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《理论力学》名称的由来 精选

已有 4209 次阅读 2022-3-20 22:56 |个人分类:往事钩沉|系统分类:教学心得

理论力学是机械、土木、航空、航天等专业本科生的第一门技术基础课。课程的名称常让学生困惑,因为该课程有别于先前学过的高等数学、大学物理主要是工程对象方面的考虑,而且其理论性并不比数学或物理更突出,特别是先学静力学的话。教师通常也不认为理论力学是很贴切的名称。如北京大学周起钊教授在《多刚体系统动力学》讲义《绪论》开篇中所述,理论力学是一门基础课。一提起它来大家似乎都知道它指的是什么。但是仔细一推敲这个名称却大有问题。至少有两点含糊不清,有各种力学名称:流体力学、材料力学、弹性力学、气体力学、非牛顿流体力学、连续介质力学等等一看便知道他们的研究对象是什么。把理论力学与它们放在一起对比,理论力学应该是研究什么的呢?另外既然称为理论力学,那么除此之外就是非理论力学或者应用力学之类,这就有些名不副实了,因为在理论力学中并没有包含各种力学的理论部分。1。对此我们只能承认理论力学这个名称确实有不合理处。但名称的确定,有时逻辑不是唯一甚至主要的因素,很多情形完全是约定俗成。

 

一般认为,理论力学这个名称的确立,与五十年代大量翻译的前苏联教材有关。但理论力学这个名称,不论在哪种语言中,最初起源何处,并不清楚。笔者根据所阅读较为有限的书籍,尝试梳理理论力学这一名称的来源的主要脉络,探讨约定俗成的过程。或许本文达不到学术意义上的朔源研究,只是分享些背景资料,供感兴趣的师生参考,以深入理解理论力学的课程性质和形成过程;同时也是抛砖引玉,就教于更多熟悉各国力学教学情况的专家。

 

1 经典意义上的理性力学

 

1687年,牛顿在其经典著作《自然哲学之数学原理》第一版序2中写道,古代人从两方面考察力学,其一是理性的,讲究精确的演算,再就是实用的。”“理性的力学是一门精确地提出问题并加以演示的科学,旨在研究某种力所产生的运动,以及某种运动所需要的力。不清楚牛顿所称理性的力学拉丁原文,英语翻译为rational mechanics。郑太仆先生从德文译本转译为纯理力学3,也有译为推理力学4。顺便一提,在一个英译本中,精确地提出问题并加以演示的科学英译文为“the science, expressed in exact propositions and demonstrations” 5,即由精确的命题和证明所表述的科学。这正是理性力学中的理性所在。精确的命题和证明其实是数学学科的特点,按牛顿时代数学发展的状况,只有几何学能达到这种标准,所以牛顿的书中广泛采用的是几何论证。直到1736年,欧拉(Leonhard Euler, 1707-1783)出版了《力学或运动科学的解析表述(Mechanica sive motus scientia analytice exposita)》,数学分析即微积分进入了力学。

 

稍后便有人以力学为书名普及牛顿的学说。例如办学倒闭后靠遗产为生的绅士爱默生(William Emerson, 1701-1782)1754年出版了《力学原理解释和证明运动的一般定律、引力定律、落体和抛射体的运动、机械功率、摆、重心、木材的强度和应力、流体静力学和机器构造(The Principles of Mechanics Explaining and Demonstration the General Laws of Motion, the Laws of Gravity, Motion of Descending Bodies, Projectiles, Mechanic Powers, Pendulums, Centres of Gravity, Strength and Stress of Timber, Hydrostatics and Construction of Machines)》。书名很长,但足以解释书的内容。虽然是普及性读物,但没有用于教学,不被认为是教材。

 

牛顿使用甚至提出理性力学一词并没有被英国学者广泛接受,他们更喜欢用牛顿著作标题用过的自然哲学(Natural Philosophy)”。例如,早期的教材杨(Thomas Young, 1773-1829)的教材《自然哲学和机械技艺课程讲义(1807)6,汤姆逊(Sir William Thomson, 1824-1907)和台特(Peter Guthrie Tait, 1831-1901)的经典著作《自然哲学专论(1870)7以及教材性的《自然哲学基础(1872)8。牛顿所用理性力学这个名称,后来为法国学者所采用。

 

