||
现代基础科学的发展建立是近百年来的事情,但是对大多数的工程应用而言,尤其是传统工程,就好象是不存在似的,工程界的主导理论基础还是经典科学。
无论百年来的理论研究者如何坚信其工程应用即将到来,但是,进展不大。两个基本的障碍是:1)工程界无法了解理论界的抽象语言,也就谈不上把理论成果工程化了,更不用谈开发相关的关键技术体系了;2)理论界并没有面向工程化方向发展相关的应用理论基础,也没能指出相关的研究道路。
理论进展与工程进展的脱节是显而易见的。理性力学的研究目标是把现代物理工程化,但是其本身也是很抽象化的,历经半个世纪的研究,其基本的经验可概括出现代基础科学理论走向工程化应用道路为:
一)流形、张量描述化。这个工作基本完成,各类争论及数种理论并存的局面是必然的。然而,力学的张量概念与纯数学的张量概念有区别,但是其数学基础却是纯数学的翻版。(特定方向的理论选择)
二)张量的工程化测量。这个工作目前是几乎没有多少进展,而对工程化而言,这也是最为关键的一步。已有不少零散的研究工作。
简单的说,目前物理量的工程测量是以:标量、矢量测量的技术为主导,散度、旋度的测量是间接的,而真实意义上的张量直接测量技术几乎没有开发。由于这种测量技术的限制,现代物理的各类导出公式(结论)几乎没有工程上的直观图像。
总的来说,这一步的关键是:直接测量张量,而不是用计算的办法来获得目标张量。这类技术的开发是当前最为紧迫的。
三)流形的张量化表达及流形测量的相关技术。这项工作的意义在于解决第二步后的实际工程应用的普及化技术。(理论与工程技术并行)
在这三大步基本完成后,现代物理的抽象语言就得到了具体的工程技术实现,从而,也就实现了工程化的前提条件。
测量概念由标量、矢量扩充到张量,在技术上实现直接的张量测量,在流形上普及张量测量技术,这就是现代物理理论进入工程应用的基本条件。而为此类技术的开发所进行的理论研究完全可以归类为应用基础理论研究。
用句通俗的话来说,对于用李导数、Clifford几何代数、流形变换、等现代数学语言表达的现代物理理论,工程化应用的先决条件:直接测量其基本定义量或基础量,是必须在技术上首先实现的。
目前多数的研究集中在各类算法上,集中在对物理表象的数值模拟上,抽象上来说划入正演,属于验证(间接的)抽象理论有效性的范畴。
而直接的工程测量,如果是形成了成套技术,属于反演的范畴。正演是反演的基础,但是,没有反演技术,现代抽象理论的工程应用也就是空谈。
我们看到的是,围绕现代基础科学理论的研究的确产生了大量的新技术,但是,所有这类新技术的来源是:实验验证。抽象的说,就是反演。
只有在工程上能够有效的实现直接测量以后,工程界才能选择(评价)适合于其工程问题的抽象理论,以反演的方式找出关键问题所在,从而加以解决。而其后果无疑是推动理论的进步。
所以,我预计,以上3项研究将是本世纪的核心应用研究内涵。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-10-20 05:26
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社