力學論文范文10篇

一．第三種競爭范式的提出

自80年代聯結主義范式興起以后，符號主義和聯結主義成為認知的兩大基本范式，由于兩大范式建立在功能主義假設和聯結主義假設之上，受到一系列質疑。隨著最近十年一些有關動力系統的問世，一種新的關于認知科學的基礎理論似乎在逐步形成，例如，格羅布斯（Globus1992），羅伯特森（Robertson1993），西倫（len）和斯密斯（Smith1994）的文章和著作希望一種對認知更好的動態的理解進路。特別是馮•蓋爾德（vanGelder）和波特（R.Port）(1995)年出版了一本關于認知科學的動力理論的書：提出認知科學的動力學進路（It’sabouttime:Anoverviewofthedynamicalapproachtocognition,Mindasmotion:Explorationsinthedynamicsofcognition,Cambridge,MA,MIT），被作為認知科學第三種競爭范式的宣言。此書引起了較大凡響,如華盛頓大學伊萊斯密斯（C.Eliasmith）1996年發表了《第三種競爭范式：對認知的動力理論的批判性考察》，其后也有其他人的熱烈討論。

馮•蓋爾德針對80年代以后符號主義、聯結主義范式所產生的困難，提出他的動力學假說（DynamicistHypothesis）。對于認知科學中的時間、構架、計算和表征等概念都提出了不同的解釋。馮•蓋爾德把紐厄爾（Newell）西蒙（Simon）的計算主義假說或說物理符號系統假說：

“的認知系統在物理符號系統的意義上是智能的。”

相關的，期望用動態眼光理解認知的還有丘奇蘭德（Churchland）和謝諾沃斯基（Sejnowski），他們（1992）把所擁護的聯結主義假說表述為“突現性是以系統的某種方式依賴于低層現象的高層結果”。他們承諾“通過構架的低層神經的作用能達到復雜的認知效果”

“直覺過程是一種亞概念的（subconceptual）聯結主義動力系統，它不接受完全的、形式化的、精確的概念層次的描述”。

前言

巖石材料在動態壓縮載荷作用下的力學特性是研究巖石結構如隧道、巖質邊坡在爆炸荷載以及地震荷載作用下的響應的重要參數。這一課題的研究始于20世紀中期，如文[1-6]的工作。這些研究結果表明，巖石材料的力學特性表現出較明顯的率相關特性，例如，巖石材料的抗壓強度一般地隨應變速率的增加有增加趨勢。

本文概述了作者近年來對花崗巖材料在動態壓縮載荷作用下力學特性進行的實驗以及基于細觀力學以及斷裂力學進行的理論研究成果初步工作，力圖為巖石動力學的相關研究提供借鑒。

2實驗研究

實驗所用巖樣取自新加坡BukitTimah地區鉆孔取出的巖芯，在室內用套鉆加工成f30´60mm的圓柱體試樣。實驗設備為RDT－1000型巖石高壓動三軸實驗系統，該系統的工作原理以及性能指標見文[5,6]。實驗中，應變速率范圍為10-4～100s-1，圍壓范圍為0～170MPa。

圖1描述了花崗巖在動單軸壓縮載荷作用下強度隨應變速率的變化規律。可以看出，花崗巖的抗壓強度隨應變速率的增加有較明顯的增加趨勢，當應變速率從10－4s-1增加到100s-1時，花崗巖的抗壓強度約增加15％。

古代人無法理解地球下面的人為什么不會掉下去，此困惑是由于以自己為參考系而產生的。今天的人們無法理解自由落體運動及天體的公轉運動也是慣性運動，此困惑是由于以牛頓慣性為“參考系”而產生的。慣性的實質就是：物體通過某種運動狀態來保持或主動改變某種運動狀態來達到其內部的熵狀態的一種屬性。整體科學體系是研究自然整體的整體性質與功能、有序內部結構及其起源與演化過程的科學理論系統。