需要说明的是,1950年以后,在特鲁斯德尔(Clifford Ambrose Truesdell III1919-2000)等倡导下,原来英语国家很少用的理性力学(rational mechanics)一词,用来特指以现代数学工具和严格逻辑推理研究连续介质中共性问题的力学分支,并出版了专门期刊(Archive for Rational Mechanics and Analysis)。现代理性力学达到了牛顿提出的标准,由精确的命题和证明所表述的科学

 

2 法语理性力学(mécanique rationelle)的出现与式微

 

夏特莱(émilie du Chatelet, 1706-1749)侯爵夫人将牛顿的《自然哲学之数学原理(3)》由拉丁语译成法语,并在1756年出版。初版于1788年的拉格朗日经典著作《分析力学》,把牛顿意义下的理性力学推向新的高度,完成了欧拉开始的力学解析化。虽然书名没有用理性力学,但精神上与牛顿所强调的由精确的命题和证明所表述一脉相承。在《序言》中,拉格朗日强调通用的公式和从单一视角表达的各种原理,使得力学成为数学分析的一个分支9。泊松(Simeon-Denis Poisson, 1781-1840)在其《力学教程(Traité de Mécanique)》中使用了理性力学(mécanique rationelle)”一词。该书通常认为最早的力学教材,1811年第一版,1833年第二版,虽然晚于前述初版于1807年的以自然哲学为标题的英语力学通论性教材6。《序言》称该书是关于理性力学的完备专论10,该教材的内容梅凤翔先生有曾要介绍11。后来有了多部以理性力学为标题的法语教材或论著。

 

笔者见到最早的以理性力学为标题的论著是在1865年初版的两卷本《理性力学专论》12。作者德劳奈(Charles-Eugène Delaunay, 1816-1872)是法国天文学家和数学家,曾一度担任巴黎天文台主任,以研究月球运动闻名。在该书仅两页的序言中,作者解释了力学以及所包含的运动学和动力学(其中包括静力学),但并没有说明为什么用理性力学为书名。主要内容有4部分,点和刚体的运动、质点的平衡与运动、系统的平衡和系统的运动。大致相当于现在的理论力学,但有变形固体和流体的平衡与运动。该作者在1852年出版过更基础性的教材《理论和应用力学基础性教程》13。把力学的基本概念和理论应用于分析机构和结构,包括流体机械。作者《理性力学专论》标题中的理性或许是强调该书侧重力学理论,有别于已经出版侧重应用的《理论和应用力学基础性教程》。牛顿在其《原理》中,就是把力学分为理性力学实用力学1884年初版的《力学教程》14序言中明确了理性力学包括静力学、运动学和动力学三部分,并进一步讨论了理性力学与应用力学的区别。作者认为,力学的论证是理性的存在,即只是人们大脑中的设想,而并不是自然界的描述;要应用于自然界等,需要评估基本假设不严格满足时导致的误差等,这些研究属于应用力学。

 

影响最为广泛深远理论力学论著是阿佩尔(Paul Appell, 1855-1930)5卷本《理性力学专论》,1893年第1卷初版,1953年出了第615。通常认为前两卷是理论力学教材。1960年前两卷的俄译本的书名直接译为《理论力学(Tеоретическая Mеханика)》。作者在前言中没有解释理性力学的书名,但说明该书与其他优秀理性力学著作的区别是从一开始就采用了分析力学的方法,而不是只把拉格朗日力学作为最后的一部分。梅凤翔先生对阿佩尔的《理论力学》的具体内容有专门阐述16,这里不再赘述。

 

或许与现代意义下的理论力学兴起有关,法语中不再常见把理论力学称为理性力学,而是一般力学(mécanique générale)” 法语中基本上不用理论力学(mécanique théorique)”这个名称。

 

3 英语理论力学(theoretical mechanics)的出现与消失

 

理论力学(theoretical mechanics)何时出现在英语中很难考证。这里分别分析英国和美国比较早的几种以理论力学为标题的教材。

 

