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怎样才能让霾降落下来？: 热度 2 animalfarmer 2017-1-5 19:59; 从力学家、北京大学教授武际可先生的博文《灰尘为什么会扬起来》可以获知，直径较小的灰尘是很难靠自由落体降落的，直径越小，降落越慢。刚才（ 2017 年 1 月 5 日晚上 7 点），深为灰霾所烦恼的我向武教授请教了一个问题：直径小于 2.5 微米的微尘（霾）怎么样才能够降落下来？我们的问答大致如下。括号中的内容是我的补充，并非武老师所说。熊卫民（以下简称熊）：风能不能让霾降落？武际可教授（以下简称武）：不能。它只是将霾吹到了另一个地方。（但扩大覆盖范围后，通过稀释效应，可能让 pm2.5 的值有所降低）熊：秋、冬之清晨，我们能在叶面、瓦面上看到露、霜。这种冷凝作用能不能让霾降落？武：不能。露、霜是靠近地面的冷凝作用所致。稍高空间的冷凝作用能导致雾，但雾只会被阳光蒸发，并不会降落下来。总的说来，冷凝作用只能影响贴近地面的空间，而霾往往有几百米，乃至几千米厚。熊：那么，霾怎样才能降落下来呢？武：只能通过雨。雨滴会包裹空气中的微尘，将它带下来。熊：可是，我也多次观察到下了半天的雨， pm2.5值并未明显下降的现象。武：那是因为，在雨降落微尘，降低 pm2.5 值的同时，污染源还在释放大量微尘，提升空气中 pm2.5 的值。要想减轻乃至消除空气污染，只能从源头下手，也即通过清洁燃料（煤、石油）、加装（或开动）环保减排设施等方式，减少污染物的排放。武际可教授（熊卫民 2014 年 11 月 29 日摄于武教授家）此稿未经武教授审阅，若有错误由我个人承担。祈盼武教授早日恢复健康，像以前一样，为我们写出又高质又及时的科普文章。; 个人分类: 随感|3771 次阅读|3 个评论

力学科普-5：为艺术与科学搭桥的好书——《音乐中的科学》评介: 热度 15 sqdai 2012-9-30 08:52; 中秋 - 国庆长假开始了，大家可以各行其是，尽情放松一下，其中包括沏上一杯热茶，读一本喜欢读的闲书。这里，向各位朋友推介一本新鲜出笼的好书——《音乐中的科学评》，这是一本以自然科学的眼光审视音乐艺术的科普著作。书很薄，总共不到 200 页；书很美，图文并茂，文笔优美；书很好懂，有一点科学知识和音乐修养的人就能流畅阅读；书很耐读，读后回味无穷。因此，不仅理工科的学人见了会爱不释手，而且人文社科的学人也会给予青睐，尤其是那些音乐艺术的从业人员更能从中获益匪浅。此书的作者是北大退休教授武际可，这是他为《大众力学丛书》撰写的第三本书： 2008 年，第一本：《拉家常说力学》； 2009 年，第二本：《力学史杂谈》； 2012 年，第三本：《音乐中的科学》。试想一下：一位年逾古稀的老教授，五年来笔耕不辍，出版了逾 50 万字的力学科普著作，不能不令人肃然起敬！这里简介《音乐中的科学》的主要内容。全书共收录 22 篇文章，“主题都是与声学和音乐的科学原理相关的，涉及声音的产生和传播、声强的度量、建筑声学、笛子制作各种乐器（弦乐器、管乐器、键盘乐器以及锣和鼓）等的构造和发声原理等。特别是结合其中的科学道理及发现这些原理的历史，介绍了许多著名科学家的工作。同时，书中还介绍了一些至今尚未解决的问题。作者将科学与艺术紧密结合地叙述，史料丰富，图文并茂，文字深入浅出，叙述生动。本书对中学、大学，包括艺术类的师生都是一本很好的课外读物；对于广大音乐爱好者和对自然科学感兴趣的读者，以及这些方面的专业人员也是一本难得的参考书。”（摘自此书的内容简介）。作者在该书的前言中写道：“本书并不是一本音乐艺术的专著，也不是一本讲述音乐背后科学原理的严肃的专门性学术著作。因为笔者既不是音乐家，也够不上是一个合格的音乐声学家。不过笔者由于对音乐的业余爱好，以及喜爱对音乐背后的科学道理进行探求和思索，写成了这二十多篇科普文章，如果对喜爱音乐而又爱好科学的青少年朋友有一点启示，产生进一步追根问底的兴趣，笔者就很满足了。”实际上，就我所知，武际可教授是当今我国力学界最通乐律的一位学者，又有很深的力学、数学、物理学造诣，加以治学严谨，本书的讲述科学而又生动，读来是一种享受。正如作者所指出的：“音乐背后的科学问题，首先是力学问题。”其中涉及力学的各个分支学科：流体力学（特别是气动声学）、固体力学（特别是结构力学）、动力学与控制（特别是振动力学），许多力学家为音乐艺术的基本原理做出了重要贡献，如伽利略、牛顿、胡克、达朗贝尔、泊松、亥姆霍兹、瑞利、安德罗诺夫等等，读了这本书，你的确能感受到：力学无处不在！书里的故事很好玩。作者告诉你：为什么编钟的声音如此美妙？为什么千锤打锣一锤定音？怎样制作笛子？音乐家从弹棉花得到怎样的启示？为什么在洗澡间唱歌特别好听？你带着好奇心看下去，会在不经意间增长了知识。作者的科普文章有一个共同特点，每个篇章都很短，大多不超过 3000 字，你可以用一二十分钟读完一篇，然后去忙活别的事情，非常经济。书里的图文很优美。全书共有 118 幅好看的插图，平均不到两页就有一幅；文字简练生动，叙述引人入胜，令人越读越想读。武际可教授写科普文章的另一个特点是旁征博引、史料丰富。本书讲音乐中的科学，从上古时代、出土文物讲起，讲到了两千多年前的管仲、亚里士多德，讲到了明代的“音乐王子”朱载堉（朱元璋的九世孙）和与他同时代的法国僧人马森，直到近代数学家霍普夫。书中提到了几十种古今中外的著作，详细地引述了其中的精粹。有关材料似乎是信手拈来，却又引得恰到好处。为什么能做到这样？源于孜孜不倦地读书。我曾介绍过武际可教授的书房（见链接中的 4 ），现在随着科学技术的发展，他有了“流动书房”。就我所知，他是力学界老教授中最早拥有 iPad 的人，而且 iPad 总是与他如影随形，因为他在其中装载了大量电子书，可以走到哪里，读到哪里，真令人钦佩！我还特别钦佩他的好记性，年近八旬，还能过目不忘。与他谈话真是很开心，不管什么学术话题，他总能引经据典，讲出很多道道来。有道是：“腹有诗书气自华”（东坡语），只有熟读书籍，方可满腹经纶啊！顺便说一句，此书在今年暑假里发行，网上应能购到，请博友帮我查一下。还等什么，找来好好享用一番吧！写于 2012 年 9 月 30 日晨【链接】相关博文 1 、呼唤力学科普的大众化——推介《大众力学丛书》 http://blog.sciencenet.cn/blog-330732-477508.html 2 、科普，我们义不容辞的责任 —— 答《科学时报》记者问 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=330732do=blogid=398570 3 、力学科普 -1 ：内行看门道 —— 《奥运中的科技之光》评介 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=330732do=blogid=398943 4 、力学科普 -2 ：《拉家常说力学》序言 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=330371do=blogid=398963 5 、力学科普 -3 ：《创建飞机生命密码 —— 力学在航空中的奇妙地位》序言 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=330732do=blogid=399335 6 、力学科普 -4 ：《涌潮随笔：一种神奇的力学现象》序言 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=330732do=blogid=399811; 个人分类: 科海随笔|7691 次阅读|31 个评论

