内行看门道——————《奥运中的科技之光》评介

奥运百年梦圆,举国一片欢腾. 媒体热闹非凡,书市空前活跃. 且看屏幕、书店,奥运题材、 体育题材的,比比皆是,层出不穷. 虽说鱼龙混杂,但也涌现出一批经得起时间考验的上乘 之作,笔者手头的《奥运中的科技之光》$^{[1]}$就是一本值得推荐的好书. 作为中国力学学会``大众力学丛书'最先问世的一本(该丛书第一辑有5本),一上市,就受 到了读者的热烈欢迎. 根据``中国图书出版网(www.bnpcn.com)'2008年7月16日的报道, 在北京图书大厦(2008.7.7$\sim$7.13)销售排行榜中,高等教育出版社(蓝色畅想)的《奥运 中的科技之光》在科普类图书中名列第二. 不久前,我们的力学科普代表团出访宝岛台湾, 以大众力学丛书先出的三本书$^{[1\sim 3]}$馈赠给那里的力学同行,他们爱不释手,争相阅读,最后作为奖品,发给两岸中学生力 学竞赛的优胜者,《奥运中的科技之光》在彼岸也广受欢迎. 人们会问：为什么此书能在书海 中脱颖而出？是什么吸引了读者有点苛刻的眼光？这里给大家细说端详. 《奥运中的科技之光》脱胎于电视节目``科技与奥运'的解说词,这档节目由中央电视台、 交通银行和武汉电视台联合摄制,此书收录的35篇作品由电视片的文字稿改写而成. 作者赵 致真先生曾任武汉电视台台长,是一位资深的科教影视编辑、知名的科普作家. 一年前他受 命担任节目主编之后,夙兴夜寐,奋战二百天,``几乎天天`三更暂眠,五更复起',先后披 览了几百册中文和英文原版书籍,下载了海量的中外网页,`恶补'了一把体育运动 知识$\cdots\cdots2008-8-72008-08-08http://lxsj.cstam.org.cn/CN/10.6052/1000-0879-2008-393http://lxsj.cstam.org.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=137837奥运;科技;评介;题材;体育/qk/93530X/200804/27976463.html''(见作者的后记$^{[1]}$). 正因为有这样严谨、勤奋的精 神,使他充分掌握了相关资料, 并殚精竭虑地加以提炼、剪裁,写成了一篇篇有力度的佳作. 俗话说,``外行看热闹,内行看门道'. 就体育竞技而言,这里说的``内行'有两种. 一种 是体育竞技实践及其技巧的内行,如教练员和运动员,也包括一些资深体育``粉丝',他们 对一些体育项目的规律、技巧和要领了如指掌,或能运用自如,或能击节欣赏;另一种是体 育科技的内行,如体育教授和经过``修炼'的体育科普作者,他们对体育项目的内在机理乃 至体育设施的性能特点深有体会,因此,更能心领神会地把握体育竞技,欣赏它们的内在美. 本文所说的内行指的是后一种,此书作者是这一意义下的内行. 要掌握体育竞技的内在机理,需要掌握广博的知识,包括力学、物理学、机械工程学、人体 解剖生理学、运动心理学等等,其中最重要的是力学. 正如武际可教授所说：``竞技体育运 动的目标是更快、更高、更强,其中绝大部分都和力学有关,所以本书的主题大致上可以说 是体育竞技与力学学科的关系. '$^{[4]}$. 读完了此书,读者会感受到力学的确无处不在. 此书涉及体育科技的各个方面,大体说来,可分为两大类. 一类是运动技巧的力学原理,包 括各类技巧的人体运动及其与运动客体的相互作用、运动客体的运行轨迹及其内在规律,例 如,撑竿跳高握杆点的运行轨迹、各种跳高姿势的重心运移及其优劣分析、田径运动员的重 心运动规律、投掷物(标枪、铁饼、铅球、链球等)的飞行力学、大小球(如足球、排球、 乒乓球、网球等)飞行中的马格努斯效应产生的轨迹(香蕉球、飘球、弧圈求等)、游泳赛跑 时所受流体阻力分析、赛艇帆船前行中的伯努利原理、跳水和体操动作中转动惯量控制、滑 冰滑雪的力学机理等等;另一类则涉及运动器械和设施的力学和物理原理分析,例如,测时 测距测速仪表的改进和原理、现代跑道的复合材料力学设计、球拍球鞋球衣泳装设计的力学 原理、球场跑道的力学设计、防护用具的力学机理等等. 总而言之,本书全方位地勾画了与 体育竞技有关的科学原理,真正做到了周光召院士的题词中所说的:``通过科学欣 赏体育,通过体育理解科学'. 此书付梓之前,笔者曾有幸通读过全稿. 听说此书作者毕业于中文系,因此,更以审慎的眼 光关注书稿中涉及的科学内容,特别是有关的力学叙述. 令人拍案惊奇的是,从这一角度看 来,全书几乎无懈可击. 可见作者的科学底子不薄,也可见他长期从事科普工作的功力. 全 书构思缜密,叙述生动,文笔简练,行文流畅,读来引人入胜. 综上所述,本书是一本不可多得的力学科普著作,无论哪一行读者,都会开卷有益. 让我们 在享用奥运``盛宴'的同时,也来享用一下这份``配餐'吧！而且,如果你愿意,还可以一 直享用下去.     