笔者所见过最早的教材是1827年出版的《理论力学基础》17。该书属于最早的一批力学教材。作者是苏格兰物理学家杰克逊(Thomas Jackson, 1773-1837),爱丁堡皇家学会会士。他1794年毕业于格拉斯哥大学,留校任教,讲授自然哲学。1799年到艾尔学院(Ayr Academy)任副教授(Reader)1809年到圣安德鲁斯大学任正教授,讲授自然哲学,《理论力学基础》就是为该课程所写。课程具体内容包括静力学和动力学。静力学部分主要处理平面力系。从静力学公理出发,研究力系合成与平衡,确定平行力系中心和重心,并应用于杠杆、滑轮、斜面、楔、螺旋以及它们的复合。还讨论变形体的应变,应用于屋顶、木桥、方舟。动力学从牛顿运动三定律开始,给出许多定性讨论的例子。重点是质点动力学,匀速运动、匀变速运动,斜面上运动和单摆运动。从动量角度分析了碰撞,分析了质心运动和定轴转动,为此还需要引入转动惯量,应用于复摆和子弹摆。分析了具体的刚体运动,如圆柱和球在斜面上的滚动,匀变速的旋转机器。从能量角度分析了机器和人的运动。讨论了滑动和滚动时的动摩擦。最后从动力学角度分析了抛物运动和受有心力作用的圆周运动。该书主要采用几何论证,只是在确定重心是用了积分,动力学中求解了微分方程。可能受当时印刷技术限制,200多幅插图都放在最后,而不是插入正文相应位置,阅读不便。作者没有解释书名为什么是理论力学。从该书所引用书目,同时有译自意大利文的文图罗利(Giuseppe Venturoli, 1768-1846)所著《实用力学基础(Elements of Practical Mechanics)(1923)。所用书名或许能强调侧重于力学理论,虽然有大量的应用例子。

 

十九世纪在英语国家有影响的理论力学教材有乐甫(Augustus Edward Hough Love, 1863-1940)的《理论力学:有应用和许多例子的动力学引论》,1897年初版,1921年第318。作者是牛津大学教授,伦敦皇家学会会士,以专著《弹性的数学理论专论(A Treatise on Mathematical Theory of Elasticity)(1882, 1883)闻名。该书涵盖质点动力学、质点系动力学和平面运动刚体动力学,而且涉及碰撞、振动和稳定性等专题性内容。如书名所强调,有大量例子。要求的数学基础是微积分,很强调数学分析过程。最后有一章总结并从物理角度讨论动力学原理。该书有些练习题,不过作者称为例子(examples)”。当时英国已经有专门的理论力学习题集,例如初版于1842年随后多次再版的沃尔顿(William Walton, 1813-1901)的《理论力学问题集》19 。乐甫的书在取材和处理方面都堪称以铁摩辛柯教材为标志的工程力学兴起之前理论力学教学的最高水准。

 

就笔者所见,美国最早的理论力学教材是1893年出版齐韦特(Alexander Ziwet, 1853-1928)所著《理论力学初论》201904年精简成为《理论力学基础》21供工程专业学生使用,随后十年中多次重印。作者的经历有些传奇性。他父亲是波兰到德国的移民,母亲是德国人。他母语是德语,在德国高中里学了法语、英语、拉丁语和希腊语。1870年高中毕业后,到波兰就读于华沙大学,学习了波兰语和俄语,同时作家教讲授德语、法语、拉丁语或希腊语。1873年转入莫斯科大学。1874年回德国学习数学和工程,先在建筑事务所工作,服了所要求的兵役。1880年在卡尔斯鲁厄理工学院获得土木工程学位。在大学学习期间,把两卷本理论力学教材从俄语译成德语。因为不喜欢德国的军国主义气氛,毕业后即移民美国。先从事湖泊海岸的测量工作。1888年任密歇根大学数学系讲师,相继晋升为准助教授(1890)、助教授(1891)、副教授(1896)和教授(1904)1898-1899年利用学术假到巴黎大学和哥廷根大学访学。曾担任美国数学会副理事长。外国移民先在工业界工作,然后进入大学,铁摩辛柯(Stephen Prokofievitch Timoshenko, 1878-1972)和邓哈托(Jacob Pieter Den Hartog, 1901-1989)都是如此。齐韦特两部理论力学教材的框架相同,篇幅上后者比前者减少超过20%。与作者翻译的教材不同,基本内容与现在的教学内容接近,分别是运动学、动力学引论、静力学、动力学,运动学和动力学都是先平面后空间,动力学从质点到刚体。配有习题并附答案。作者在《序言》中指出美国学校与英国、法国和德国学校不同,力学课开得比较晚,学生已经学过些大学数学。他的教材是为美国学生而写。

 