[转载]武际可：为什么中国没有产生近代力学？: 张能立 2012-7-8 06:41; 【编辑心语】：武际可老师这篇文章，不仅以丰富的史实回答了为什么中国古代没有能够产生（精密）科学，而且深刻揭露了中国传统人文（儒家文化和道家文化）反科学的本质。科学虽然诞生于西方，但是科学本身是没有地域性的。虽然科学经西方传教士带人中国，但是，中国人看待科学和学习科学，一直不由自主地给科学打上地域烙印---这是西方人的学问。一旦科学与祖宗的传统文化相冲突，中国人往往不是站在科学这边，而是站在维护祖宗传统文化这边。这种价值取向一直延续至今，是中国通向现代化道路过程中产生的一切问题的总根源。　　当我们要讨论近代中国的力学时，我们很自然地摇回顾一下我国古代的力学。然而近代力学却没有产生在我国，而是靠引进的。　　我国著名物理学家吴大猷（1907 -- 2000）1976年在台湾淡江大学演讲说：“我国有些人士以为科学我国古已有之，看了李约瑟的大著《中国之科学与发明》而大喜，盖其列举许多技术发明，有早于西欧数世纪的，足证超于西欧也。然细读该书，则甚易见我国的发明，多系技术性，观察性，个别性，而......若于抽象的，逻辑的，分析的，演绎的科学系统。举例言之，我们有机械的发明，从未能建立抽象的动力学原则；我们的光学有凸凹镜影之观察，而未有物理光学（光波之观念）；我们的数学有应用性的代数，而无逻辑学的几何；我们有磁石的应用，而从未达到定量性的磁作用定律；我们的哲学中心是伦理，是人与人，人与社会的关系，而无西欧的哲学。一般言之，我们民族传统是偏重实用的。我们有发明，有技术而没有科学。这也是清朝时期我们和西方接触败迹后，很易受西方物质文明的表面（机械，武备），而不知这些物质文明的表面之下，还有科学基础的原因。” 　　吴大猷的这段话的意思是说，中国古代没有产生精密计量的自然科学。而力学是世界上最早形成的精密科学，亦即，我国古达是没有精密力学，即近代力学的。　　 19世纪末在中国致力于介绍翻译西方科学著作的英国人傅兰雅（J.Fryer，1839 -- 1928）于1890前后，在他编写的《格致须知》的《重学》一卷的引言中，有如下一段话：　　 “至于重学，不但今人无讲求者，即古书亦不论及，且无其名目。可知华人无此学也。自中西互通，有西人之通中西两文者，翻译重学一书，兼明格致算学二理。” 　　其中的“重学”是早期对西方力学（mechanics）一词的译名。傅兰雅的这段话说明，第一，中国古代没有力学，第二，中国的力学是外国人送上门的。后来的历史发展进一步说明的是，第三，即使外国人送上门来，中国人的接受也不痛快，甚至有时采取排斥的态度，接受的过程是缓慢和曲折的。　　事实上，动力学的一些最基本的概念，例如速度、加速度、力、质量、频率等等都不是中国历史上形成的，而是由外国人带来的。更不要说近代力学中的一些最重要的定律，例如自由落体和抛物运动的规律、天体运行的开普勒三定律、牛顿三定律、虚功原理、力学的守恒定律和连续介质力学的一些基本内容了。如果我们把这些内容称为现今所说的力学，则我们可以简单说中国古代没有力学。这就是傅兰雅所说的“至于重学，不但今人无讲求者，即古书亦不论及，且无其名目。”。　　从元明以后，中国的科学技术为什么会长久地落后于西方，这一直是近代中国知识分子讨论不尽的话题。其实，在元以前，所谓中国科学技术的先进，也是主要指技术的先进。在中国历史上直到现今，从来是把科学与技术不加区分的，笼统称为科学技术。其实，任何科学不发达的民族，在古代都是有技术的。所以我国学者顾准（1915--1974）说：“中国思想只有道德训条。中国没有逻辑学，没有哲学。有《周髀算经》，然而登不上台盘。犹如中国有许多好工艺却发展不到精密科学一样。” 　　爱因斯坦说过：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何学中），以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）”。怀特海说：“希腊终归是欧洲的母亲”。一般说来，从世界范围来说，现今自然科学的起源，认为来自古代希腊的，特别是古希腊的逻辑学。为了弄清楚中国古代为什么没有力学，从而没有精密科学，为此我们要回顾一下古代希腊自然科学的情况。　　古希腊的科学，为什么在人类历史上占有最为辉煌的一页，从根本上来说是由于在古希腊存在过数百年贵族的民主制。　　古希腊是由许多独立的城邦所组成的。大约从公元前800年到公元前100年，希腊在政治上实行贵族民主政治制度。城邦的军事首领是国王，但国王的权力被加强的长老会削弱或制约。间或有些野心家（僭主）征服了其它城邦，建立了僭主制交替出现的政治。即使出现了僭主政治，僭主的权力也无法和后来欧洲的君主以及中国的皇帝相比。因为，僭主的称号就是一个带有贬义的词，表明他的权力是不合法得到而是窃取，第二，这种权力不可能自然地由他的子孙继承，第三，大都不可能长久而被贵族的寡头政治或民主政治代替。　　由于古希腊实行的是以贵族的民主制为基础的政治，所以在决策和决定事情时，主要靠辩论来说服参与决策人以获得多数。长达700年的民主政治气氛中，产生了许多辩论家。由于辩论的普及，就发展了进行辩论所必须遵从的规律以及怎样在辩论中取胜的学问，这就是逻辑学。亚里士多德的著作《工具论》是古希腊逻辑学的大成。由于逻辑学的发展，古希腊产生了推理的数学。世界上的文明古国都有自己的数学传统，有埃及的古数学，有印度的古数学，有中国的古数学，然而产生推理数学的唯一的地方只在古希腊。而欧几里得的《几何原本》是古希腊推理数学的巨著。阿基米德关于力学的著作则是古希腊数学和力学相结合从而产生现代数学萌芽的典范。17世纪欧洲产生的以力学为开端的现代自然科学正是继承和发扬了以阿基米德为代表的古希腊科学传统的结果。古希腊被罗马灭亡后幸亏有阿拉伯人翻译和保存了古希腊的科学文献，才使它在后来欧洲文艺复兴中重新发挥作用。　　如果说从利玛窦1582年来华传教开始，西方科学开始在中国传播。到1862年北京同文馆成立，经过了300年的曲折反复，力学学科才算是可以在中国公开教授，可以有一批学生学习力学知识了。之后的发展仍然是十分缓慢的，20世纪在法国、德国、俄国等工业发达国家，已经有专门培养力学人才的学科，而中国直到中华人民共和国成立之前还谈不上。中国的科学发展大体上是与社会的民主化进程同步前进的。中国的力学事业发展主要是中华人民共和国成立之后的事情，它是随着国家提出建立独立的工业开始发展的。　　古代中国为什么没有力学，从而也就没有精密自然科学呢？从根本上来说，是因为中国长达数千年的封建专制统治。　　中国不仅专制制延续了很长的历史，而且愈到后来愈益强化趋势。如果说在商周时代，大事的决定靠占卜、大臣的意见、皇帝的意志三种结论，以多数来决定，那么，皇帝尽管是最高统治者，但是还是要受一些制约。　　春秋战国时期，中国曾经有过一个许多小国割据的局面，不过武力兼并的结果，建立了秦的一统专制天下。紧接着是秦始皇的焚书坑儒和汉武帝的罢黜百家、独尊儒术，皇帝可以独断专行，封建专制延续了数千年之久。　　在封建的专制统治下，一切言行是依“三纲”（即君为臣纲，父为子纲，夫为妻纲）为标准，即使你的“纲”说得毫无道理也得绝对服从，没有丝毫辩驳的余地。何况还有“三年不改父制谓之孝”等一系列死人统治活人的教条。　　如果说，欧洲的文艺复兴运动是对古希腊民主和科学的复兴。从开始的文学上歌颂人文主义蔑视神权，到了14、15世纪，欧洲的神权和君主专制摇摇欲坠，从而迎来了17世纪的科学繁荣。与此相对照的是，在同一个时期中国正好是明朝，封建专制在朱元璋取得政权后被空前野蛮地强化了。 1380年，朱元璋以谋反罪杀宰相胡惟庸，株连一万五千人，并借机取消了宰相，大权由皇帝独揽。文字狱是几千年封建统治者对知识分子迫害的一种方式。从朱元璋开始，延续至朱元璋之后数百年，文字狱被发展到最为残酷的地步。朱元璋加强了特务政治，组织了锦衣卫，直属皇帝指挥，专营监视和处置大臣，对大臣首开“廷杖”进行侮辱处罚。