本文主要是對我的前兩文[1]與[2]的進一步說明。需要讀者結合我的前兩文來讀此文。由于[1]文中用引力一詞，需用[2]文與此文重新理解之。本文的例題可以增強對我觀點的理解，同時也體現了由于其進化性而帶來的在習題解法上的取代性、新穎性、思路明晰性及簡捷性。我的觀點核心是“廣義慣性與整體天體”，對這兩個方面的理解的最大障礙就是我們已經習慣了的牛頓力學的思維方式。只知道用所學到的“知識”去思考世界，而不反省作為思維的基本要素——概念及各種概念、命題、觀念之間的邏輯關系的內在合理性問題，這是科學理論研究之大忌。如果現有的概念、命題與觀念不能表達新的內容，就需要改變它們，或重新建立。

一、慣性力學

嚴格說來：牛頓第三定律(互為作用力定律)應該是力學“體系"定律，是在各種作用方式力以及各種屬性力之間建立關系的定律；去掉牛頓第三定律后的廣義力學核心四定律（見[2]文），應該稱為“慣性力學”核心三定律（以下簡稱“慣三律”）。“廣義”是相對牛頓力學及牛頓慣性而言的。之所以還保留“廣義慣性”一詞，也是因為只有慣三律被大多數人接受后，才會完成它的歷史使命，再改變為“慣性”一詞。牛頓第一第二定律（以下簡稱牛二律）是慣三律的物體外部空間在ρ均勻空間情況下的定律，是其推論，不再是慣性力學的核心公設性質的命題

（一）廣義慣性使牛頓力學進化

愛因斯坦獨具慧眼，從司空見慣的現象中及自由落體運動與質量因素無關的經驗事實，總結出了等效原理，且明確與準確地說：物體的同一性質按照不同的處境或表現為“慣性”，或表現為“重性”（[3]第55頁）。這個同一性就是廣義慣性，這個處境就是空間。牛頓第二定律實質是其第一定律涵義的數學表達式。所以，廣義慣性的發現，其革命意義是指動搖了牛頓第一定律的核心地位。廣義慣性包含了牛頓慣性，所以，又是其進化。同時，也說明了需要建立一個取代牛二律的進化性質的核心命題系統的新力學理論。廣義慣性又引出了兩種空間及其區別的新問題。這個新問題困擾了愛因斯坦的一生，走了一大圈“彎”路后，在他晚年時，才看到了解決這個問題的曙光——物體具有空間的廣延性（[3]第十五版說明），由此“廣延性”再往前走一步，就是[2]文說

一、土力學與基礎工程課程教學存在問題

(一)教材內容狹隘

盡管土力學課程涉及多個工程領域，但是國內現行絕大多數教學大綱和相關教材仍然涇渭分明，使得建筑工程專業的學生不懂交通土建，交通土建專業的學生不懂建筑工程，難以滿足大土木背景下人才培養的需求。此外，為與國際接軌，土力學與基礎工程課程已列為中國目前正在推行的注冊工程師執業資格考試的必考科目。因此，如何結合中國注冊工程師制度，調整教材內容，提升學生的職業能力，為他們今后的工作創造條件，也是當今急需解決的問題之一。

(二)教學及教材內容滯后

隨著土木工程技術的迅猛發展，新技術和新理論不斷涌現。與其他很多課程一樣，目前國內大多數土力學與基礎工程課程教材的內容及相關教學大綱偏于陳舊，更新程度遠遠落后于學科的發展。通過網上調研，發現國外土力學與基礎工程課程的教學及教材內容緊跟學科發展，能夠反映該學科較為前沿的研究成果，如臨界狀態土力學、非飽和土力學等。而在國內，這部分內容大多作為巖土工程專業研究生高等土力學課程的教學內容，在本科教材和教學大綱中極為少見［3］。

