬件体系架构、新测量原理发展起来的新计算/测量方法、新实验装置和实验技术也层出不穷。此外,各种新的力学现象、先进计算方法和实验技术的不断涌现,力学与其它学科之间深刻持久的交叉互动,使得力学研究能够更主动地开辟新方向,更充分地挖掘出海量数据背后蕴含的力学机理,揭示更大空间尺度、更高时空分辨率、更极端服役环境下力学行为的本质规律,从而在更高的起点上推动力学向前发展。当代力学的发展趋势体现为:更加重视非线性、非定常、跨尺度、多场耦合等力学难题,更加重视高性能计算,更加重视先进的实验技术,更加重视与其他学科的交叉与融合等。面对21世纪诸多世界性难题,力学学科正面对众多超越经典研究范畴的新挑战,深入研究非均质复杂介质、极端环境、不确定性、非线性、非定常、非平衡、多尺度和多场耦合等难题,这将促使现代力学体系发生新的变革。力学学科横跨理工,内容丰富。力学学科培养的人才具有坚实的数理基础,良好的实验研究和数值计算能力,善于用工程科学思想解决难题。力学学科是培养工程科技领军人才的摇篮。为了适应时代发展的要求,力学学科所培养的人才要面向世界科技前沿、面向经济建设主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康开展研究,不仅从事面向世界科技前沿的前瞻性基础研究,还必须致力于国民经济发展、国家重大需求、人民生命健康紧密相连的应用研究,尤其是针对能源、环境、信息、安全、深空、深海、生命健康等重大而紧迫的应用研究。力学学科所培养的人才应具有独立开展高水平研究的能力,具有在力学学科开展理论、计算和实验研究的能力,且至少在其中一个方面达到精深的专业水平。力学人才应具备如下基本特征:一是宽厚的数理科学、尤其是力学功底,二是良好的知识与创新交叉融合能力,三是敏锐的学术洞察力和积极创新的思维能力。更多详情

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力学是关于物质相互作用和运动的科学,研究物质运动、变形、流动的宏观与微观行为,揭示上述行为的科学规律,及其与物理学、化学、生物学等过程的作用。力学的起源可追溯到人类文明之初。春秋战国时期,在墨翟及其学派的著作《墨经》中就有关于力的概念:“力,形之所以奋也”。古希腊时期,阿基米德对杠杆平衡、物体在水中受到的浮力等开展研究,初步奠定了静力学即平衡理论的基础。文艺复兴时期,达·芬奇引入力矩的概念,阐述了力的平行四边形法则。伽利略通过对抛体和落体的研究,提出了惯性定律来解释物体和天体的匀速运动,并在对灯的摆动研究中首次建立力学模型。17世纪,牛顿提出力学运动的三条基本定律和万有引力定律的数学描述,奠定了经典力学的基石。此后,力学的研究对象由单个的自由质点,转向受约束的质点和质点系,其标志性成果是达朗贝尔原理、拉格朗日分析力学和哈密顿分析力学。18世纪,欧拉提出连续介质及其无限小微元假设,基于牛顿定律建立了刚体和理想流体的动力学微分方程。纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人将微元的变形关系、运动定律和物性定律结合,建立了弹性固体力学和粘性流体力学的基本理论。此后,涉及材料物性的连续介质力学蓬勃发展,逐渐形成了力学学科。20世纪初,普朗特的边界层理论和空气动力学研究将力学带入了应用力学的新时期。此后,冯·卡门、铁摩辛柯及其学派将力学深度融入工程技术之中,催生了以航空航天科技为代表、以力学为主要支撑的现代工程和技术。20世纪中后期起,变分法、有限元法、计算科学、信息技术等迅猛发展,大幅提升了力学解决工程技术问题的能力,加快了人类文明发展的步伐。中国力学工作者在物理力学、湍流理论、喷气推进、工程控制论、广义变分原理、断裂力学等方面做出开创性贡献,在支撑中国创建现代工业体系方面发挥了重要作用,尤其是成就了“两弹一星”等重大工程。近年来,中国在载人航天、深空探测、高超声速飞行器、大型飞机、高端制造、大跨度桥梁、超高层建筑、深海钻探、高速列车等方面取得的成就,充分体现了力学学科的重大贡献和重要作用。近代力学已具有较为完整的理论、实验和计算体系。20世纪后期以来,以分岔、混沌、分形等理论为代表的非线性科学研究,极大地拓展了牛顿力学的深度和广度,深刻地改变了人们的自然观。与此同时,力学与其他学科的交叉与融合推动了交叉学科的形成和发展,不断丰富着力学的研究内容和方法。20世纪以来,力学学科在动力学与控制、固体力学、流体力学、工程力学的主体架构上,与数学、物理、生物、环境、化学等其他领域交叉结合形成了计算力学、物理力学、生物力学、环境力学、软物质力学等分支。21世纪以来,人类文明、社会经济发展和国家安全的新需求,如空天飞行器、深海空间站、绿色能源、新材料、灾害预报与预防、人类健康与重大疾病防治等问题的突破与解决,都离不开力学的重要作用。与此同时,力学需要不断追求基础理论、计算方法和实验技术的创新,不断在与其它学科的交叉融合中获得蓬勃生机。在20世纪50年代之前,力学研究的基本范式是基于实验观测,建立力学问题的理论模型并借助数学工具开展定量分析。随着电子计算机的出现以及数据科学、人工智能的快速发展,随着力学行为与物理、化学、生物等行为的相互作用日益增强,力学与其它学科的交叉创新成为常态。基于数据驱动的研究范式开始崭露头角,而基于新硬件体系架构、新测量原理发展起来的新计算/测量方法、新实验装置和实验技术也层出不穷。此外,各种新的力学现象、先进计算方法和实验技术的不断涌现,力学与其它学科之间深刻持久的交叉互动,使得力学研究能够更主动地开辟新方向,更充分地挖掘出海量数据背后蕴含的力学机理,揭示更大空间尺度、更高时空分辨率、更极端服役环境下力学行为的本质规律,从而在更高的起点上推动力学向前发展。当代力学的发展趋势体现为:更加重视非线性、非定常、跨尺度、多场耦合等力学难题,更加重视高性能计算,更加重视先进的实验技术,更加重视与其他学科的交叉与融合等。面对21世纪诸多世界性难题,力学学科正面对众多超越经典研究范畴的新挑战,深入研究非均质复杂介质、极端环境、不确定性、非线性、非定常、非平衡、多尺度和多场耦合等难题,这将促使现代力学体系发生新的变革。力学学科横跨理工,内容丰富。力学学科培养的人才具有坚实的数理基础,良好的实验研究和数值计算能力,善于用工程科学思想解决难题。力学学科是培养工程科技领军人才的摇篮。为了适应时代发展的要求,力学学科所培养的人才要面向世界科技前沿、面向经济建设主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康开展研究,不仅从事面向世界科技前沿的前瞻性基础研究,还必须致力于国民经济发展、国家重大需求、人民生命健康紧密相连的应用研究,尤其是针对能源、环境、信息、安全、深空、深海、生命健康等重大而紧迫的应用研究。力学学科所培养的人才应具有独立开展高水平研究的能力,具有在力学学科开展理论、计算和实验研究的能力,且至少在其中一个方面达到精深的专业水平。力学人才应具备如下基本特征:一是宽厚的数理科学、尤其是力学功底,二是良好的知识与创新交叉融合能力,三是敏锐的学术洞察力和积极创新的思维能力。更多详情

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