博雅云讲坛 | 浅谈力学科学与哲学

2022/2/11

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北京大学招生办

关键词：博雅云讲坛

编者按

大师云集，精英荟萃，又是一年开学季，“博雅云讲坛”系列也如约回归。从神秘难解的古代文明之谜，到日新月异的现代前沿科技，从中华大地源远流长的古老历史，到瞬息万变的当代国际局势，古今中外，天文地理，让你足不出户也能感受不同学科的无穷魅力。博雅云讲坛“理学讲堂”、“人文讲堂”系列讲座涵盖物理、化学、生命科学、地球空间科学、哲学、语言学与文学、历史学、考古学等多个专业领域，16位知名学者重磅开讲，与你一起畅游知识海洋，勇攀学科高峰。

主讲人介绍

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魏悦广，中国科学院院士，北京大学博雅讲习教授、力学与工程科学系教授，中国力学学会副理事长；曾任中科院力学所学术委员会副主任、中国力学学会固体力学专业委员会主任、《力学学报》主编等，并曾担任科技部 973、基金委创新群体、中科院国际学术团队等项目首席科学家。

魏悦广院士主要从事固体跨尺度力学、弹塑性断裂力学、复合材料力学等研究。在国际上建立了协同考虑应变梯度和表界面效应的跨尺度力学理论；建立了可压缩应变梯度理论和适合应变梯度理论的有限元方法，突破了传统力学理论预测极限，引起跨尺度力学研究在国际上的广泛开展。获国家自然科学奖二等奖两项、三等奖一项、国家杰出青年科学基金、中国青年科技奖和中国科学院青年科学家奖等。

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在自然科学领域，力学是一门基础学科，它是几乎所有工程类学科的科学理论基础，同时又与其他基础学科（数、理、化、天、地、生等）保持有深度的交叉与融合。早期力学被称为“自然哲学”，其对科学技术前期发展无疑起了重要的指导作用。在现阶段如何认识、普及和正确应用力学的基本原理和方法，对推动现代科学技术的发展同样具有重要的现实意义。本次讲座从浅析现代力学科学与哲学基本关系出发，使同学们对力学的基本原理和方法、力学在现代工程技术发展中所起的实质性指导作用等有一个基本的认识和掌握。

魏悦广老师首先回答了什么是力学科学这一问题，指出力学科学似乎是人们要寻找的揭示自然界奥秘的那把“万能钥匙”，如果它确确实实存在的话。从力学史发展角度看，古代力学在一些古代文明国家里似乎一直被视为一种“技巧”而存在并发展着，但在其发展过程中人们似乎只注重经验的积累而缺乏科学的思维逻辑及概念意识；然而在另一些古代文明国家，特别是在古代的欧洲国家，由于它们受早期古希腊哲学思潮熏陶，具有科学思维逻辑的氛围，贯穿在力学的发展过程，以致于诞生了牛顿力学科学体系，后来经过不断的完善和发展，特别是变形体及连续介质概念的提出，逐步完善为以牛顿力学体系为代表的经典力学科学体系。直到近代，该体系已经可以演绎到近似地反映几乎所有自然界事物的运动规律，极大地促进了近、现代工程技术的发展和人类社会的进步。人类基本上实现了可由经典力学科学理论回答工程产品的质量、寿命以及失效等的相关问题。经典力学科学体系的建立、发展和广泛应用，也在一定程度上改变了人们认识世界和改造世界的思维方式，基本形成了科学理论与实践技能相结合的思维和工作方法。

随着科学技术的发展，人类时刻向往着更高层次的物质文明和精神文明，向往着享有和使用更加先进的材料与工具、更加清洁的能源、更加优美的环境等，然而这些美妙的愿景所表现出的自然界规律常常超出了经典力学科学理论所能刻画和预测的范畴，最具代表性的科学规律是跨尺度力学规律，即微观效应对宏观行为的影响规律，为了刻画它，迫切需要发展新的力学科学理论。魏悦广老师讲述了如何打造力学科学的升级版。魏老师首先阐释了跨尺度力学行为的早期表征方法和代表性研究，特别是“鬼力”问题的发现及消除“鬼力”的研究。他着重介绍了国际上围绕协同考虑应变梯度和表界面效应建立的跨尺度力学理论和微观/宏观跨尺度关联方法的研究进展，详细阐述了已经打造出的力学科学升级版——跨尺度力学科学。

讲座中，魏老师为同学们浅析了力学科学的逻辑学、美学、伦理学、政治学与形而上学等哲学特色，阐述了力学科学与自然事物间的逻辑学关系。从力学科学与哲学角度看微观/宏观跨尺度力学行为的表征方法，能够对这一学科形成一种新的全局观。讲座最后，魏老师与大家分享了对力学科学未来发展的思考与展望。力学在多个领域占据重要地位：在自然科学领域，力学是基础学科，是几乎所有工程类学科的科学理论基础。通过听讲，也使我们从一个侧面客观了解了东西方在对自然界认识上存在的差异，了解了当前我国面临西方国家在科技领域的“卡脖子”问题的实质。希望更多有志于这一学科的同学能够开拓思路，多元思考，不断攀登力学科学领域的新高峰。

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