(三)教學模式單一

在多年的物理教學中，我對力學解題做了一些探究：在重視力學概念、規律教學的同時，把重點放在力學解題的思維過程上，增強學生力學解題思維的自我調控意識。我把學生解題過程看作是“獲取信息、思維啟動、思維邏輯、思維深化”的過程。在指導學生解題上，抓了“明確對象、弄清概念、運用規律、設疑點撥”四個方面。

一、認真審題、明確對象、聯想圖景、啟動思維。

力學習題有的給出一個物體，有的給出兩個或多個相關聯的物體。從物理過程看，有的給出部分，有的給出全部。認真審題就是要實現幾個轉換：1．由個別向一般轉換。

所有的力學解題開始應對研究對象進行受力分析，代入運算時統一用力學的國際單位制（SI制），解題結束應對結果的合理性作出判斷。

2．研究對象的實體向物理圖景轉換。

宏觀物體（大到天體）；有做勻速運動的，也有做變速運動的；有個體，也否相關聯的群體。對題目給定的研究對象進行抽象思維，形成一定條件下的清晰的物理圖景。有趣的物理圖景促進學生的注意轉移，情感與圖景貼近，達到情景結合，有助于學生思維的正常啟動。

摘要:對經典力學范圍內現行的慣性觀提出了不同的看法，認為對于慣性要區分：個別研究對象的性質與存在的性質；保持某種狀態的性質與改變某種狀態的性質；物理學規律的動力學特性與審美性。

關鍵詞:慣性；存在；時間；空間

慣性是經典力學中的一個基本概念，同時它又是人們日常生活中的一個基礎性觀念，并且慣性問題也是經常被物理學界討論的一個話題（1）。可是，盡管經典力學經過了漫長的發展時期，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性（2），本文試從幾個方面對慣性進行了討論，望引起大家的共識。

一、慣性的意義

大家知道，慣性是物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質（3）。一個物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會一直靜止下去，而原來運動的則會一直作勻速直線運動。這里的問題在于：慣性是否是物體的性質？依據牛頓第一運動定律，任何物體均具有慣性。因而，看來慣性不是被研究物體的性質，因為這一性質是一切物體所具有的，也就是說它與物體的個別特征無關。因而，慣性只能是存在的一個特征，是被研究對象周圍的環境在此對象上的表現。換一句話說，它是存在于物體周圍的一種條件，一種約束。

二十世紀初，德國數學家諾特爾（4）證明了：空間平移對稱性導致動量守恒、空間轉動對稱性導致角動量守恒、而時間均勻性導致能量守恒。事實上，物體的慣性是時間均勻性與空間對稱性的必然結果。因而它與個別的特殊研究對象無關。慣性不是個別存在物的性質，個別存在物只是慣性的顯現者，慣性的本質與個別存在物的特性無關。從而我們就不能用反映個別存在物性質的量（例如質量）來測度慣性。因為慣性作為存在的一種顯現，并無大小可言，它只是存在之狀態的表達。

牛頓力學由于愛因斯坦注意了“落體失重”現象而建立的理論，有動搖牛頓力學基礎的意義。當我又注意了“受力物體質量內部的壓強梯度”現象時，抽象建立出關于物體內部新的空間概念及其物理量后，就補充了愛因斯坦的理論里只建立了“廣義慣性運動”的方程，而缺“廣義慣性力”的方程的缺憾，由此，總結出了新的原理（定律）系統，牛頓力學基礎改革應該是階段性的完成了。至于用此新基本定律怎么協調牛頓力學的機械能部分，還沒有深入探討。

牛頓力學基礎改革提綱

馬英卓

提要：

牛頓力學由于愛因斯坦注意了“落體失重”現象而建立的理論，有動搖牛頓力學基礎的意義。當我又注意了“受力物體質量內部的壓強梯度”現象時，抽象建立出關于物體內部新的空間概念及其物理量后，就補充了愛因斯坦的理論里只建立了“廣義慣性運動”的方程，而缺“廣義慣性力”的方程的缺憾，由此，總結出了新的原理（定律）系統，牛頓力學基礎改革應該是階段性的完成了。至于用此新基本定律怎么協調牛頓力學的機械能部分，還沒有深入探討。