20世纪早期,美国有多种以理论力学为名的教材。例如美国海军学院的数学教授约翰逊(William Woolsey Johnson, 1841-1927)所著《理论力学:基础性论述》22 、普林斯顿大学应用数学教授琼斯(James Hopwood Jeans, 1877-1946)所著《理论力学初论》23和耶鲁大学数学教授斯密斯(Percey Franklyn Smith, 1867-1956)和朗利(William Raymond Longley, 1880-1965)所著《理论力学》24。前者在序言中解释了现有数目多便利之处,不用在内容中正式区分静力学、运动学和动理学。最有特色至今仍被引用的是芝加哥大学教授麦克米兰(William Duncan MacMillan, 1871-1948)所著三卷本《理论力学》25,该书是供天文、物理和数学专业用的教材,分别阐述质点的静力学和动力、势理论和刚体动力学,有俄文译本。这四部教材也都要求学生学过微积分。这些作者中,有些如朗利是在英国受的教育。这些力学教授都是在数学系。工程专业的力学教授水平非常低。据铁摩辛柯的回忆,1928年他在密歇根大学当力学教授时,所有力学教授只有一位懂动力学,其他仅知道静力学26

 

上面提到几种美国的理论力学教材,都是由数学教师所写。随着工程教育的发展,力学成为机械土木等专业的必修课。工程专业力学教授的水准也相应提高。力学课往往由工程专业的教师讲授,修力学课的工程专业学生远远多于数学物理的学生,课程名称也相应改为工程力学(engineering mechanics)”。就是对理科专业而言,由于相对论和量子论的发展,课程名称也改为经典力学(classical mechanics)”。在最近的一百年里,在美国英国等说英语的国家中,理论力学这个名称已经很少作为课程名称或教材标题使用。

 

4 俄语理论力学(теоретическая механика)名称的采用

 

俄语力学教材最早出现于1722年,有部简短的入门性教材印刷27。理论力学教材出现要晚得多,俄国理论力学学派的创始人奥斯特罗格拉茨基((Mихaйл Васильевич Ocтpoгpaдcкий, 1801-1862) 1836年出版了《解析力学讲义》27。值得注意的是,1822年至1827年,奥斯特罗格拉茨基在巴黎综合理工学院索邦大学和法兰西学院听课,讲课的有泊松等一流的数学家和力学家。具体的俄语理论力学教材,以下只说三部,一部是笔者所见最早的以理论力学为书名的俄语教材,有德译本;另外两部是出自力学大师之手又风格迥异的理论力学教材,分别有汉译本和英译本。

 

俄语理论力学最早的译本是德译本,译者就是前述齐韦特,他翻译了两卷本的《理论力学》28。原作者索莫夫(Иосиф Иванович Сомов, 1815-1876)是俄罗斯数学家和力学家。1835年毕业于莫斯科大学,1847年任圣彼得堡大学数学教授,1862年荣膺彼得堡科学院院士。与切比雪夫(Пaфнутий Львович Чебышев, 1821-1894)和李雅普诺夫(Александр Михайлович Ляпунов, 1857-1918)等并称为奥斯特罗格拉茨基开创的彼得堡学派的著名学者27。在该书的绪论中,作者称已经有俄语和外文的力学书。所引用的有欧拉、拉格朗日、雅可比人等经典著作,也有同时代的汤姆逊和台特的《自然哲学专论》7和布尔(Edmond Bour, 1832-1866)两卷本的《力学与机器教材(Cours de Mécanique et de Machines)(1865) ,布尔是法国数学家和工程师。索莫夫称该书运动学、静力学、动力学的顺序是遵循布尔的先例。该教材强调力学的理论方面,其特点是阐述力学理论中尽量简化定理的证明和问题的求解,并为学生提供练习分析和几何的机会。该书的内容或许更接近牛顿所说的理性力学,与现在的理论力学差别比较大。遗憾是,该书并没有完成,只有运动学和静力学,没有动力学部分,只有一章简短的动力学引论。引用书目中没有称为理论力学的俄语书,因此推测该书可能是最早的以理论力学为书名的俄语教材。

 

