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最近,读到几篇理性力学代表人物的回顾性论文,不免想翻译成中文,以供大家论评一番。这是系列性评论。作为理性力学的研究工作者,我力图也同时站在一个工程技术人员的角度来看待有关论题。但是,这种论评选择只不过是个人性的,我不希望卷入是是非非之中。因而,将大量的使用理性力学代表人物的回顾性论点。
我下载的原始文献是网上间接得到的。因而难于明确其出版发行单位。对此,向读者道歉。但我尽可能给出细节。
最近,理性力学的代表人物Walter Noll 发表了一篇关于热力学与变形力学的论文(Walter Noll. Thoughts on Thermomechanics. Journal of Elasticity, 2010, 33: 15-28)。这篇论文给出了一个很紧凑的理性框架。其要点是建立最一般性的连续介质理论(而不再分成固、液、气)。单独看此事件,没什么大惊小怪的。但是,如果把Walter Noll在1955年发表的一篇连续介质热力学德文论文论文(Die Heileitung der Grundgleichungen der Mechanik, Indiana Univ. Math. J., 1955, 4: 627-646)被译成英文(Derivation of the fundamental qwuations of continuum thermodynamics from statistical mechanics)来看,则会感到很不一般。
在2010年发表的论文中,WN认为:
Thermomechanics 还没有建立,尽管在50年前就开始探索。但是,热力学第一、第二定律并没有跟连续介质联系起来。热力学、弹性力学、流体动力学是几乎无关的。统计力学只不过是建立了质点力学与热力学间的一个重要连结而已。
表面上看,应力可以用变形能对变形张量求偏导给出,但是,这不是热力学第二定律的应用。也无法用能量守恒来论证其合理性。
如果把熵增量的非负性作为物理可实现性的条件,则本构方程就会受到限定。这样就对真实物性给出了物理现实性的限定。(而不是对过程的限定)。
(这一思想早期的表现为Coleman-Noll方法[(B. D. Coleman and W. Noll: The Thermodynamics of Elastic Materials with Heat Conduction and Viscosity, Archive for Rational Mechanics and Analysis 13, 167-178 (1964).]。)
WN接着谈到,在过去的35年里,他关于这一论题的有关论文。对于1972年论文几乎没有反响,他归结为读者数学上有困难的原因。[W. Noll: A new mathematical theory of simple确materials, Archive for Rational Mechanics and Analysis 48, 1-50 (1972).]
在1995年,当他应“现代物理论评”(Review of Modern Physics)编辑部之邀投稿关于该论题的论文时,因为评论员对其所用数学工具不满[“Bourbakian”style,极端保守派风格]而被拒稿。
WN强调:物理学上的对称性原理与理性力学中的客观不变性原理是不同的。
(我认为,WN言下之意,是要在连续介质力学中抛弃对称性原理,而是直接以客观不变性原理为基础。
这就意味着要引入非对称应力的一般物性方程。如此一来,反对者的力量就更强大了。)
WN对此毫不犹豫,他说:I am tired of being ahead of my time。
这篇论文是WN建立Thermomechanics(变形热力学?)的理论提纲。
我个人认为:WN的断言“热力学第一、第二定律并没有跟连续介质联系起来。热力学、弹性力学、流体动力学是几乎无关的。统计力学只不过是建立了质点力学与热力学间的一个重要连结而已。”可能会伤害大批的传统“力学家”,更不用说在材料科学领域的大批“力学家”。
也就是说,在1960S前后的大论战后,理性力学的代表人物有意发动新的一轮大论战。
我国的力学工作者会如何反响呢?
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