介绍赵致真先生的科普新作——————《奥运中的科技之光》

在全世界都翘首迎接北京2008年奥运会之际, 作为首辑《大众力学丛书》中的一本全面介绍 奥运与科技的科普著作《奥运中的科技之光》由高等教育出版社出版了. 本期刊登的赵致真 先生的3篇文章：``横杆下`钻'过去的跳高', ``从香蕉球说开去'和``劈波斩浪走蛟龙' 就是从这本书中选出来的....     

矢量就是向量

Vector, 物理界叫``矢量', 数学界叫``向量'. 能不能统一? 网上甚至有人问, 两者在含义上是否有所差别? 其实, 在历史上, 数学界曾把vector定名为``矢 量', 而物理界曾把它定名为``向量'. 后来, 可能是为了尊重对方, 却对换了 一下, 数学用向量, 物理用矢量. 在20世纪90年代初, 国家名词委为此(vector) 召开会议, 想协调双方, 由主任钱三强亲自主持. 我曾戏称这是个``一字会'. 当时的情况是, 学科有分支, 术语有派生, 犹如家族有后裔. 祖宗互相谦让, 但 子孙繁多, 已无法协调. 钱先生在会上没有说倾向于哪方面的话. 矢量、向量的 分歧, 一直维持到今. 力学这学科, 和数学、物理同样有``亲', 力学中vector 用什么? 当年我在``一字会'后还有情绪, 埋怨钱先生作为领导``不表态'. 过 了好些年, 才懂得这类事, 最多只能因势利导, 不能靠行政命令或专家拍板. 事 实上, 台湾物理界至今用的是还``向量'. 术语, ``审定'已难, ``统一'(统到一个)更不易. 讲句笑话, 连``术语'自身 不是又称``名词'吗? 协商而得统一的也有, 物理界对stress和strain的定名由 原来的``胁强'``胁变', 改为和力学界、工程界一致的``应力'``应变', 阻 力不大. 得不到统一的则很多. 比如loading, 土木建筑界用``荷载', 航空界 用``载荷', 还有用``负载'的. 中学物理教科书强调``压力'``压强'的不同, 而市场上测压强的仪表大多标明为``压力表'. 力学原是物理学的一部分. 最早正式公布的有关术语规范是清政府学部的《物理 学语汇》(1908年). 整整100年了, 矢量、向量并用, 未见统一. 100年对 于vector定名的过程、来龙去脉、哪些专家参与、各自的理由, 作为专题调研, 可另写出一篇不短的报告. 这里我只是借此说明, 术语工作不可缺, 但也急不得.     

一个魔术的动力学分析——————铁环与铁链套结过程

 一个称为``喜结良缘(魔结)'的魔术,实质就是在铁环下落过程中应用了动力学原理. 文 中对若干细节进行了动力学分析,让人们知道这个魔术中的力学应用.     