【關鍵詞】牛頓力學；引力；等效原理；參考系。

前言

――把簡單的事情搞復雜了，太累；把復雜的事情搞簡單了，貢獻。――摘自某電視廣告詞。

無論是維護還是反對廣義相對論的人，其實都面對的是一團“亂麻”，說它對，也說不清對在哪，說它錯，也說不清錯在哪，那是因為沒有一個“對的理論參考系”。我的慣性力學三定律，也許提供了此“參考系”。相對論的產生，就是把空間問題（也是場的問題）引進到物理學里來，無論如何，這是一個進步。但是，僅把“運動”當作出發點，來定義空間，總覺得有點犯了循環邏輯錯誤的嫌疑，因為運動（速度）本身就是由時間與空間（距離）來定義的。用時間與空間來定義時間與空間，就好象是自己拽自己的頭發把自己拽起來一樣，不解決問題。因為“運動”僅是物體對它物的位置關系，而位置關系僅是物體屬性對外關系體現的一方面，不是全部。反過來，又僅以運動與空間角度來認識“屬性”，就犯片面性的錯誤了。廣義相對論還是正在“探索”過程中的不成熟的不能算作真正理論的理論。

我在我以前的文章里說過，物體的廣義慣性的對它物關系的體現有兩種，一個是力（作用關系），一個是運動（位置關系）。而許多人總是在運動（機械運動）上來思考什么慣性啊、引力啊、什么等效原理啊、什么參考系等等，這是片面的，是許多問題糾纏不清的根源之所在。又把“運動”關系當作出發點來思考，或僅以“運動”角度以為就可以解決什么屬性問題，就是本末倒置了。通常說“標”與“本”的關系，在力學里，僅從“運動”角度來解決力學問題，就是“治標”，不是治本。廣義相對論就是如此錯誤之大成者。永遠要值得注意的是，關系是某物屬性的體現，不是屬性本身。拋開了某物及某物的屬性，而要解決屬性問題，是解決不了的。廣義相對論就是拋開了物體這一最基本的前提，僅用什么度規什么坐標系（參考系）的變換來解決慣性及“引力”等問題，引得許多人到如今還在爭論不休，就是此原因。我們還是回到“物體”本身上來，回到體現其屬性的另一個關系――力作用關系上來。就容易解決許多糾纏不清的問題。在我這里，同樣的物理常識，就有了不同的思維方式。我在此是在重新調整力學的思維方式。

一、受力的物體內部到底發生了什么情況？

有人說受力（接觸力，像磁性力另說，而外力性質的重力與虛構性質的慣性力是在此我要重新認識的“作用”。）物體發生了形變，但這是外在的問題，此外在的形變也有因為物體內部的情況的變化引起的因素。受合外力為零（接觸力）的物體也形變。我們要看看在受到合外力為零與不為零情況下的物體的內部到底發生了什么情況。我現在舉幾個現象方面的例子：先用水性質的物體來說明一下。

提要

引力神話的根源還是牛頓力學隱含的絕對空間等狹隘的觀念、概念及其第一二定律。有兩個測量事實與“所有的物體之間都有引力”的結論有矛盾，說明有產生重力場的物體與不產生重力場的物體之區別。以幾個經驗事實為基礎的牛頓力學與廣義相對論就決定了它們的適用范圍，超出了其適用范圍的理論部分就成了垃圾理論。

前言

只知道用所學到的知識思考世界，而不思考我們的知識本身，是不能很好地認識世界的。知識是用一種觀念及一系列概念來建構的，我們的科學研究的一個重要方面，就是還要探索這些觀念及概念的產生的根源及其它們之間關系的合理性。產生錯誤認識的許多因素中，除了受到所獲得的客觀事實的不全面而帶來的局限性一面外，還有我們思維的缺陷而帶來的因素。我們在研究科學（包括理論研究）過程中，所遇到的許多困難及無意義的研究方向，往往是由于我們思維的缺陷所造成的。完善我們的思維，也是我們科學研究的很重要的方面。目前關于“引力理論”的研究所遇到的所有困難中，很多的因素是由于我們思維的缺陷所造成的。在我發表的文章中（包括本文），許多內容就是在探討哪些困難是由于我們思維的缺陷所造成的結果。