索莫夫之后,仍有作出重要学术贡献的杰出学者在讲授理论力学课程的同时编著俄语教材。这些学者包括俄罗斯航空之父茹科夫斯基(Николaй Егорович Жуковский, 1847-1921) 、稳定性理论先驱者李雅普诺夫、变质量系统力学创立者密歇尔斯基(Ивaн Bcевлодович Meщерский, 1859-1935)、非完整力学专家恰普雷金(Cepгeй Aлeкceeвич Чaпыгин, 1869-1942)、稳定性理论专家契塔耶夫(Николай Гурьевич Четаев, 1902-1959)等。其中密歇尔斯基还编著了著名的《理论力学习题集》,在他身后仍不断修订再版,目前已经有第5029。以下只说分别由茹科夫斯基和契塔耶夫所著的教材,与五十年代翻译成汉语并对国内理论力学教学有较大影响的其他前苏联教材差别很大。

 

茹科夫斯基的《理论力学》30是后人根据他1886-1920年在莫斯科大学讲授理论力学的讲义编辑出版。《俄文编著序》中,称索莫夫所代表的是力学教学中重视数学的传统。大学里的力学课程被人看作单纯是推理性质的,而理论力学被人看作是数学的一部门。……贯彻在整个力学讲授中的基本精神,是使力学的讲授尽可能接近于数学教学中所常有的特点,用公理化的讲法,力求获得最高度的普遍性,因而要使结论获得抽象性 30 茹科夫斯基的课程虽然仍称为理论力学,但以应用为目的。他认为力学是研究自然界的机械运动的一门自然科学,而讲授力学与学习力学的任务,是使力学中由理论研究得出的结果,能供我们作为研究周围世界中各种运动的基础,首先是作为现代工程的基础。 30该书的内容也是按运动学、静力学和动力学展开,与前述索莫夫的教材类似。与后来的前苏联时代理论力学教材相比,就取材而言,该书包括了流体静力学、流体动力学和引力理论,但没有动量定理和动量矩定理,用动力学普遍方程处理碰撞问题。方法上也更强调几何方法。尽管如此,该书在精神上更接近现在的理论力学,而与索莫夫等作为数学分支的理论力学不同,虽然都用理论力学这个名称。

 

契塔耶夫的《理论力学》31是后人根据他1950年前后在莫斯科大学校讲授理论力学的讲义整理出版。编辑前言中说他遵循着李雅普诺夫和茹科夫斯基的脚步创制性地发展了拉格朗日的经典传统。该书包括运动学、静力学、质点动力学、刚体动力学、分析动力学和引力论。侧重能量方法,在质点动力学和刚体动力学中就讲了拉格朗日方程,没有强调动量定理和动量矩定理,只是作为动力学普遍方程的推论。全面采用解析方法,注重数学的严格性;不仅有些耐人寻味的例子,也有些前沿的研究成果。在某种意义上,可以说是真正的理论力学,重回牛顿所称的理性力学。

 

从上述讨论可知,理论力学(теоретическая механика)”的名称在俄语教材中使用的最为彻底,自始至终。不仅没有用过其他名称,而且把阿佩尔法语版《理性力学》都径直翻译为《理论力学》。尽管名称没有改变,但教材的内容有差别,有些接近我们现在所理解的理论力学,有些则是更数学化的理性力学。

 

5 德语理论力学(theoretische mechanik)名称

 

目前笔者所见最早的德文理论力学教材是出版于1870年的两卷本《运动与力的科学:理论力学教程》33。作者谢尔(Wilhelm Schell, 1826-1904)是卡尔斯鲁厄理工学院的教授,为前述翻译和编著多部理论力学教材的齐韦特的两位论文指导教师之一。在该书绪论中,作者对理论力学的学科性质表示了与法文教材14类似的观点。理论力学是以尽可能抽象地研究运动各种性质,其处理的是虚构的具有一些物理性质的几何结构。应用力学解释物理世界时,需要针对个案核对理论力学假设的正当理由和近似程度。该书专门为理工学院的力学课程教学所著,按照现在的标准篇幅巨大,两卷共有1200余页。第一卷是基本的几何和力学量和运动学,第二卷是静力学和动力学。

 

理论力学为书名的德语著作,最著名的就是哈默(Georg Karl Wilhelm Hamel, 1877-1954)的《理论力学:一般力学的统一导论》33,内容曾有文章介绍34,这里不再赘述。哈默所著相当于理论力学教材的书是《基础力学》35

 

德语理论力学(theoretische mechanik)”名称通常指精深研究的专著或体大虑周的教材,不常用于入门性的力学教材,现在尤其如此。大学入门性的力学课程在德语中通常称为工程力学(technische mechanik)”一般力学(allgemeine mechanik)”基础力学(elementare mechanik)”

 