关于《船舶结构力学》的思考——————改革《船舶结构力学》教科书

介绍《船舶结构力学》教科书的过去和现在. 从阅读一本《船舶结构力学》教科书稿, 引起 对``结构'、``结构力学'、``船舶结构力学'等问题的思考. 提出改革《船舶结构力学》 教科书的建议, 并提出《船舶结构力学》教科书的主要内容及编写主线的意见.     

中国科协第235次青年科学家论坛简介————-极端复杂测试环境下实验力学的机遇与挑战

由中国科协主办、中国力学学会和北京交通大学共同承办的``中国科协第235次青年科学家论坛'于2011年5月27$\sim$29日在北京交通大学召开.本次论坛的主题为``极端复杂测试环境下实验力学的机遇与挑战', 论坛主席由北京交通大学王正道、中国科学技术大学龚兴龙、国家特种设备检测研究院丁克勤和清华大学冯雪共同担任.      

从"野渡无人舟自横"到"香蕉球"技术

 借助流体力学的伯努利原理揭示了``野渡无人舟自横'的力学实质, 并把这一理 论用于足球``香蕉球'的计算, 从而给出了``香蕉球'水平方向偏离距离的定量结 果.     

《拉家常 说力学》作者的话与篇目

说来别见笑. 如果从1958年我从北京大学数学力学系毕业算起,混迹力学界已经50年了. 50年来虽然写过和指导学生写过不少论文,但直到接近耳顺之年,才真正认识到,写文章是 给人看的. 1987年,我受命于中国力学学会,出任综合性力学学术刊物《力学与实践》的主编. 为了改 进刊物,我曾经同我所从教的北京大学力学系的部分学生座谈,问他们看不看这本杂志. 他 们说看不懂. 这件事对我触动很大. 《力学与实践》是我国力学界一本发行量最大的杂志,其中的大多数文 章,却连本行业的大学生和研究生都看不懂,这说明杂志的文风存在问题. 进而一想,现在 学术界的确有一种把浅显的东西说得深奥难懂的趋向. 似乎写得愈是难懂作者的学问愈是高 深. 对这种情况,我回忆起在20世纪30年代学界有一则歌谣说：``深入浅出是通俗,浅入 浅出是庸俗,深入深出还犹可,浅入深出最可恶. '} 联想到我自己过去发表的有些论文,虽不一定够上``最可恶'但也面目可憎,不禁汗颜. 我 想,杂志应当办得深入浅出、为人们爱看,必须从自己做起. 为此,我便约了好友王振东教授共同写一些大学生容易看懂而且有趣的文章陆续在《力学与 实践》上发表,搞了一个专栏名叫《身边力学的趣话》. 几年下来,居然达到20多篇,由南 开大学出版社结集为《力学诗趣》. 这些文章影响所及,《力学与实践》后来收到不少作者同 样风格的来稿,大大丰富了杂志的内容. 有一回,我应邀到太原理工大学给学生做报告,到会的学生比我预计的要多出许多. 在报告 开始前、学生们嘈杂的谈话声中,我听到有两位说``这就是捞面条的那个老师'. ``捞面 条'指的是我的``捞面条的学问'一文. 后来还不断收到读者来信同我讨论我们文章中的问题. 这些使我意识到我们的努力收到了一点效果. 