
我是力学的门外汉,但挺喜欢读北大退休教授武际可的文章。之前读过他用力学知识解释“野渡无人舟自横”为什么成立,印象很深。2023年,他在科学网博客上发了一本电子书《结构——人类文明的脊梁》,说是自己十多年来相关文章的结集。最近山东科学技术出版社出了纸质版,叫《人类文明的脊梁——力学视角下的结构与工程》,应该就是从电子书来的。
说实话,我觉得电子书的标题更贴切。电子版收了27篇文章,纸质版选了20篇。对照目录看,纸质版有些内容是新的,有些是改写的,有些跟原来差不多,只是标题换了。
书的前面有两篇序。一篇是中国工程院院士周立伟写的,另一篇是清华力学系教授殷雅俊写的,足足9页,把全书内容讲得很透,我就不多说了。只聊聊自己读下来的一点感受和联想。
这本书虽然是科普文章合集,但覆盖面很广,简直像一本关于“结构”的小百科全书。读下来补了我好多知识盲区。比如第15页讲“梁”这个概念——扁担、轿杠、旗杆、桅杆、磨杠、撬杠都是梁;摩天楼、烟囱、电视塔、电线杆在地震时横向受力,也可以看作梁;汽车底盘、火车底盘、轮船船身、飞机机翼和机身,都是不同形式的梁。甚至动物的骨骼、脊柱,竹子树木的茎,在风里横着受力,也是梁。为什么“梁”值得研究?看完这一段就明白了。
我最感兴趣的,还是跟人有关的部分。书里提到我国两位力学家在薄壳理论研究上的贡献。一位是钱伟长,早年跟美国导师合作发表的《弹性板壳的内禀理论》,是领域里的重要文献。另一位是钱学森——我以前只知道他是空气动力学专家,不知道他跟导师冯·卡门一起,从非线性角度研究薄壳稳定性,提出了上下临界失稳的概念,解释了很多之前说不清的现象。
书里还提到一个挺有意思的事。第92页说,麦克斯韦在电磁理论和统计物理方面名气太大了,导致他的传记里,要么一笔带过、要么完全不提他在结构力学上的贡献。像武际可这样全面评价一位科学家的做法,其实很有必要,不然后人根本不知道科学史的全貌。
第95页讲到能量概念发展中的两位关键人物——莱布尼茨和托马斯·杨,都是全才型学者。从莱布尼茨的“活力”到爱因斯坦的质能方程,能量的概念不断突破,而这些突破往往来自跨学科的思维。
现在大家都在说跨学科研究,但很多人觉得跨学科就是几个不同背景的人凑到一起合作。其实同一个人如果掌握多学科的知识和方法,自己脑子里就能产生碰撞和交融。谷歌前CEO施密特和夫人成立的基金会,就有一个“施密特科学多面手计划”,既支持跨学科团队,也支持独立进行跨学科研究的个人。这个思路值得借鉴。
总之,我这门外汉读这本书,像喝了杯甘霖,畅快。
最后想给出版社提个小建议。第13页写明长陵祾恩殿“面阔九间(通阔66.56米)、进深五间(通深29.12米),象征着皇帝的‘九五之尊’”。这两个带小数点的数字看着有点别扭。其实按明朝的尺长标准,66.56米大约就是21丈,29.12米大约是9丈2尺,都是整数。同样,书里提到1965年在湖北江陵望山战国墓出土的一柄青铜剑,长55.7厘米、宽4.6厘米——按战国时的尺寸,就是长1尺9寸、宽2寸。
古人在设计重要器物时,关键参数肯定会取当时计量单位的整数值,不会带小数点。但现在博物馆里所有文物说明,都只用公制单位标尺寸,不附上当时尺寸的整数值,挺可惜的。希望这本书再版时,能把“21丈”“9丈2尺”“1尺9寸”“2寸”这些加进括号里。
而且,既然古人设计礼器这类重要物品的尺寸必然是整数,那今天对某个朝代的尺寸和公制尺寸的换算关系拿不准时,文物的实际尺寸反而能提供参考——哪种换算结果能让文物尺寸变成整数,哪种就更可能是对的。科学网博主尤明庆在这方面做过不少有意思的研究,巧的是,他也是搞力学的,写过《岩石的力学性质》。
