“力学”与科学技术进步

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为便于理解，文中某些名词概念的描述不一定完全精确的符合“力学”的专业定义。
在谈论“力学”与“科学技术进步”的关系之前，熟悉一下人类发展与力的关系。

一、四种自然力
科学家发现，我们宇宙的所有现象，都可以简化成电磁力、强核力、弱核力和重力四种作用力，这四种力的作用强度（由强到弱）依次为：

（1）强核力 (Strongnuclear Force)：是夸克之间的吸引力，由胶子传递（束缚质子和中子于原子核中的是其附加效果由π介子传递）。在有效距离内，距离越大，力越大。
（2）电磁力（Electromagnetic Force)：包括电力、磁力和光本身，合称为电磁力。电荷（磁级）正负相同为排斥力，相反为吸引力。由光子传递，与电量成正比，距离成反比。
（3）弱核力(Weaknuclear Force)：弱核力左右了部分放射性物质的衰变形态，是造成β衰变一类的衰变的力。由希格斯粒子(W+、W-、Z0)传递，较弱，短程力，作用在夸克级的粒子。
（4）重力（或称引力）(Gravitational Force）：由引力子传递，与质量成正比，距离成反比。


历史地看：每当人类控制一项自然力，都能大幅提升人类所能掌握的能量，让整个社会改头换面。


可以想象，一旦人类将所有的作用力整合成一个超作用力，会发生什么？关于这一点，物理学家Paul Davies写到：“我们能够改变时空的结构，了解宇宙万物的来龙去脉，让物质变得井然有序。控制超作用力后，我们便能任意地组合与改变粒子，制造出前所未有的物质形态。我们甚至能左右空间的维度数，制造出具有不可思议属性的人工世界。我们将成为宇宙的主宰。”
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二、功率单位——马力
后面叙述中会用到“马力”的概念。

“马力”是工程技术上常用的一种计量功率的常用单位，1马力等于在1秒内75千克力移动1米所做的功，也等于0.735千瓦。

功率单位“马力”的由来：200多年前，工程师根据英国人詹姆斯·瓦特的设计，制造出了世界上第一批改良后的蒸汽机。一个啤酒厂订购了一台，啤酒厂主想确定一下蒸汽机的生产效率是否能够抵得上一匹马，于是，他从自己的马群中选了一匹最强壮的马，让它不住脚地连续干了8个小时。经过折算得出：一匹马每秒能够把75千克的水提高1米，即1马力=75千克力・米/秒。以后人们就把它作为动力机械的功率单位，一直沿用到了今天。

三、人类掌握“力”的历史
人类诞生的历史超过数千万年，在99.99%时间里，人类能够掌握的能量只是双手和肌肉的力量，大概只有八分之一（0.125）马力；


十万年前，随着手持工具的发明，人类的能量输出倍增，达到一又四分之一（1.25）马力；


牛顿发现万有引力和运动定律，让力学被简化成条理分明的方程组。现代机械原理催生出蒸汽机，人类掌握的能量达到数十到数百马力；


麦克斯韦尔方程式，启迪了爱迪生等发明家，人类进入电力时代，能量级数获得飞跃，极大地改变了人们的生活。


爱因斯坦的相对论，为人类打开了核能利用的时代，人类掌握的能量提升到足够摧毁自己所居住的行星的程度。
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参考文献与资料
1.苗同臣：《力学与工程概论》课程，2015-2020
2.《谈镐生文集》，北京：科学出版社，2006
3.武际可：力学史，重庆：重庆出版社，2000
4.钱令希、钱伟长、郑哲敏、林同骥、朱照宣：《中国大百科全书·力学》，中国大百科全书出版社，1985
5.国家自然科学基金委员会：《力学学科发展研究报告》北京：科学出版社，2007
6. “十二五”力学学科发展规划暨2011～2020年我国科学发展战略研究会议，2009年9月16日
7. 力学类微信公众号
8. 其它网络资源