之后,同行和好友给我许多鼓励. 1997年我去香港访问,香港科技大学的余同希教 授说：``多写点这种文章,这比你写论文对社会的贡献还要大. ' 2000年,在大连遇到力学界的老前辈、中国力学学会前理事长钱令希先生,并向他索要墨宝. 他 当天就送我一幅条幅,以一手漂亮的行书写的是张继的《枫桥夜泊》诗,并在落款中附记云： ``唐诗寒山寺《枫桥夜泊》素为脍炙人口之绝唱,力学家武际可著有《力学诗趣》,书中曾就 夜半钟声句中概括之声音夜间传播之现象,以科学之美增益诗情画意之美. 谨志'. 这段话 指的就是我的``夜半钟声到客船'一文. 通过这一段写作实践,对什么是``科普'才算是有了一点真切感受. 有人把高技术,像纳米 技术、基因工程介绍给大众;有的把新产品,像可视电话、高清晰度电视介绍给大众;还有 的则是把科学技术中的新思想,像宇宙大爆炸、反物质等介绍给大众;更有的则是把奇怪事 物收集起来,像尼斯湖的怪兽、百慕大三角洲、UFO、神农架野人等等. 总之,见仁见智,不 一而足. 而我的体会是,科普是要把科学中最普遍的规律中的美阐发出来,以通俗的语言使 尽可能多的读者领悟. 科普不是猎奇. 它的真谛不仅是介绍,更主要的是挖掘和阐发、是研 究、是创新. 因此只有作者对科学深深热爱了,并且体味和挖掘出科学规律中的美来,才能 写出以科学美来感染人的文章. 科普的对象不仅是青少年、门外汉,而且可以是中老年和专 家. 钱令希教授对我的题词就是对我们在这方面努力的一种肯定、鼓励和概括. 在《拉家常 \ 说力学》这本小册子里收集的32篇文章,就是这些年来我写的科普 文章的一部分. 其中排在最后的三篇,与力学关系不太大,但涉及技术发展和科学 精神方面,也一并附在后面. 我眼下已经退休,将沿着这条路走下去,科普写作将变为我的主要追求和爱好. 希 望能够为科普做出更多贡献. 为了使读者理解这本书的大致内容,将它的目录列在下面:} 《拉家常 \ 说力学》的目录: 力学科普丛书序言 戴世强教授序 1.捞面条的学问 2.倒啤酒的学问 3.从土豆的内伤谈起 4.马尾为什么提不起豆腐来 5.洗衣机为什么老翻衣服兜 6.从肥皂泡说起 7.从窑洞的冬暖夏凉谈起 8.漫话高压锅 9.谈火的进步 10.钟表和力学的发展 11.灰尘为什么会扬起来 12.人类是怎样学会量血压的 13.被中香炉与万向支架 14.坐在大汽车的后排为什么比坐在前排要颠 15.从噗噗噔儿谈到非线性 16.甩鞭子为什么会响 17.从抽陀螺到惯性导航 18.从打秋千说开去 19.从麻脸的高尔夫球谈起 20.飞盘是怎样飞行的 21.飞去来器为什么会飞回来 22.《格列佛游记》的错误 23.跳蚤应当与人跳同样的高度 24.夜半钟声到客船------谈声音和波的传播 25.千锤打锣一锤定音 26.怎样制作笛子 27.公路交通事故 28.说热机效率话冷却塔 29.马路,是越宽越好吗 30.西方的放血疗法是怎么回事 31.从``腐草化萤'说起 32.谈镜子     