作为奴隶社会的特征，我国的人殉制在秦汉以后便逐渐消失了，而朱元璋却恢复了野蛮的人殉制，1397年（洪武三十年）朱元璋死，殉葬的嫔妃达46人。　　封建专制制的第一个恶果，使中国不可能产生精密科学所需要的逻辑学，从而也就没有推理的数学。　　春秋战国时期，中国也出现过一个阶段的文化繁荣时期，那时舌辩之风也很盛行。相应于这种短暂的论辩之风，也出现了像《墨经》中描述的逻辑学萌芽。《墨经》中的逻辑学同《工具论》中的逻辑学是无法同日而语的。后者已经十分完备，以至于1787年德国哲学家康德在他的《纯粹理性批判》的序言中说，“从亚里士多德以来，逻辑学没有能前进一步，因此看起来，逻辑似乎是完成并且结束了”。在封建专制制之下，一切重要决策都是由皇帝说了算，“朕即真理”没有辩驳和争论的余地，也没有“公理”、“定义”、“推论”等的必要。　　逻辑学对于精密科学的重要性，可以从严复在介绍逻辑学时说“是学为一切法之法，一切学之学”中看出。美国汉学家费正清认为中国科学未能发展同中国没有订出一个更完善的逻辑学有关。在没有逻辑学的条件下，中国的数学始终只停留在计算上，所以中国自古把数学称为算学。中国的数学缺少推理和论证部分，而推理和论证正是精密科学所必不可少的。北京大学朱照宣教授说：“《自然哲学的数学原理》给出的运动定律和万有引力定律，不可能在中国固有的科学技术传统中得出。中国的历史文献中始终没有加速度这种概念，中国的传统数学，也还没有为产生加速度和万有引力概念提供必要的工具---圆锥曲线理论。伽利略从自由落体运动规律中归纳出加速度概念时，用到了抛物线的性质。牛顿从行星运动规律导出万有引力定律需要用椭圆的性质。在欧洲，圆锥曲线理论这一工具是现成的。早在古希腊，阿波罗尼在他的《圆锥曲线》专著中列出了400个命题。在中国，椭圆的“椭”字最早可能见于《测量全义》（1631）和爱新觉罗.玄烨（康熙，1662 -- 1722）主编的《数理精蕴》中《几何原本》的节译本，而‘抛物线’一词在李善兰（1811--1882）时期才有”。　　封建专制制的第二个恶果，封建的专制制不可能造成现代科技发展的外部需求条件，即没有也不可能形成市场经济。由于没有市场的需求，中国许多发明创造不能受到全社会的注意，相当多的发明只是为了满足皇权和宫廷的需要。如，和力学相关的发明被中香炉，水运仪象台、记里鼓车等先后失传；我国四大发明之一的火药，长期被用在焰火和爆竹上，而没有用在扩展市场所需要的武器上。另外还由于皇权的需要，把某些研究领域列为禁区，不许一般人涉猎。如天文学，在秦汉以后，历朝历代不许民间研究，天文著作被列为禁书，不许民间刻印和私藏，我国古代的许多天文著作也便失传了。所以英国学者李约瑟说：“无论谁想要解释中国社会未能发展出近代科学的原因，那他最好是从解释中国社会为何未能发展商业的以及后来的工业资本主义入手”。　　在专制制之下，有时，皇帝也主张“休养生息”、“民殷国富”的政策，注意发展生产。一些学者认为，生产发展了便会自然地进入资本主义、形成市场经济。顾准说得好：“我们有些奢谈什么也可以从内部自然生长出资本主义来，忘掉资本主义并不纯粹是一种经济现象，它也是一种法权体系。法权体系是一种上层建筑，并不是只有经济基础才决定上层建筑，上层建筑也能使什么样的经济结构生长出来或生长不出来。” 　　事实上，到了清朝末年，在中国也产生了一些大商人，但由于强大与狡猾的封建专制统治，这些商人只能作为皇权的附庸，而不能影响当局的政策，更不能动摇皇权的统治。这些商人也只能依靠贿赂的手段，从封建专制那里换得一点点可怜的经营权利。李约瑟说：“资本主义这种社会制度是中国人民从来不习惯的，不需要的，而且愈来愈不愿意接受的”。其实与其说人民不习惯，毋宁说是当权者或者说几千年封建专制的体制所不容纳。　　封建专制制的第三个恶果，在专制统治下，从理论认识上形成鄙视科学技术的传统。　　由于强大的封建专制统治，中国古代的知识分子分为两大类：一类是依附于统治者，走向上爬“学而优则仕”的路；另一类是远离统治者，走逍遥出世的隐士道路。这两种道路的知识分子，各自形成自己的理论系统。　　以孔孟为代表的儒家学说，是为走前一条路的理论基础。所谓“修身、齐家、治国、平天下”，“己欲达则先达人”，“忠、恕”，“仁、义”等一系列说教都是为这条道路服务的。　　儒家的经典著作《尚书》上，在评判商朝的皇帝纣时说他“作奇技淫巧，以悦妇人”。孔颖达注释说：“奇技谓奇异技能，淫巧谓过度工巧，二者大同。但技据人身、巧指器物为异耳”。这里“以悦妇人”泛指宫廷游乐。中国传统上视科学技术为“奇技淫巧”就是这里来的。实际上，在专制统治下，是有一批人想靠进献发明以图皇帝嘉许达到做官的目的。古代有许多发明，在没有市场经济的需求下，只能作为宫廷游乐之用。例如与力学有关的发明被中香炉、孔明灯、轮船、爆竹、火箭、焰火、风筝、竹蜻蜓、编钟等都是这样的。上述儒家著作的观点，认为靠这种发明以求晋升的路子是一条不足取的道路，不是仕途的正道。仕途的正道是读经应试。　　以老、庄为代表的道家学说是为隐士道路服务的。主张“清心寡欲”、“无为而治”。　　他们主张“无为”到什么程度呢，在《庄子.外篇.天地》中有一段：“子贡南游于楚，反于晋，过汉阴，见一丈人方将为圃畦，凿隧而入井，抱瓮而出灌，傦然用力甚多而见功寡。子贡曰：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多，夫子不欲乎？”为圃者仰而视之曰：“奈何？”曰：“凿木为机，后重前轻，挈水若抽，数如佚汤，其名为槔。”为圃者忿然作色而笑曰：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中则纯白不备。纯白不备则神生不定，神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也。”子贡瞒然惭，俯而不对。” 　　这段话深刻反映了道家对于技术革新的无为态度。为了保持“道”的“纯白”，连任何先进的工具都羞于使用。更不用说去勤奋地进行科学技术研究了。　　在老子的《道德经》中说：“五色令人盲，五音令人耳聋。五味令人口爽，驰聘田猎令人心发狂”，“民多利器，国家滋昏，人多技巧，奇物滋起”，是明确地反对物质方面的追求。　　在周朝的著作《易经》中有一句话：“备物致用，立成器以为天下利，莫大乎圣人”。孔颖达注解说：“备天下之物招致天下之用，建立成就天下之器，以为天下之利，惟圣人能然”。中国从古就有很强的“学以致用”的传统，大概就是从这里开始的。在这种认识指导下，人类活动的唯一的目的是为了“应用”，认识与发现自然规律的活动是没有任何地位的。也就是说，你要作一件什么事，他就要问“有什么用”。如果你回答不出有什么用，就被认为是“无的放矢”，这被认为是反科学研究的最有力的武器。何况这里的“应用”经常被解释为爵位的晋升、财源的开发等等。　　总之，在封建专制统治之下的中国古代知识分子，不论是在朝的还是在野的都不屑于科学技术。鄙薄科学技术是他们的共同的认识。即使是重视科学技术的人，也不过是重视器物的应用，而认知科学是没有地位的。这就是封建专制制之下轻视科学技术的认识上的根源。　　封建专制制的第四个恶果，在封建专制统治之下，形成了一套完整的教育体系，这就是科举制度。中国的科举制度始于隋朝，完善于唐。　　科举制度把读书研究学问同当官紧紧地绑在一起。它与其说是一种教育，倒不如说一种微量训练皇帝统治下民的奴才而服务的。科举制度要求人们从小读四书五经，钻研当官术、学习写作对皇帝歌功颂德的文章。到了封建专制制被空前强化的明代，这种文章发展定性为八股文。八股文造成中国颂古非今，褒上贬下、空洞无物的文风，后来就再也没有实施过考试涉及科学技术的内容。这些都严重影响科学技术的传播与发展。　　在明末，意大利人利玛窦与徐光启合译了西方数学名著《几何原本》。徐光启深感这种知识在中国普及的必要，他在序言中说：“此书为用极广，在此时尤所急需”，它“能令学理者怯其浮气，练其精心；学事者资其定法，发其巧思，故举世无一人不当学。”