《丁光宏：力学与现代生活百家讲坛讲稿.docVIP

丁光宏：力学与现代生活（百家讲坛讲稿） ?? ? ? ? 同学们，下午好，今天咱们主讲的题目是现代生活与力学，谈到力学，同学们肯定就要问，什么是力学？那么，大家可能说，力学是物理，为什么呢？因为我们中学里面，学物理的第一章就是力学。那进入大学以后，大家可能有点困惑，复旦大学，北京大学清华大学它已经有了物理系，为什么还有力学系？如果是一样的话那就没有必要了，今天这一讲，我们就给大家解释解释，什么是力学。那么，讲力学之前，我们来看看我们生活当中，我们的上边，发生的一些事情。1986年1月28号，美国挑战者号航天飞机升空，仅仅1分12秒就爆炸了，刚才画面说是未知原因，后来，经过美国太空总署的调查，发现，导致这起几十亿美金的航天飞机的坠毁和7名宇航员的遇难，是一个小小的橡皮圈，而这橡皮圈的失效就是它力学性能的失效。就是在研制这个橡皮圈的时候，没有考虑到温度对材料的力学特性的影响，导致了这场灾难。那么，发生在最近的一次事故，是1998年的2月16日，台湾华航676号航班从印尼的巴厘岛飞往台北，在离台北桃园机场20公里处突然坠毁，机上186人全部遇难，后来这是一家300客机，后来这家客机调查发现，纯属人为操作意外。那么大家觉得很奇怪，我们现在可以把人送上月亮，还可以把他接回来，可以把人送上太空，那么我们为什么对这个简简单单的飞机还会发现操作意外呢？这个最主要的原因就是飞机的飞行它的力学特性决定了飞机在起飞和和降落的时候，最容易出事。那么什么原因，我们后面再看。空难或许大家可以理解，但是，发生在我们身边的在地面上的许许多多的因为工程设计的缺陷，或者说我们在设计当中，对力学的特性了解不够，或者对力学的性能了解不够，而产生的一系列灾难，往往是不可饶恕的。1940年，美国西海岸华盛顿州，建成了当时位居世界第三的塔库马大桥。是一个悬锁桥，当时这个桥梁的设计师是设计这座桥可以抗每秒60米的风速，然而，非常不幸，桥造好刚刚四个月，就在每秒19米的小风的吹拂下，倒塌掉了，非常巧合，当时，好莱坞有个电影队正在这个桥边拍电影，他当时就不拍电影调转机头，摄像机头就把这个大桥整体的坠落过程全排下来了，使得我们今天能够看到这个过程，由于当时电影技术比较落后，所以，是黑白的是无声的大家可以看一下这个过程。你们看这个下面的人还戴着礼帽，帽子还没有被风吹掉，因此，证明风并不是很大。我说是小风，稍微比微风大一点点，但是那个桥抖动的幅度，已经两到三米用了，至少振幅有两到三米，好了，灾难发生了。非常恐怖，非常可怕。当然，后面的风是一直吹，把它的引桥都吹倒掉了，大家觉得很不可思议，这么小的风就把一座大桥吹倒掉了，什么原因？当时40年代不知道什么原因，那么这个原因最后在80年代的时候被解答了，更会我会告诉大家是什么原因。1998年6月3号让德国人非常骄傲的德国的快速列车突然出轨，这个我们中央电视台当天晚上的国际新闻也播报了，造成102人的**，88人的重伤惨剧，事故发生的当天，德国政府就宣布，所有德国行驶的高速列车一律降速，降到每小时60公里以下，那么，为什么会造成这个事故呢？那么，事后的调查也是非常可惜，是一个在车轮上面的一个卡箍，就是防止车轮跑出来的一个非常小的部件，大概我想不会超过1000马克，那个东西的价值，就是那样一个部件，因为长期的运作当中，产生了力学当中叫做疲劳断裂，它断掉了，那么，最后火车在穿过高速公路的桥梁的时候那个的断掉的卡箍碰到桥梁旁边的部件，产生一个侧向力让火车出轨。那么，火车出轨的时候，刚好就像一个刀子一样，切断了高速公路的桥的桥墩，高速公路整个压在列车的车厢上面了，所以，102人当场**。这是一次非常惨痛的教训。所以现在大家乘火车的时候，会看到，火车进站以后，工人师傅会拿着榔头去敲火车，为什么？就是防止这种事情再发生。那么还有不幸的。1982年的7月17日，美国堪萨斯州的凯悦大酒店舞厅里面，歌舞升平，人们翩翩起舞，但是，不幸的灾难突然发生，比我们在座的会场还大两倍的一个舞厅里面，上面的顶棚突然断裂，造成，我们这样没事，上面没问题，造成113人当场砸死，200多人重伤。后来发现为什么会产生这次灾难？是设计师没有按照力学家或者说力学工程师给他的建议，在大厅里面多装几个柱子，原来，力学结构设计的时候，告诉他这个地方必须装柱子，但是，建筑师为了大厅的开阔，把柱子给拔了，导致上面的天花板弯曲过度产生断裂。这是一个典型的力学的事故。当然，还有很多很多悲剧，今天讲悲剧大家心情不好，我们在这里就不举了，当然力学也不仅仅是这些悲剧的东西，还有很多给我们带来很愉快的事情，那么大家会这样想，为什么会发生这些呢？这些事情为什么会发生呢？这就是我们力学要回答的，或者就是说，我们力学必须因此的，换句话说也仅仅有力学能够回答，别的学科是没有办法回答的。当然，力学给