力学学习之乾坤大挪移

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武林至尊，宝刀屠龙。号令天下，莫敢不从。倚天不出，谁与争锋！”

在金庸武侠小说《倚天屠龙记》中，屠龙刀被尊为武林至尊，天下唯一能与之争锋的只有倚天剑。小说中，峨眉派灭绝师太凭借倚天剑树立了自己的武林地位。纵观灭绝师太一生，只有过两次失败，一次败于武当张三丰手下，另一次败于学成乾坤大挪移的张无忌手下。

李连杰电影版《倚天屠龙记》中，张无忌在秘道中练成乾坤大挪移，直达光明顶。在与灭绝师太的对战中，只见张无忌身形晃动，瞬间就贴至灭绝的身边，灭绝还没来得及拔剑，已被张无忌夺走，随着“妖尼姑”的骂声，连扇灭绝多个耳光。这与电影开篇灭绝在武当扇张无忌母亲耳光，辱以“妖女”两厢对比，真有一种恶气尽出、全身舒畅之感！

似乎可以看出，乾坤大挪移的功力又在倚天剑、屠龙刀之上。然而，这么好的一门武功，却明码标价，非明教教主不能修炼，实在令人惋惜！如果抛开江湖武学，领会乾坤二理，懂得乾坤挪移，将其应用于力学学习，也可以成为我们的学习宝典。更令人惊奇的是，金庸在小说中描写的乾坤大挪移有七层功力，恰好可对应于乾坤大挪移学习力学的七个阶段。

乾坤大挪移第一层功力讲运气导行、移宫使劲的法门。运气几乎是所有武学的第一步，以乾坤大挪移学习力学，运气则意味着要从整体审视力学，理清力学中的乾坤；制定相应的学习计划，明确努力方向，也就是移宫使劲的方向。

将学习视为人与知识的交互过程，这里人是主体，具有主观能动性；知识是客体，可视为静态的学习对象。无论是人还是知识本身，它们都各有乾坤。首先，所学知识中的“乾”就是指占据主体地位的核心知识，起统领知识体系的作用；“坤”则代表辅助主体理论得到完善的内容，属于从属地位。其次，人在学习中如果具有“坚定目标，勇攀高峰”，可取得瞩目成就可谓“乾”，“不计得失，任劳任怨”甘当配角实现非自我性目标可谓“坤”。

以乾坤大挪移学习力学，就是要针对于不同的学习阶段，以人的乾坤与知识体系的乾坤相组合（有四种组合），适时的调整自己的心态和策略，顺境中顺势而为，逆境中扭转乾坤，以获得最佳的学习效果。为了说明这一点，我们首先来分析一下力学知识体系中的乾与坤。

从力学的发展历史来看，力学的主要来源有三个：一是数学、二是物理、三是工程。数学、物理为基础学科，工程为应用学科。其中，数学和物理比较明确，但工程门类众多、使人无从下手。在我看来，工程都可以分解为“机械、土木、材料”三门学科，因为机械侧重于“动”的机构，土木侧重于“静”的结构，材料侧重于实体的“骨料”，其它工程学科都可被视为“机械、土木、材料”的组合或延伸。

例如水利工程，大坝、水渠等工程结构，可认为属于土木工程；而对于水闸、枢纽等部件由于需要开合以控制水量，可认为是机械工程。可见，土木的“静”加机械的“动”，再加以材料的“骨料”，如根据水利工程的不同部件需求，综合使用混凝土、金属材料、防水涂层等各类材料组合出水利工程。

再例如自动控制。一般情况下，机械系统包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵控制系统等四个子系统，最初人们对于机械的操纵是手动的，后来设计出各类反馈系统，结合编程实现机械系统的自动控制，这可认为是机械系统在操纵控制子系统的延伸。

这样的例子可以举出很多，例如核工程相当于动力系统采用了核能源的机械工程，海上工程（跨海大桥、石油平台等）相当于考虑了台风、腐蚀等严苛服役环境影响的土木工程，航天器相当于考虑太空环境的机械工程，通信技术相当于拓展了人机交互功能等等。

因此，以“机械、土木、材料”代替工程学科，可以画出力学与支撑学科的示意图，如下图所示。以力学为主体，力学就是力学体系中的“乾”；数学、物理、机械、土木、材料为辅助，它们就是力学学习的“坤”。我们明白了这一层，并能制定出相应的学习计划，就可谓具备了乾坤大挪移的第一层功力。

图1 力学乾坤结构示意图

乾坤大挪移第二层至第六层的功力，对应于实现力学与上述五学科之间的交互关系。张无忌练完第二至第六层功力时，只觉得全身精神力气无不指挥如意，欲发即发，欲收即收，一切全凭心意所至，周身百骸，十分舒服。如果学习力学能理解五门支撑学科中的相关知识，再来理解和应用力学，一定也会感觉指挥如意，舒服万分。