，他预言说：“窃意百年之后，必人人习之”。可他的这些话二百多年，在专制制度下的科举制度系统中，没能实现，一直到清末李善兰在同文馆成立了算学馆，才规定《几何原本》为必读书。至于将几何学、包含牛顿力学的物理学作为普及教育的内容，那是推翻清朝以后的事。　　所以近代中国的许多改革的思想家都提出革除科举改革教育的主张。严复评判科举考试制度“八股取士，使天下消磨岁月于无用之地，堕坏志节于冥昧之中，长人虚骄，昏人神智，上不足以辅国家，下不足以资事畜，破坏人才，国随贫弱。”梁启超则指斥“八股和一切学问不相容，而科学为尤甚。”并呼吁“变法之本在育人才，人才之兴在开学校，学校之力在变科举。” 　　封建专制制的第五个恶果，在中国封建专制制之下，皇帝因为拥有无上的权威而妄自尊大。哪怕是一个笨蛋，一旦登上金銮殿坐到皇帝宝座上，便变成了什么都懂、什么都行的全才。他的话便是“金口玉言”，人们就得俯首帖耳。这就培养皇帝以一种愚昧的优越感自居，把自己称为天子，把自己统治的国家称为天朝上邦，把别的国家一概贬斥为蛮夷。这一点，在明末利玛窦一来到中国便有明显的感觉。他评论说：“因为不知道地球的大小而又夜郎自大，所以中国人认为所有各国中只有中国值得称羡。就国家的伟大、政治制度和学术的名气而论，他们不仅把别的民族都看成是野蛮人，而且看成是没有理性的动物。在他们看来，世界上没有其他地方的国王、朝代或者文明是值得夸耀的；这种无知使他们越骄傲，一旦真相大白，他们就越自卑。” 后来的历史发展证明了利玛窦的评论是很得当的。　　中国原来没有力学，但是如果虚心向外国学习，还是能够很快学会的。然而，这种夜郎自大、闭关锁国的狂妄和对于外来的学术一概排斥的态度，导致了数百年来我国的力学一直落后。迄今为止这种影响也很难说已经得到了廓清，“文化大革命”中不是要评判热力学、相对论吗？不是在评判“崇洋媚外”的旗号下煽起了盲目排外情绪吗？　　在上面，我们说中国古代没有力学。力学是自然科学中最早精确化的学科，现代自然科学可以说主要就是力学。由此从一定的意义上也可以说，中国古代没有精确的自然科学。所以英国哲学家A.N.怀特海说：“从文明的历史和影响的广泛来看，中国的文明是世界上自古以来最伟大的文明。中国人就个人情况来说，从事研究的禀赋是无可置疑的，然而中国的科学毕竟是微不足道的。如果中国如此任其自生自灭的话，我们没有任何理由认为它能在科学上取得任何成就。” 　　通过以上的讨论，我们可以作结论：中国古代没有真正意义上的力学，从而没有精密科学，这是和中国的封建专制统治紧密相连的。就是说，愚昧是和封建专制相连的。所以在辛亥革命之后，以陈独秀为首的革命知识分子，喊出了“民主与科学”的口号。科学和民主是共生的，没有民主就不可能有现代科学。现在我们重温这些历史事实，还是有现实意义的：　　第一、认识我国古代的落后，可以激励我们奋进。　　第二，客观地分析我国古代力学落后的原因，在阻碍现代力学前进的诸多因素中仍然可看到这些原因的影子，它也阻碍整个科学和技术的进步，从中可以启示我们所需要的改革方向。　　所以，中国的近代力学史实际上是由西方人传入和中国人引进西方现代力学的历史。　　注，本文摘自武际可编著《近代力学在中国的传播与发展》一书前言部分。 http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=20147601 　　武际可老师小传：山西霍县人，1934年生，1958年毕业于北京大学数学力学系，为北京大学力学与工程科学系(现为北京大学工学院力学与空天技术系) 的退休教授、博士生导师。与他人合著有《旋转壳的应力分析》、《弹性力学引论》、《弹性系统的稳定性》等学术专著，还发表有关固体力学、计算力学与应用数学论文百余篇。曾任中国力学学会副理事长、计算力学专业委员会副主任、计算力学专业委员会副主任、《力学与实践》主编。武老师不但治学严谨，成果卓著，对教育与各种社会问题也非常关注，往往有独到的见解。; 个人分类: 科普|3203 次阅读|0 个评论

[转载]武际可教授为《与青年朋友谈科研与学习方略》所作的序: 热度 8 sqdai 2011-10-1 09:10; 【按】博主的博文精选《与青年朋友谈科研与学习方略》已经由上海大学出版社出版，节后将在全国正式发行。承学长武际可教授厚爱，在百忙中为此书写序，现将这篇序言发布于此，以飨读者。网络上博客的兴起到普及至今才不过十来年，一开始大部分是年轻人参与，因为年轻人总是对新鲜事物比较敏感，接受得迅速。像我这样年过古稀的老者，因为一直在教学，和学生经常接触，也受他们的感染，不时上网以窥探一点有趣的事情。几年下来，发现网络总归还是年轻人的世界，老人实在是稀缺得很。不过后来终于发现了几位老知音，其中戴世强教授就是最受我瞩目的一位。戴世强教授和我是力学同行，又是相处多年的老朋友，现在又加了一层对博客的共同爱好。俗话说，三句不离本行。戴世强教授的博客也正好在他几十年所从事的教学与研究方面发表博文，他说的话有许多也是我想说的，他经常比我想说的更透彻。惺惺惜惺惺，所以他的博文经常成为我一开机就首先阅读的对象。戴世强教授博客的特点是针对年轻科技工作者，以切身的经验、以大师们的教导、以历史典故、以研究和学习的普遍规律，与他们谈话，娓娓道来，解决他们所遇到的实际问题和困惑。说到戴世强教授学习、研究和教学的经验，他从中学起就是班上拔尖学生，后来在流体力学和交通流方面又做出了很好的研究，在数十年的教学和指导研究生学习中对年轻人所遇到的普遍和特殊的问题，都有切身的体会和了解。在研究生时期，他是力学界的著名学者郭永怀的高足。工作中，在上海大学，又在著名学者钱伟长直接领导下工作数十年，并且担任过钱伟长创建的上海市应用数学和力学研究所的副所长。在与这些大师相处的过程中，深得他们做人做学问的要言妙道。戴世强教授平时又是喜爱广泛阅读的人。所有这些经历和体验，能够使他谈到这些问题时，生动而又具体，读来饶有兴趣，很受青年学生和教师的欢迎。他在科学网开博不到一年，点击数就超过 80 万。这实在是一个奇迹。现在戴世强教授把他的博客文章，精选一册定名为《与青年朋友谈科研与学习方略》。我有幸能够对书稿先睹为快。有许多篇文章尽管以前在网络上看过了，再一次读它，特别是，在按照本书的主题，经过精心安排和润色后再读，有一种新的感受：这确是一本好书。首先，这书好在不是泛泛而谈，而是切身体验的总结。例如在学习中如何合理安排时间这样的问题，许多人可能并没有留心。而戴世强教授，从他从事教育和研究的开始就很注意，把脑子最好使的时段，即每天晚上，安排去思考比较困难的问题，而把早上刚起床的一段时间安排去记英文单词。这当然是根据他自己的情况而安排的，这种对时间安排的精细考虑，就值得我们每一个人借鉴。再如，在如何学好外语上，戴世强教授不仅自己外语学得好，而且有在小学和大学都教授过英语的经验，他用当年郭永怀夫人李佩先生如何教他们的经验、用钱伟长钱穆等大师如何学习外语的经验，生动地讲解如何学好外语。告诉人们不要学哑巴外语、不要投机取巧、不要死记硬背、不要“ spoon feeding ”，要随时随地抓住机会学习，要敢于与外国人交谈，不要怕说错，等等。第二，这书好在它的系统性。它把我们在学习和研究中最常见的问题作系统介绍。例如开始从事研究的青年人，从第一篇论文开始就会遇到不少困难。作者从如何选题、如何解决关键问题、如何撰写论文乃至如何投稿和回答审稿人的错误判断，都做了具体而生动的讲解。进而，作者又对如何与导师相处、如何申请基金、如何逐步扩大研究的领域乃至如何转换研究方向，都做了仔细的探讨。第三，这书还好在，抓住了青年人开始进入社会的两个最主要的方面进行讲解，即学习和研究。其实人类社会的进步，就是依靠的这两点，继承和创新。继承就是要学习，而创新就是要研究。所以它的意义远不仅仅是针对教育和科研行业的青年学子，它对于任何一个行业的青年同样有参考作用。因为处理好继承和创新的关系，实在是每一个年轻人所面对的最重要的问题。作者在这两个中心主题之外还增加了若干其他篇章，这些篇章有的言及科技道德、有的言及名人传记、还有若干图书序跋。这些篇章也都是关于学习和研究的，如果把本书的主题看做红花，它们则可以看做烘托本书的主题的绿叶，使主题更加突出和丰富多彩。所以我认为这本书，对于广大青年学生，对于开始进入社会的青年人，对于大中学校的教师，都是一本很好的参考书。因为这些切身体验是在课堂上学不到的。对于一些具体问题，戴世强教授有他独到的看法，有的人看了之后可能会产生不同的见解，这也是本书的可贵之处。因为它能够引导我们更为深入地对问题思考和探讨，在有些篇章之后，戴世强教授坦诚地援引了当初博客上网友的评论和不同的见解，作为对他的文章的补充，这似乎提示我们参与对这一重要论题的讨论。我想读过本书的读者，经过认真的独立思考，对于书中论及的问题一定都会得出自己的心得和独到的见解。北京大学退休教授武际可; 个人分类: 科海随笔|4534 次阅读|10 个评论