6 汉语理论力学名称的采用与讨论

 

俄语汉译的理论力学教材无疑对国内该课程教学有巨大深远的影响。但与人们通常认为的不同,汉语理论力学的名称并非来自俄语汉译。在翻译俄语教材之前,汉语中已经有理论力学的教材。只是翻译的俄语教材,固化了这种用法。

 

如果不包括郑太仆先生译自德译本的牛顿《自然哲学之数学原理》和只讨论静力学、运动学或动力学的教材,第一部完整的理论力学教材是严济慈(1901-1996)和李晓舫译自法语的《理论力学纲要》36,初版于1926年,我看的是1935年的第三版。在后发国家,知识的传播从译书开始37,理论力学也不例外。该书的法语原名为《力学基础(Eléments de Mécanique)》。内容包括运动学、点的动力学、静力学和点系的动力学。译者没有解释为什么修改了书名。原作者孟特尔(Paul Antoine Aristide Montel, 1876-1975)是巴黎大学教授,著述颇多,包括理论力学教材,两卷本的《理性力学教程(3)(Cours de Mécanique Rationnelle (3e édition))(1930, 1931)。卷一有矢量理论、点的力学、点系的力学,卷二是分析力学、流体力学和势理论。

 

第一部用汉语写成出版的理论力学教材是范会国(1899-1883)的《理论力学》38,初版于1944年。从1934年起,作者陆续在南京中央大学、北平师范大学、上海交通大学等校讲授理论力学。该书内容基本上相当于现在的多学时理论力学,只是在分析力学方面有所加强,包括单面约束、哈密顿方程、哈密顿原理、阿佩尔方程等。《理论力学纲要》的译者和《理论力学》的作者都在法国获得博士学位,因此推断书名的确定受到法国理性力学传统的影响。

 

另一部早期的理论力学教材是周培源(1902-1993)的《理论力学》39。作者从1938年起在西南联合大学为物理系、数学系和气象学系的学生讲力学课,1942年完成讲义,1952年由人民教育出版社出版。2012年科学出版社重新出版。内容覆盖现有的理论力学教材,分析力学部分不论是深度和广度都由较大扩展,特别是包括了非完整系统。

 

在二十世纪五十年代初的《物理学名词草案》中有理论力学这一名词。当时对理论力学的使用有不同看法。例如江可宗(1918-1997)在《铁氏工程力学(上册)40的译者序中写道,真正要循名责实的话,那么工程力学或者以前流行的名称—‘应用力学就几乎应包括工科的全部力学课程(材料力学、流体力学、热力学……)。所以本书的书名是不够确切的。至于目前将这门课程改称为理论力学的说法,显然也还有可商榷的地方。如果是为了说明这门课程的基础性质,恐怕还是称之为基本力学相宜些。笔者认为,基本力学未必是理想选项,因为中学和大学物理中已经学过力学。五十年代,随着大量引进和广泛采用前苏联理论力学教材,课程名称已经没有商榷的可能与必要,完全确定了理论力学这个名称。

 

不妨遐想理论力学这门课程更合乎逻辑也方便使用的名称。数学通常把某个分支最基本的内容称为高等以与中学所学区分,如高等数学、高等代数、高等几何,力学课程中的高等动力学就是在这种意义下用的高等 物理学中把通论性的物理课称为普通物理学大学物理学。如果借鉴数学的做法,理论力学不妨称为高等力学 如果借鉴物理学的做法,理论力学可以称为普通力学”(general mechanics, 这接近法国的用法,mécanique générale)大学力学

 

更为现实的问题是理论力学如何翻译,才能便于对外交流。有学者建议译为经典力学(classical Mechanics)” 41,且不说逻辑上经典力学无疑包括分析力学而且所占比例很大,仅就约定俗成而言,经典力学通常是欧美物理类专业学过大学物理学后学的力学课程,以拉格朗日力学和哈密顿力学为主。在笔者看来,对国外受众,不限于北美和英国师生,将理论力学翻译为工程力学(engineering mechanics)”完全可以达意。在白俄罗斯举办的国际工程力学竞赛,考试内容完全是理论力学。如果对欧洲大陆的师生,也可以就称为理论力学(theoretical mechanics)”

 

7 结论

 