請讀者注意：在看我寫的文章的時候（包括本文），我是假定讀者已經瀏覽了我已經在雜志與在網站上發表的所有的文章。而在一些文章里，有些內容有重復的地方，這不是有意的在浪費讀者的時間，而一是因為每篇文章的側重面不同；二是由于要弄清“引力”問題要涉及到哲學（認識論、方法論等方面）、邏輯學、科學史、理論的一些觀念、概念及命題、數學公式、現象等等方面，我不得不分頭去論述。我會在適當的時候寫一篇“精練的有頭緒”的文章的。但是，根據認識過程的“規律”，我還是分頭寫一些文章，會先給讀者一個“感性”的認識的。然后，再看我最后的“精練”的文章，會有更深的理解與體會的。

（一）牛頓力學“力概念”的雙重涵義

提要

物體在受到外力（去掉外力性質的重力—引力及合外力不為零的情況下）的時候其內部到底發生了什么情況？這才是區別物體是否是廣義慣性運動狀態的根本標準。這涉及到牛頓力學物體概念內涵的改變。如果把熵狀態（熵空間）作為力學思維的出發點，許多糾纏不清的問題都好解決。

前言

——把簡單的事情搞復雜了，太累；把復雜的事情搞簡單了，貢獻。——摘自某電視廣告詞。

無論是維護還是反對廣義相對論的人，其實都面對的是一團“亂麻”，說它對，也說不清對在哪，說它錯，也說不清錯在哪，那是因為沒有一個“對的理論參考系”。我的慣性力學三定律，也許提供了此“參考系”。相對論的產生，就是把空間問題（也是場的問題）引進到物理學里來，無論如何，這是一個進步。但是，僅把“運動”當作出發點，來定義空間，總覺得有點犯了循環邏輯錯誤的嫌疑，因為運動（速度）本身就是由時間與空間（距離）來定義的。用時間與空間來定義時間與空間，就好象是自己拽自己的頭發把自己拽起來一樣，不解決問題。因為“運動”僅是物體對它物的位置關系，而位置關系僅是物體屬性對外關系體現的一方面，不是全部。反過來，又僅以運動與空間角度來認識“屬性”，就犯片面性的錯誤了。廣義相對論還是正在“探索”過程中的不成熟的不能算作真正理論的理論。

我在我以前的文章里說過，物體的廣義慣性的對它物關系的體現有兩種，一個是力（作用關系），一個是運動（位置關系）。而許多人總是在運動（機械運動）上來思考什么慣性啊、引力啊、什么等效原理啊、什么參考系等等，這是片面的，是許多問題糾纏不清的根源之所在。又把“運動”關系當作出發點來思考，或僅以“運動”角度以為就可以解決什么屬性問題，就是本末倒置了。通常說“標”與“本”的關系，在力學里，僅從“運動”角度來解決力學問題，就是“治標”，不是治本。廣義相對論就是如此錯誤之大成者。永遠要值得注意的是，關系是某物屬性的體現，不是屬性本身。拋開了某物及某物的屬性，而要解決屬性問題，是解決不了的。廣義相對論就是拋開了物體這一最基本的前提，僅用什么度規什么坐標系（參考系）的變換來解決慣性及“引力”等問題，引得許多人到如今還在爭論不休，就是此原因。我們還是回到“物體”本身上來，回到體現其屬性的另一個關系——力作用關系上來。就容易解決許多糾纏不清的問題。在我這里，同樣的物理常識，就有了不同的思維方式。我在此是在重新調整力學的思維方式。