武际可、刘寄星译朗道《弹性理论》已经出版啦: 热度 5 ultrachao 2011-6-23 17:59; 朗道《理论物理学教程》第7卷《弹性理论》于2011年6月出版，由武际可、刘寄星两位先生翻译，由刘寄星统稿。这本《弹性理论》“主要是写给物理学家的”，因此这本书除包括了弹性力学教科书的一些内容外，还包括了诸如固体的热传导和黏性、晶体中的位错、液晶力学等在一般弹性理论著作中不常见的内容.书后有译后记，点击全文阅读译后记弹性理论封面; 7572 次阅读|6 个评论

力学科普-2：《拉家常说力学》一书的序言: sqdai 2010-12-30 08:45; 【按】在中国力学学会的策划和支持下，以北京大学武际可教授为首的中国力学学会大众力学丛书编委会，经过一年努力，推出了这套丛书的第一辑，在社会上引起了积极反响，深受年青学子和学术界朋友的欢迎。现录入我为武际可教授写的《拉家常说力学》一书的序言，此序言经武际可教授的博客转载，已流传甚广。这套丛书已艰难地迈出了第一步，希望得到所有关注力学科普的朋友们的进一步支持。中国力学学会大众力学丛书《拉家常说力学》序言收到武际可教授的书稿，爱不释手，化了四个小时一口气读完后，对我的这位学长不禁产生了由衷的敬意。武际可教授是我的力学同行，彼此认识已久，但由于研究方向不同，原本各忙各的，交往不多；新世纪里，他从北大退休后，由于我们对力学史和方法论以及力学科普有共同的兴趣，相互关系密切起来了，我对他的绝佳的人品学问的认识也逐步加深。有两件事给我留下深刻印象。一件事是在他的书房中的一次晤谈。实际上我那次造访主要为了参观他的书房。我发现，这间不大的书房的三分之一为他演习书法的文房四宝和字帖所占据，另外的三分之二则是堆得层层叠叠的书籍，令人意外的是没有一本力学、数学、物理学书籍，他说，那些书都放在学校的办公室里。眼前的全是文史哲类的典籍，四书五经、春秋史记、唐诗宋词，无所不有，我随便报了两个书名，他往书柜的第二层一摸，就取了出来，可见这些书不是摆设，而是不时在研读的。由此使我对他的广闻博览肃然起敬。另一件事是就文学知识的一次求教。我在写《钱伟长的治学理念和学术思想》一文时，看到《杨振宁文集》里有云山苍苍，江水泱泱，先生之风，山高水长这段话，觉得用来形容钱先生很贴切，但苦于不知其出处，于是打长途电话向他求教，他很快就告诉我：它摘自范仲淹所写的《严先生祠堂记》，严先生就是东汉初著名隐士严光（子陵）。由此可见他的古典文学根底之扎实。武际可教授不仅是一位资深的力学专家，而且是一位在力学科普园地辛勤耕耘的园丁。他建议在《力学与实践》上创办的身边力学的趣话专栏在国内力学界享有盛誉，他的力学科普名篇《捞面条的学问》等脍炙人口，这在本书的卷后语里已有描述。力学科普工作不容易做，一来由于力学内容博大精深，要通俗化相当困难；二来由于力学无所不在，要描述它的方方面面的应用需要有渊博的知识。因为武教授多年来孜孜不倦地钻研各类学问，博闻强记，笔耕不缀，成了国内为数不多的力学科普专家。他认为：科普是要把科学中最普遍的规律中的美阐发出来，以通俗的语言使尽可能多的读者领悟。科普不是猎奇。它的真谛不仅是介绍，更主要的是挖掘和阐发、是研究、是创新。因此只有作者对科学深深热爱了，并且体味和挖掘出科学规律中的美来，才能写出以科学美来感染人的文章。科普的对象不仅是青少年、门外汉，而且可以是中老年和专家。正因为有这样的认识，他对力学科普工作才有这样持久的热情。我们在平时讨论中谈到，与其它学科相比，力学学科的科普工作相对地落后，需要急起直追，所以，他和我共同发起组织出版这套大众力学丛书，而且他身体力行，抽时间将他近年来陆续写成的 32 篇文章结集出版，为我们这套丛书打响了第一炮。细看这本书，有如下特点： 1 ）内容丰富多彩。在作者的视野里，一些平凡琐事、常见物事，都演绎成了精彩的力学故事。例如，捞面条、倒啤酒、抽陀螺、荡秋千、掷飞盘、甩鞭子、吹皂泡、敲铜锣，都蕴涵着深奥的力学道理；马尾、豆腐、土豆、洗衣机、窑洞、钟表、血压计、被中香炉、高尔夫球、飞去来器、噗噗噔儿、笛子等等，都成了他阐释力学原理的道具。难能可贵的是：他没有停留在一些浮光掠影的就事论事，而是加以广泛引申，涉及更有意义的力学应用范畴。例如，从捞面条说到铀同位素分离；从倒啤酒冒泡说到螺旋桨空泡；从洗衣机翻衣兜说到屋顶倒塌；如此等等。读了这些文章，你会领悟到力学真的无所不在。 2 ）叙述深入浅出。作者娓娓道来的平凡故事，都被用于阐释深奥的力学原理。从捞面条谈到二次流，从马尾拴豆腐谈到材料强度理论，从血压计谈到伯努利定理，从《格利佛游记》中的失误谈到结构力学，。由于用的是最通俗的讲法，读者一点也不会觉得力学原理的艰深，不知不觉中懂得了力学学生费老大劲儿才能弄明白的道理。 3 ）文笔清新隽永。作者灵活自如地运用了他的丰富学识，尤其是文史哲方面的知识，引人入胜地描绘了一些场景和原理，唐诗宋词、历史掌故、民间传说，信手拈来，传神贴切，美不胜收，读起来真是一种高雅的艺术享受。上面仅仅是我粗读本书后的一些感受，想必读者读了此书后会有更多的感受。因此，我向各界各个年龄层次的人士推荐此书。青少年朋友（特别是大学生朋友）读了此书，一定能了解力学的魅力、科学的魅力，更自觉地向科学进军；中年朋友读了此书，在长见识的同时，兴许还能舒解工作中的压力；对老年朋友来说，可以拿此书作为休闲时的读物，读到精妙之处可以发出会心的一笑，说不定你会受感染，投身于科普大军，积极发挥余热。定稿于上海市应用数学和力学研究所 2008-4-24 刊载于《力学与实践》 2008 年第 30 卷 3 期 122 页 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A53054.html 【链接 1 】武际可：《拉家常说力学》作者的话说来别见笑。如果从 1958 年我从北京大学数学力学系毕业算起，混迹力学界已经 50 年了。 50 年来虽然写过和指导学生写过不少论文，但直到接近耳顺之年，才真正认识到，写文章是给人看的。 1987 年，我受命于中国力学学会，出任综合性力学学术刊物《力学与实践》的主编。为了改进刊物，我曾经同我所从教的北京大学力学系的部分学生座谈，问他们看不看这本杂志。他们说看不懂。这件事对我触动很大。《力学与实践》是我国力学界一本发行量最大的杂志，其中的大多数文章，却连本行业的大学生和研究生都看不懂，这说明杂志的文风存在问题。进而一想，现在学术界的确有一种把浅显的东西说得深奥难懂的趋向。似乎写得愈是难懂作者的学问愈是高深。对这种情况，我回忆起在 20 世纪 30 年代学界有一则歌谣说：深入浅出是通俗，浅入浅出是庸俗，深入深出还犹可，浅入深出最可恶。联想到我自己过去发表的有些论文，虽不一定够上最可恶但也面目可憎，不禁汗颜。我想，杂志应当办得深入浅出、为人们爱看，必须从自己做起。