本文尝试探索理论力学作为大学物理后第一门力学课程名称的约定俗成过程。通过对英语、法语、德语、俄语(通过译本)和汉语教材的分析,梳理出大致演化脉络为理性力学由牛顿提出被法国作者广泛使用,法国的理性力学到俄国和中国变成了理论力学,而俄语教材的引进进一步加强了中国理论力学的用法。具体如下:

 

(1) “理论力学最早的源头是牛顿所称的理性力学,用严格的命题和证明所表述的力学;

 

(2) 在法语中,理性力学的名称在十九世纪被广泛采用,直到上世纪五十年代后,作为课程名称被一般力学所取代;

 

(3) 在英语中理论力学在十九世界使用较为广泛,但在二十世纪早期被工程力学经典力学所取代;

 

(4) 在俄语中,始终使用理论力学,俄国理论力学学学派的创始人在法国留学,理性力学有时也俄译为理论力学

 

(5) 在德语中,有理论力学的用法,但大学力学课程常见的名称是工程力学一般力学基础力学

 

(6) 汉语中,最早以理论力学为书名的力学教材译自法语,最早出版的《理论力学》著者是留法博士,随后译自俄语的理论力学教材有广泛深远影响。

 

北京航空航天大学黄行蓉博士在法语文献方面提供了帮助,在此致谢!

 

参考文献

 

周起钊.多刚体动力学(上册) [M]. 北京大学力学系, 1984 (原书无英文)

 

牛顿(王克迪译). 自然哲学之数学原理·宇宙体系. 武汉出版社, 1992.

Sir Isaca Newton(translated by Wang Kedi). Mathematical Principle of Natural Philosophy and Systme of the World. Wuhan Press, 1992

 

牛顿(郑太仆译). 自然哲学之数学原理. 上海: 商务印书馆, 1931. (原书无英文)

 

塞耶 HS()(王福山等译).牛顿自然哲学著作选. 上海译文出版社, 2001.

Seyer HS (ed.)(translated by Wang Fushan et al). Newton’s Philosophy of Nature Sellections from His Writings. (New Youk: Hafner, 1953). Shanghai Translation Publisher, 2001.

 

5  Janiak A (ed.). Isaac Newton: Philosophical Writings. Cambridge University Press, 2004.

 

6 Young T. A Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts. London: Taylor and Walton, 1845.

 

7  Thomson W, Tait PG. Treatise on Natural Philosophy. Cambridge: Cambridge University Press, 1888.

 

8  Thomson W, Tait PG. Elements of Natural Philosophy. Cambridge: Cambridge University Press, 2010.

 

9  Lagrange J L(translated by Boissonnade A & Vagliente V N). Analytical Mechanics. Springer, 1997.

 

10 Poisson P S D. Traité de Mécanique (I). Paris: Courcier, 1811.

 

11 梅凤翔. 关于Poisson的《力学教程》. 力学与实践, 2016, 38(2) : 172-176.

Mei Fengxiang. On Poission’s “Traité de Mécanique”. Mechanics in Engineering, 2016, 38(2) : 172-176 (in Chinese).

 

12 Delaunay Ch E. Traité de Mécanique Rationelle. Paris: Garnier and Masson, 1865.

 

13 Delaunay Ch E. Cours élémentaire de Mécanique Théorique et Appliquée. Paris: Garnier and Masson, 1852.

 

14 Despeyrous T. Cours de Mécanique (T. 1). Paris: Hermann,

 

15 Appell P. Traité de Mécanique Rationnelle(vols. 1-5) (Sixieme Editiion). Paris : Gauthier-Villars, 1953.

 

16 梅凤翔. 关于Appell的理论力学, 力学与实践, 2010, 32(3) : 111-112(原文无英文).

 

17 Jackson T. Elements of Theoretical Mechanics: Being the Substance of a Course of Lectures on Statics and Dynamics. Edinburgh: W. & D. Laing, 1827

 

18 Love AEH. Theoretical Mechanics, an Introductory Treatise on the Principles of Dynamics with Applications and Numerous Examples (3rd ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 1921.

 

19 Walton W. A Collection of Problems in Illustration of the Principles of Theoretical Mechanics (3rd ed.). London: Bell & Daldy, 1876.