修炼第二层至第六层的功力，主旨在于颠倒乾坤二气，颠倒之后，“乾”就成了“坤”，“坤”就成了“乾”。这意味着，虽然我们将力学视为主体，将五个辅助学科视为辅助，但在学习中，遇到数学、物理、机械、土木、材料问题时，就要把它们颠倒为“乾”，并视为专业主体来学习，如果相关知识在课程学习中为“不考”的内容，自己就要使出“坤”的精神，任劳任怨，不计得失。不过实际上，这些知识强化了力学学习的效果，是只得无失。强调这一点，主要是为了避免力学学习者认为学习其它学科是其它学科的事，与力学无关，从而在心中竖起高墙，从内心排斥其它学科的学习。

不过也需要注意，乾坤大挪移并不是要求大家按照数学、物理、机械、土木、材料各自学科的学习体系，一字不漏的学习，那样就丢了力学的魂。以乾坤大挪移学习力学是将力学视为认识自然与工程的线索，在这条线索上遇到相关的问题，及时转化，把相关学科中的知识补充到力学这条线索上来，让自己的知识体系构成以力学为主、相关知识为辅助的“面”，而不是仅仅停留在力学这条“线”上。

从现有的课程体系来看（没有系统调研），力学专业均开设有数学、物理，但对于工程学科的介绍相对不足，导论课程提供了较为全面的学科概览，我建议力学专业的同学可旁听或自学《机械工程概论》、《土木工程概论》、《材料科学/工程导论》三门课程，配上课程中的数学、物理，就可以修炼乾坤大挪移的第二至第六层功力。

小说中，乾坤大挪移的第七层功力比前六层要难很多，张无忌修炼第七层功力时，一时之间难以理解，阻碍重重，直到篇末共有19句未能练成。金庸解释到，原来当年创制乾坤大挪移的那位高人，内力虽强却也未能练成第七层功力，只练到了第六层。他所写的第七层心法，只不过是凭着聪明，纵其想象，力求变化而已。

那么，力学学习的乾坤大挪移第七层功力意味着什么呢？答案就是创新。以力学为主，结合数学、物理、机械、土木、材料实现发明创造，解决工程难题或创立出新的理论都可谓达到了乾坤大挪移的第七层功力。这一步已抛诸主体，为未有之新事物，所以难以轻易达成。就像大多数人学了一门学科，终生也只是利用学过的知识，并不会创立出新理论。如果为了创新而创新，大多不会出现真正有价值的创新。这就是第七层功力的难点所在。

但第七层功力虽然难，只要机遇得当，在前述六层功力已达成的前提下，创新也或许可渠成水到。这里，我们举我国著名核物理学家于敏 (1926-2019) 的例子。1960年底，于敏接受了氢弹的研究工作。对于他个人而言，这是他一生中的一次大转变。由于他生性喜欢做基础研究，且在当时已成绩斐然、已有名声；转向研究氢弹，就意味着必须放弃已获得了一切，承担压力大、任务重、集体性强的工作，并且要隐姓埋名，甘愿奉献。1960~1988年，于敏的名字和身份都是严格保密的。

图2 我国著名的核物理学家于敏

功夫不负有心人，几年后于敏提出了世界上除美国“T-U构型”（泰勒·乌拉姆构型）之外的，被外媒称为“于敏构型”。与T-U构型相比，于敏构型有十分突出的优点，第一次爆炸就实现了小型化，而且可长时间保存。要知道在此之前，世界上的氢弹只有美国的“T-U构型”，苏联（1991年解体，今俄罗斯继承了其主体）靠间谍获得了美国技术，英国通过技术合作也学自美国，法国又通过英国掌握氢弹技术。换言之，我国的氢弹独此一家，这就是于敏构型的价值。2019年9月（同年1月去世），于敏被授予“共和国勋章”。

于敏从已取得突出成绩的基础研究转向氢弹研究（可认为是工程研究），从研究属性上说，他从“理论研究”转向“实践研究”，这是他研究领域的一次乾坤大挪移。从他的人生角度看，从“成绩斐然、已有名声”转向“隐姓埋名、甘愿奉献”也是一次乾坤大挪移。随着“于敏构型”的问世，也成就了乾坤大挪移第七层功力。

有时候，创新或许没有想象中那么高不可攀。有着中国居里夫人之称的何泽慧（1914-2011，钱三强夫人，山西灵石人）在接受央视《大家》采访时，主持人问：您当时在居里实验室，您和钱老是怎么发现三分裂、四分裂的？。何泽慧直接回答到：“看见了就发现了”，又说“做工作细致一点，谁都会发现”。这就是大家眼中的创新。

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我想，不仅是于敏、何泽慧这样的大家，只要能在自己的研究领域、工作岗位，做出有益于技术进步的创新，都是乾坤大挪移的大成者。当我们关注他们身上的光环时，也应关注他们背后奋斗的艰辛。首先要对所学的知识体系有所认识，明理知识体系的乾坤；在学时中更有懂得乾坤的精神，需要行“乾”时，当仁不让，需要行“坤”时，任劳任怨，审时度势，实现自己学习、生活中的乾坤大挪移，或许取得成就，就会成为渠成水到！

来源：力学酒吧微信公众号（ID：Mechanics-Bar），作者：张伟伟 太原科技大学。