为此，我便约了好友王振东教授共同写一些大学生容易看懂而且有趣的文章陆续在《力学与实践》上发表，搞了一个专栏名叫《身边力学的趣话》。几年下来，居然达到 20 多篇，由南开大学出版社结集为《力学诗趣》。这些文章影响所及，《力学与实践》后来收到不少作者同样的风格的来稿，大大丰富了杂志的内容。有一回，我应邀到太原理工大学给学生做报告，到会的学生比我预计的要多出许多。在报告开始前、学生们嘈杂的谈话声中，我听到有两位说这就是捞面条的那个老师。捞面条指的是我的《捞面条的学问》一文。后来还不断收到读者来信同我讨论我们文章中的问题。这些使我意识到我们的努力收到了一点效果。之后，同行和好友给我许多鼓励。 1997 年我去香港访问，香港科技大学的余同希教授说：多写点这种文章，这比你写论文对社会的贡献还要大。 2000 年，在大连遇到力学界的老前辈、力学学会前理事长钱令希先生，并向他索要墨宝。他当天就送我一幅条幅，以一手漂亮的行书写的是张继的《枫桥夜泊》诗，并在落款中附记云：唐诗寒山寺《枫桥夜泊》素为脍炙人口之绝唱，力学家武际可著有《力学诗趣》，书中曾就夜半钟声句中概括之声音夜间传播之现象，以科学之美增益诗情画意之美。谨志。这段话指的就是我的《夜半钟声到客船》一文。通过这一段写作实践，对什么是科普才算是有了一点真切感受。有人把高技术，像纳米技术、基因工程介绍给大众；有的把新产品，像可视电话、高清晰度电视介绍给大众；还有的则是把科学技术中的新思想，像宇宙大爆炸、反物质等介绍给大众；更有的则是把奇怪事物收集起来，像尼斯湖的怪兽、百慕大三角洲、 UFO 、神农架野人等等。总之，见仁见智，不一而足。而我的体会是，科普是要把科学中最普遍的规律中的美阐发出来，以通俗的语言使尽可能多的读者领悟。科普不是猎奇。它的真谛不仅是介绍，更主要的是挖掘和阐发、是研究、是创新。因此只有作者对科学深深热爱了，并且体味和挖掘出科学规律中的美来，才能写出以科学美来感染人的文章。科普的对象不仅是青少年、门外汉，而且可以是中老年和专家。钱令希教授对我的题词就是对我们在这方面努力的一种肯定、鼓励和概括。在这本小册子里收集的 32 篇文章，就是这些年来我写的科普文章的一部分。其中排在最后的三篇，与力学关系不太大，但涉及技术发展和科学精神方面，也一并附在后面。我眼下已经退休，将沿着这条路走下去，科普写作将变为我的主要追求和爱好。希望能够为科普做出更多贡献。【链接 2 】《拉家常说力学》的目录力学科普丛书序言戴世强教授序 1. 捞面条的学问 2. 倒啤酒的学问 3. 从土豆的内伤谈起 4. 马尾为什么提不起豆腐来 5. 洗衣机为什么老翻衣服兜 6. 从肥皂泡说起 7. 从窑洞的冬暖夏凉谈起 8. 漫话高压锅 9. 谈火的进步 10. 钟表和力学的发展 11. 灰尘为什么会扬起来 12. 人类是怎样学会量血压的 13. 被中香炉与万向支架 14. 坐在大汽车的后排为什么比坐在前排要颠 15. 从噗噗噔儿谈到非线性 16. 甩鞭子为什么会响 17. 从抽陀螺到惯性导航 18. 从打秋千说开去 19. 从麻脸的高尔夫球谈起 20. 飞盘是怎样飞行的 21. 飞去来器为什么会飞回来 22. 《格列佛游记》的错误 23. 跳蚤应当与人跳同样的高度 24. 夜半钟声到客船谈声音和波的传播 25. 千锤打锣一锤定音 26. 怎样制作笛子 27. 公路交通事故 28. 说热机效率话冷却塔 29. 马路，是越宽越好吗 30. 西方的放血疗法是怎么回事 31. 从腐草化萤说起 32. 谈镜子作者的话 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=33065; 个人分类: 科海随笔|6630 次阅读|1 个评论

对《说热机效率，话冷却塔》的补充说明: liwei999 2010-11-18 02:22; 对《说热机效率，话冷却塔》的补充说明 (4222 bytes) Posted by: mirror Date: November 17, 2010 04:25AM 武老师换照片了，十分阳光。镜某到这个年龄是否还能有这样的照片呢？很没有自信。本篇是对武老师《说热机效率，话冷却塔》的回应（）。本想应上海火灾，写一下楼房绝热的话题。但是写到一半就没有情绪。感觉对武老师文章的题目也许更好些一些。也许是对红戳本能的反逆吧。比较不客气地说，武老师的这篇文章是题目好、骨架好而细节不好。题目中的一冷一热，显得般配。此乃题目好。骨架好是说从工业革命时代的蒸汽机到今天这么多年，热机效率和冷却塔依然是个前沿的话题。细节问题也是国人大学、尤其是北大的老毛病了没有了工学，失去了实学的传统。当然这个问题正在努力地解决当中，比如成立了工学院。但是失去的传统再回复，恐怕要花十几年、几十年的努力。闲话休提，冷却塔在瓦特的蒸汽机上叫做冷凝器。正如武老师所说的那样，这个部件才是是瓦特的发明。这个发明的重大意义远远超过了蒸汽活塞的结构。因为有这个冷凝器，使得热机形成了闭合系统。这一个发明是个质的飞跃。为了强调这个循环，冷凝器也叫做复水器从蒸汽又还原到了水。从热蒸汽到冷却后变成水，这个过程热能变成了机械能。瓦特们的工作是通过实践来改进热原动机。相比之下，这方面法国要落后的多。落后有落后的活法，这就是卡诺的思路。究竟效率的极限在哪里？在机械上具体改良上的不足，反倒促成了抽象思考的发达。将热能转变成机械能的机器叫热机。这一点武老师说得不错。但是反过来，把机械能转变成热能的机器应该叫做热泵。以前做过文章谈过此事。热机的做功效率不能超过100％，因为其效率是两个热源的绝对温度定的。反过来看这个事情则是机械能从两个热源间传送热能的效率可以超过100％。这个事情本来没有必要大声宣扬，属于自明的事情。但是要做到超过100％的传送热能效率，就需要有可靠的机械。这是穷人办不到的地方。更可悲的是想不到。榨取的概念在穷人那里不发达，因为他们是被榨取的阶级。而热泵的高效率就是来自对低温热源的榨取。武老师的蒸汽的温度不能超过560度一段里面有个小小的飞跃。少了一个压力与温度的环节。这个环节在文中始终没有露过面。也许在武老师那里是自明的，但是对于多数人的理解而言，这个飞跃是致命的。由于蒸汽温度决定了压力，所以锅炉的使用温度上限就在560度了。如果有好材料可以经得住更高的压力，蒸汽温度还可以上升。用蒸汽的热机燃烧在外，因此也叫外燃机。相比之下，汽车发动机、飞机发动机属于内燃机，燃气温度可以比560度更高，如同武老师文章里说的那样，1200度以上。这也是蒸汽机车被淘汰的理由。新一代人大约不知道为什么叫做火车了，只知道救火车。武老师的这句话有些脱离现场了：普通可行的提高热机效率的办法是降低热机出口的温度。这就是要对出口介质进行冷却。的确从公式上看是这个道理，但是这个事情不是那么好操作，因为环境的温度是改变不的。从文脉上看，也许武老师的思维中是在主张冷却热介质（蒸汽）的温度。但是既然援引的公式是说热源的温度，这个降低热机出口的温度的说法只能理解为大气或者环境的水温。当然，这样的讨论对大众来说是云里雾里的事情了。实际上降低热机出口的温度的思考是通过降低冷凝器中的压力实现的。这里又一次出现了压力比例于温度的定理。也就是说通过降压，比大气压略低的小环境，实现了看上去比环境温度还要低的一个状态。冷却塔可以理解成为另一个类型的锅炉。因为从热交换的观点上看，两个的作用是一致的不同的是一个是高能量密度型，一个则是低能量密度型，其中的差就是某些人们喜欢议论的熵。玩儿太阳能的人如果也能多有这样的思考，就会多些理智型的行动了。武老师的思路是往结构力学上靠，因为这方面是车轻熟路。但是冷却塔作为热交换的部件，作为瓦特发明的正宗传人，其机能必须要解释清楚。冷却塔不能被泛泛地解释为提供发电设备的冷却水用的。而是作为一个热机的组成部分，将蒸汽还原成水的一个部分。水冷却塔的设计是充分利用了水的蒸发热，水的这个特质也是作为水的行星地球的福分，不是武老师文中所说的水被空气冷却空气被加热的过程。被冷却的工作介质重新回到锅炉，冷却塔外边的水则如同武老师文中所说的那样循环。冷却塔内的说法实际上很容易引起误解：有冷却塔壳内与冷却塔管内两个。如同人的消化体系：是个体内的体外概念。武老师在行文中也是没有有意识地区分这两种状态。如果没有被武老师的行文所惑，那就是没有能读懂武老师的文章。读了不理解就说明是与一般大众有些不同了。能理解镜某人的这番刻薄的说法，那您就不是一般的人了。至于镜某是高人还是民科，那就要由看官您来定了。写完了这篇后，看到了很多赞扬。不是要特意地驳武老师的面子、扫大家的兴，镜某以为看不出来武老师文章的弱点乃是国人最悲哀的事情。当然这样事态不是要由武老师或者是众看官来负责。镜某只不过是想为王老师的那个激进的说法提供一个实例。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,71785; 个人分类: 镜子大全|4058 次阅读|3 个评论