 

20 Ziwet A. An Elementary Treatise on Theoretical Mechanics. New York: Macmillan, 1893

 

21 Ziwet A. Elements of Theoretical Mechanics. New York: Macmillan, 1916

 

22 Johnson WW. Theoretical Mechanics: An Elementary Treatise.  New York: John Wiley & Sons, 1906.

 

23 Jeans J H. An Elementary Treatise on Theoretical Mechanics. Boston: Ginn and Company, 1907

 

24 Smith P F, Longley W R, Theoretical Mechanics. Boston: Ginn and Company, 1910

 

25 MacMillan W D. Theoretical Mechanics (Vols. 1-3). New York: McGraw-Hill, 1927, 1930, 1936.

 

26 Timoshenko S P (translated by Addis R). As I Remember: The Autobiography of Stephen P. Timoshenko. Princeton: D. Van Nostrand Company, 1967.

 

27 莫依谢耶夫 Н Д. 理论力学发展简史. : 《理论力学(下册第二分册)(尼古拉依 Е Л(季文美、徐芝纶译). 北京高等教育出版社1956): 499-522(原文无英文).

 

28 Somoff, J (übersetzung von Ziwet A). Theoretische Mechanik (I, II). Leipzig: Teubner, 1878, 1879 (original in Russian, early 1870s).

 

29密歇尔斯基 И В (李俊峰译) . 理论力学习题集(50). 北京:高等教育出版社, 2013.

Mescherskiy I V (translated by Li Junfeng). Problems of Theoretical Mechanics (50th ed.). Beijing: Higher Education Press, 2013 (in Chinese).

 

30 茹科夫斯基 H E (佘守宪,张理京译). 理论力学(上、下册). 北京: 高等教育出版社, 1956(原书无英文).

 

31 Chetaev N G (translated by Aleksanova I.). Theoretical Mechanics. Berlin: Springer-Verlag, 1989. (original in Russian revised edition of 1987; based on Chetaev’s lectures from the 1950s).

 

32 Schell W. Theorie der Bewegung und der Krafte: Ein Lehrbuch der Theoretischen Mechanik (2. Aufl.) (I, II). Leipzig: B. G. Teubner, 1879, 1880.

 

33 Hamel G. Theoretische Mechanik. Eine Einheitliche Einfuehrung in die Gesamte Mechanik. Berlin: Springer-Verlag, 1949.

 

34  陈立群. 分析力学的3部经典著作及其作者, 力学与实践, 2010, 32(3) : 111-112(原文无英文).

 

35 Hamel G. Elementare Mechanik (Nachdruck der ersten Auflage von 1912). Stuttgart: B.G. Teubner Verlagsgesellschaft, 1965.

 

36 Montel A.P. (严济慈、李晓舫译). 理论力学纲要(3). 上海: 商务印书馆, 1935. (原书无英文)

 

37 武际可. 近代力学在中国的传播与发展. 北京: 高等教育出版社, 2005. (原书无英文)

 

38 范会国. 理论力学. 上海: 龙门出版公司, 1945. (原书无英文)

 

39 周培源. 理论力学. 北京: 科学出版社, 2012. (原书无英文)

 

40铁摩辛柯(江可宗译). 铁氏工程力学(上册). 上海: 龙门联合书局, 1953. (原书无英文)

 

41 汤可可, 王华宁. 理论力学课程英译名称引发的思考. 力学与实践, 2017, 39(6): 609-612.

Tang Keke, Wang Huaning. Reflection on English translation of course name Theoretical Mechanics. Mechanics in Engineering, 2017, 39(6): 609-612.

 

 

摘要: 本文探讨理论力学作为第一门大学力学课程名称的起源和演化。通过对英语、法语、俄语、德语和汉语教材的分析,说明理论力学起源于牛顿所称的理性力学,由法国学者作为课程名称,并影响俄国和中国有了理论力学的课程名称,直到现在。同时英国和美国一度也使用过理论力学作为教材名称。

 

关键词:理论力学, 理性力学, 教材, 力学史

 

中图分类号:O316

 

Abstract: This essay explores the origin and the evolution of "Theoretical Mechanics" as the name of the first mechanics course in universities. The analysis on textbooks in English, French, Russian, German or Chinese reveals that "theoretical mechanics" originated from Newton’s term "rational mechanics", which French scholars used as the name of the course, and the the French usage was introduced to Russia and China to form "theoretical mechanics" used until now. Meanwhile, "Theoretical Mechanics" was used as the name of textbooks in the United Kingdom and the United States.

 

Key Words: theoretical mechanics, rational mechanics, textbooks, history of mechanics

 

发表于《力学与实践》2002, 44(1): 225-232  网页版   PDF   公众号版




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