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劳动创造了人类 人类受惠于力学——731期seminar引发的遐想 精选

已有 5769 次阅读 2011-6-24 07:03 |个人分类:科海随笔|系统分类:观点评述| 力学原理, 钻木取火

来自德国鲁尔大学的肖衡教授主讲了昨天的上大力学所第731seminar,他是我所培养的第三批博士,师从于钱伟长院士。报告的题目是:“大变形弹塑性理论的核心问题和疑难”。

报告一开始,他用视频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,视频中出现的取火方案是最佳的。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。

 

写于2011624



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