应武老师的“擀面条”的话题: liwei999 2010-11-3 03:12; 应武老师的擀面条的话题 (3163 bytes) Posted by: mirror Date: November 02, 2010 08:23AM 武老师的《从擀面条谈起》（）读了之后，总有些想补充一些什么的欲望。搞力学的武老师说擀面，很有些玩票的意思。也许正因为是玩票的心态，才能有这样的文章。如果是轧钢专业的人就认为这类东西没有必要写了。武老师文章的结构很不错，让人读起来很畅快，比镜某的行文节奏要强多了。但是武老师的文章给镜某的感觉就是缺少实战，甚至怀疑武老师是否擀过面条、会擀面条。另外一个问题就是武老师从擀字一下就飞跃到用轧字，过分地强调了擀、轧过程中压力的作用，结果使文章的最终结果显得很平凡。先说和面的问题。武老师的说法是硬软适度，是个读书人的说法。从实战的角度看，和面时觉得合适了就已经过软了。感觉还很硬，揉不到一起的时候大约是正好。因为醒过之后的面要变软。面条当然是要筋道的好吃。筋道的一个因素就是面粉的选择。面筋含量高的小麦就筋道。当然还可以有化学的促筋道的方法。比如说用盐，还有的地方用碱。也有增加筋道的机械方法揉。揉面是从组织结构上改善筋道口感的。最后是下面的火候和起锅后的热处理过水。这些事情的确如同武老师所说的轧钢那样。百炼成钢的说法显然说明过去的文人不知道如何炼钢，从学问上看，应该说百锻成钢。今天的词典对钢的解释都是用含碳量来说事儿，很是不好。因为古人并不知道含碳量的说法，他们说钢的时候是说这东西的强健、坚韧。这些性质在今天看来是碳的含量以及热处理带来的组织结构的变化。德国人的刀具、日本人的刀具好用，就在于他们的热处理技术好，做工也漂亮。这是说揉面。这个活儿女人一般作不好，因为力气不足。当然如果考虑到可以用脚的话，事情就会好得多。洗干净的角要比手干净得多。避免水少不好和面可以有两个办法：一个是用冰块水，一个是分而治之，不要一次把水或者面都投入。边和面边醒面，就可以得到比较硬的面。当然，这是说面条。烙饼的话，面要软。因为烙饼是用火或者高温直接作用，外边焦，里面软才好吃。擀面的初始是用压力将面团擀开了。但是卷在擀面杖上之后的擀面就不是靠压力了。因此擀面条也不会是来回擀，一定是拿住擀面杖，让面与案板摩擦，通过摩擦来抻长（延展）卷在擀面杖上的面皮。这样做下来后，由于面皮变薄、变长，使得面皮在擀面杖上松弛，因此要重新张开，打干粉、换方位、重新卷紧。不论是从学问还是从实践上论，擀面条的精髓在于摩擦。压力则是为了保持摩擦力的一个边界条件。擀面杖与案板的结构在武老师的文章里被引申成为一对圆柱形的辊子，被称为轧辊。什么叫做轧？这个字有意思，一个发音是ya。著名的轧马路的说法就是来自这个发音。用圆辊子压碾、排挤等等是这个ya音。第二个音就是zha，原意是车轴摩擦、碰撞时发出的声音。比较日常的是门轴摩擦时发出的声音。总之，轧是摩擦。这个说法也有现场来证明：两个辊子作切面时，面是被卷进去，被压出来的。这个过程意味着有个轧辊的切向的力。而所谓的压力则是在轧辊的法线方向。武老师的轧辊的图很不专业，这里补一个新的。这个切线方向的力在日常中并不陌生，不过是人们不大注意罢了。为什么说并不陌生呢？因为谁都知道跑车要费轮胎。但是是如何费的呢？能讲清楚的人就不多了。说白了，是因为轮胎比地面多跑了路（微观地打滑了），才给与车体朝前跑的力量。车的速度与车轮的线速度一样的话，就不会再有力量前进了。人们跑百米会有这个感觉：脚蹬地面也不觉得从大地可以获得力量了。这些感觉人们都体验过。但是能否科学地去理解就很难说了。话又说回来了，大众知道这些又有什么用呢？不过是多些小资式的谈资罢了。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,70906,70906#msg-70906; 个人分类: 镜子大全|3028 次阅读|3 个评论

mirror - 水患，需要分清事实和解释: liwei999 2010-7-30 17:19; 水患，需要分清事实和解释。 (1358 bytes) Posted by: mirror Date: July 29, 2010 01:28PM 武的老师的《从流体力学看三门峡和三峡大坝》（）是一文激起千重浪了。从流体力学看说白了就是没有落差就没有流量（速）。三门峡的大坝被淤了，水就流不畅了，就导致关中平原的水灾。这里面只有最后一个是事实，前边的都是解释。用同样的思路，武老师用来解释三峡大坝后重庆的水患，引来了很多条跟帖和争议。如果说武的老师的文章有失误的话，从流体力学看是个破绽。对老百姓来说，有没有个比较简单的说法呢？显然，百姓关心的是灾害而不是水位。水位虽然没有大的变化，但过去没有进过水的百姓家里进水了，这就是灾害了。当然这类灾害比起库区移民来说，是个小事儿了。灾害的问题基本上都有个时间差的问题。错开了就没有问题，错不开就要成灾。水先生用水位数字来说事儿是个大局，但解释不了局域的溢水成灾的现象。这个道理也简单，京城里立交桥下的水灾与旁边河流的水位基本上是没有关系。由此看来，从流体力学看不是个好视点。不能以为用了科学了、而且是北大教授用的就可信了。实际上水患的原因可以分成两个：重庆当地的降水和来自上游的水。两个原由混在一起说就说不清楚了。水库的视点是不论哪里来的水，水位不过历史最高就可以免责。而重庆的水灾要增加了的说法起因于重庆城区的降水和排水不畅。这个不畅通是因为建坝带来的水位上涨，影响了城区的排水引起的。这样来看事情，就显得和谐了。老百姓很多时候不需要那么多专业的说法。道理讲通了，中国的老百姓还是相当通情达理的呢。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,64886,64886#msg-64886; 个人分类: 镜子大全|3252 次阅读|2 个评论