自然界鱼类游动的力学现象与丰富多彩的仿生鱼设计

汉代辛氏《三秦记》中记述:``龙门山,在河东界. 每岁季春,有黄鲤鱼自海及诸川,争来 赴之. 一岁中,登龙门者不过七十二. 初登龙门,则有云雨随之,云火自后烧其尾,乃化为 龙矣. '民间``鲤鱼(Carp)跃龙门'美好的传说一直流传至今. 为什么在传说中选择鲤鱼 去跳龙门呢？不但因为鲤鱼长着``鱼须'酷像``龙须',更重要的是鲤鱼能够较迅速地跃出 水面. 那么鲤鱼是靠什么跃出水面的呢？尾巴！这一定是大家的回答. 答案是肯定的. 从力 学原理的角度上讲,鲤鱼能否跳过龙门取决于它跃出水面的速度和角度.     

流变学中的 Deborah 数

流变学所考虑的对象,可以说介于固体和流体之间. 固体力学中考虑介质的变形,流体力学则考虑介质的流动,流变介质既有流动又有变形. 创立流变学的是美国的宾厄姆 (C.E.Bingham 1878$\sim$1945, 也翻译为宾汉),他把流变学定义为``流动和变形 的学科'. 但是, 他为流变学起的名词 rheology 却是``流 rheo 的学问 logy', 他为流变学会的会徽上写上了希腊文``一切皆流'. 我不清楚在中文里,``流变学'这个词是怎样确定下来的, 大概是``约定俗成'吧. 最早正式出版的流变学中文书为袁龙蔚(1928$\sim$2004) 编著的<流变学概论>(1961年, 上海科技出版社) . 汉语术语``流变学'体现了``既流又变'的性质. 流变学中有个无量纲数 Deborah 数, 是以色列学者 M. Reiner (1886$\sim$1976)引进的, 这个数的定义为松弛时间与观测时间之比,它刻画了``像流体那样流动'的程度. 形象化地说, Deborah数很小, 则介质变形是主要的, 这个数很大, 则流动是主要的. 极而言之, 固体变而不流,则 Deborah 为零. 流体在流, 说变形已不合适, 则 Deborah 数为无穷大. Deborah 的汉译, 《力学名词》(科学出版社,1993年)和《流变学词 汇》(科学出版社, 1990)都是``德博拉'. 这个 Deborah 是圣经中一个女先知的名字,现也作为女子常用名字. 在圣经通用的版本中, 女先知 Deborah 译为``底波拉'. Reiner 引进的无量纲数以 Deborah 命名, 因为这个女先知说, 在上帝面前, 大山也会流动. 有趣的是, 圣经的现代翻译(英文,中文)里, 查不到``山会流'的说法, 而 Reiner则认为, 英文翻译得不确切, 没有忠实于圣经旧约的原文------希伯来语 (注意: Reiner 是以色列人). 圣经 (教会内规定版本) 上有关的话为: 士师记,第5章, 5:``山见耶和华的面就震 动', 相应的英文为 Judges, 5.5:``The mountains quaked before the Lord.' Reiner 关于 Deborah 数的短文见 Physics Today, vol 17, No.1, p62.     

说说"量纲"和"量纲一"

不久前,王振东给朱照宣写信说道: "我那本<诗情画意谈力学>在出版时,曾对‘无量纲数'一事与出版社有过讨论.""我指出:某页某行,将‘无量纲化'、‘无量纲的'错为‘量纲一化'、‘量纲一的'.这已经是概念性错误了."回函称: "根据现在的‘物理量和单位'的标准,凡是‘无量纲'的说法现在都改为‘量纲为1,这种说法了,就是说无量纲的量并不是没有量纲,而是它的量纲是单位1.这是现在法制推行的国家标准,遇到时必须要改."     

漫谈热胀冷缩的``功''与``过''

 热胀冷缩现象在我们周围随处可见，只有更好地掌握它的规律，才能避免或减小它的危害， 利用它为人类造福.     

《应用力学评论》收录《力学进展》英文摘要

近期接到《应用力学评论（ＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓＲｅｖｉｅｗｓ）》主编ＡｒｔｈｕｒＷ．Ｌｅｉｓｓａ的来信,决定将《力学进展》综述文章的英文摘要收入其刊物,并授权我刊可选译刊登《应用力学评论》的综述论文．另据中国科技信息所信息分析中心的统计分析,《力学进展》在其所收录的１２００多种期刊中各项指标分别为：总被引次数２２１,影响因子０．６４８,即年指标０.１３３,自引总引比０．１１;地区分布数１３,基金和资助论文比例０．６９．其中影响因子列物理力学类期刊第３名．指标综合加权评分为７５.３３.《应…     

“润滑”之新解

润湿与润滑分别属于两个不同的研究范畴,但两者之间又有着必然的因果关系.本文简要介绍了表面"润"与"滑"之间的关系;并归纳出一般规律,即,对于固-固接触摩擦为"润"而"滑",而对于固-液接触摩擦为"润"而"黏","去润"而"滑".     

我与《力学与实践》

《力学与实践》是1979年2月创刊的．1978年我收到了中国力学学会筹备杂志创刊的约稿信，就以当时所进行的胶片涂布科研工作为背景，用我1977年底在厦门召开的一次全国会议上的报告稿为基础，写了一篇综述文章“具有物理．化学反应的薄膜流体力学”寄给《力学与实践》．1978年10月正在上海无线电13厂接收、检验DJS-21电子计     

应力集中的“善”与“恶”——————漫谈应力集中的利用和防治

 在日常生活中,应力集中的应用给生活带来了方便. 在工 程结构中,应力集中的存在,给结构带来了危害. 扬应力集中 之“善”,抑应力集中之“恶”,是人们的追求.