《力学史杂谈》序言: zdwang 2009-11-24 07:24; 王振东一门学科的历史，无论对于了解这门学科的过去与现在，对于学科的教学、研究成果的正确评价，对于预测学科的发展、学科发展规划的制定，都非常重要。所以世界各国在各个学科的研究和教学中，都很重视该门学科历史的研究和教学。力学是自然科学中最早精确化的学科。现代自然科学是从力学开始的，直到19世纪末，精确的自然科学主要就是力学。爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》中指出：“ 在力学中假如知道一个运动物体现在的运动状态和作用在它上面的力，那么它的未来的路径是可以预言的，而且它的过去也是可以揭示的。例如所有行星的未来路径都是可以预知的，作用在它们之上的是只跟距离有关的牛顿万有引力。经典力学的伟大成果暗示着机械观可以无例外地应用于物理学的任何分支部门，所有的现象都可以用引力或斥力来解释，而这些力只与距离有关，并且作用于不变的粒子之间。 ” 20 世纪在力学理论的指导和支持下，取得的工程技术成就不胜枚举，如原子弹、氢弹、火箭和人造卫星、航天飞机、兵工武器、巨型轮船、深潜的潜艇、高速列车、海洋平台、高层抗震建筑、高水平的斜拉桥和吊桥、大型机械与微型精密机械等，都体现了力学的成果和贡献。另一方面，由力学现象研究在20世纪发现的混沌、分叉、分形，己成为标志自然科学最新发展的非线性科学的核心部分。周培源先生说：“力学是关于物质宏观运动规律的科学。”“只要自然界存在着机械运动，以及机械运动和其他各级运动形式的相互联系，力学就永远有无止境的研究课题，就永远有无限光辉的前景。” 武际可教授，在半个世纪的力学教学与研究中，对力学史也有较深入的研究，他所著的《力学史》（重庆出版社2000年1月出版）、《近代力学在中国的传播与发展》（高等教育出版社2005年11月出版），是多年来在北京大学力学专业对大学生和研究生开设力学史课程讲义的基础上，逐渐补充发展而成的两本专著，已经在国内产生了广泛的影响，不少高等学校己将它们选作为“力学史”课程的教学用书。与此同时，武际可教授近廿年来还在《力学与实践》、《物理教学》等期刊，“凤凰卫视”的《世纪大讲堂》，有关的学术会议文集，以及在《科学网》、《天益网》等网络上陆续发表了三十多篇有关力学史研究方面的文章，现收集为《力学史杂谈》书出版。全书分为三部分：人物篇、事件篇和议论篇。人物篇和事件篇，涵盖了力学史上许多比较重要的人物和事件，每篇文章都有对历史事实认真的考据，和独到的见解。议论篇以史论今，对当前科学和力学发展的有关基本问题，认真提出了许多中肯的看法和建议。力学基础课是大学理科和众多工程学科的必修课程，所以这些学科的大学生和研究生，适当了解力学学科的发展历史是很必要的。本书作为《大众力学丛书》的一种，对于从事数学、力学、天文、物理、工程技术、科学史等专业的学生、教师以及广大希望了解力学及其发展历史的读者是一本十分难得的好书。 (武际可，力学史杂谈，高等教育出版社，2009年10月出版); 个人分类: 科海拾贝|5941 次阅读|4 个评论

通过科学欣赏体育通过体育理解科学: suqing1961 2008-7-30 13:57; 通过科学欣赏体育通过体育理解科学简评《奥运中的科技之光》苏青李娜本文将发表在2008年第15期《科技导报》赵致真著，高等教育出版社出版， 2008 年 6 月第 1 版，定价： 18.00 2004 年 8 月 28 日，中国选手刘翔在第 28 届奥运会上以 12 秒 91 的佳绩斩获男子 110 米栏决赛金牌！而在这之前的 108 年，美国人托马斯柯蒂斯在雅典举办的首届奥运会上，却是以 17.6 秒的成绩夺得的这个项目金牌。两人成绩相差近 5 秒，按刘翔的跨栏速度，托马斯差不多落后了约三四十米的距离。今天看来，这确实是一个令人不可思议的差距。和 100 多年前的金牌得主相比，今天的奥运冠军们未必在自然体能上比他们的先辈有了突飞猛进的提高，他们运动成绩的突破很大程度上得益于运动环境、运动条件和运动技术的改善。科技，在这里最大限度地调动和发挥了人体的运动潜能。而赵致真的《奥运中的科技之光》，就是这样一本用科技诠释百年奥运变迁的科普著作。阅读这本将现代科技和奥林匹克运动巧妙融合的科普新书，读者无疑可以通过科学更好地欣赏体育，通过体育更好地理解科学。更快，更高，更强，这既是奥运会精神的具体体现，也是竞技体育运动追求的目标。《奥运中的科技之光》通过讲述撑杆跳、跳高、跳远、游泳、百米跑、体操、乒乓球、足球一个个奥运项目发展变迁的小故事，向读者展示了科学基本原理和最新科技成果在奥运项目中的应用，以及体育竞技的巨大需求对科技发展的积极推动作用。以跳高为例，在从跨越式到滚式、俯卧式的跳高技术演进过程中，运动员由臀部过杆变为腹部过杆，重心越来越低，离杆越来越近，这意味着可以更经济地利用已获得的腾空高度，减少弹跳能量的损失。而背越式则更是一次新的跳高技术革命。运动员的身体起跳后形成反弓，头、肩、背、腰、臀、腿分期分批，化整为零依次滑过横杆，此时跳高者的身体一部分处在横杆之上，其他部分却垂在杆下，身体的总重心移出体外并始终低于横杆。显而易见，把一个人的重心提升到同样的高度，背越式无疑比其他姿势可以跳得更高。因此，人类超越一个个跳跃高度的成功，与其说是肌肉体能极限释放的胜利，不如说是大脑智慧闪光的回报。这些智慧的闪光点燃了奥运中灿烂的科技之光。和跳高成绩的提升是因为充分利用了重心科学原理来不断改进跳高技术不同，撑杆跳纪录的不断刷新则更多地得益于撑杆材料的科技改进。在首届奥运会上，美国运动员威廉霍亚特是凭着一根坚硬、沉重、粗笨、实心的胡桃木杆创造的 3.3 米撑杆跳世界纪录。之后，耶鲁大学的吉尔伯特第一次使用中空轻便、富有弹性的竹竿，在 1908 年的伦敦奥运会上越过 3.71 米高度夺冠。上个世纪 30 年代，上野、四国盛产的上好竹竿把日本的撑杆跳成绩带进了辉煌时代。竹竿时代的撑杆跳世界纪录最终节节上升到了 4.77 米。 1952 年，更轻巧、更柔韧、更富弹性的玻璃纤维撑杆第一次在赫尔辛基奥运会上亮相，从此，撑杆跳进入了一个梦幻般的新时代。自 1961 年美国运动员戴维斯首次创造玻璃纤维撑杆 4.83 米世界纪录，一直到 1994 年乌克兰运动员布勃卡一举越过至今无人超越的 6.14 米横杆，玻璃纤维撑杆势如破竹地不断创造新的世界纪录，写下了科技提升奥运成绩的一个又一个的神话。如今，更加轻便、坚韧而富弹性的碳素纤维和多种复合材料的撑杆已经问世。把布勃卡从撑杆跳沙皇的皇位上赶下台的时代，相信很快就会来临。这样的科技与奥运紧密结合的例证，在《奥运中的科技之光》中还有很多、很多。在中国力学学会副理事长、北京大学力学系武际可教授看来，这本书涉及体育科技的方方面，包括时间与距离的检测，球的旋转与球在空气中的阻力和轨迹问题，跳水运动员与身体旋转问题，跳高运动员的重心问题，运动的安全性与防护问题，游泳的阻力与游泳服的改进问题，自行车赛的空气阻力问题，撑杆跳的撑杆改进问题，运动场地和设施问题，等等。作为中国科技新闻学会副理事长、中国科教电影电视协会副理事长、中国作家协会会员，赵致真在叙述奥运项目中所运用到的科学原理和技术设施时，充分发挥了他的影视语言和新闻文字上的天才；他回避了那些绕口、难懂的专业术语，用优雅平白的语言娓娓道来，不但把科学道理讲得透彻，还让读者兴趣盎然，不忍掩卷。科技和奥运的结合使得人们对竞技体育有了更深的理解和认识。是的，科技不仅使奥运更加精彩，而且还让力量先于头脑的体育运动具备了理性的光辉和人文的情怀。从雅典到北京，奥运会经历了百年沧桑。今天，人们已经相信，没有科技，奥运会的竞技观赏性将大打折扣；离开了科技，奥林匹克运动将陷入原始和乏味。但是，人们也开始认识到，过于依赖科技或滥用科技，奥林匹克运动将可能误入歧途，甚至有可能背叛她的原旨。在北京奥运会召开前夕，我国游泳运动员欧阳鲲鹏因尿检呈阳性而被终身禁赛； 2007 年，美国女飞人琼斯也因被查出服用过兴奋剂而被勒令归还所得的奥运金牌。这些滥用科技的极端案例似乎在拷问人类，科技对于奥林匹克精神究竟还意味着什么？《奥运中的科技之光》作者在科技伴奥运同行一章中，也提出了同样的思考：意味深长的是，现代奥运会创办的初始动机，恰恰是为了摆脱工业社会技术的异化和人的主体地位的缺失，呼唤人的自然属性的回归。但百年奥运却走过了一条不断与科技结合，直到对科技高度依赖的道路。这究竟是逻辑的困境，还是历史的必然？也许正是基于同样的认识、思考和忧虑， 2008 年 8 月 8 日开幕的第 29 届北京奥运会，在提出科技奥运口号的同时，还提出了绿色奥运，人文奥运的呼吁和承诺。也许，只有在科技奥运，绿色奥运，人文奥运的旗帜下，我们才能更加准确、全面、历史地通过科学欣赏体育，通过体育理解科学。; 个人分类: 图书评论|4985 次阅读|0 个评论

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