再论“大振动”现象及“振动利用”初探

Lorraine

作者：应怀樵（北京东方振动和噪声技术研究所）
摘要： 本文阐述了“大振动”新概念。从两个方面阐述“大振动”问题，指出物质是振动的，宇宙是振动的，振动是物质运动的基本形态。它对我们日常生活和工农业生产的重要意义，引出了振动工程的重要性。文中对振动利用的广阔前景作了初浅的探讨。  

1、引言：
  振动工程近十多年来发展非常迅速，振动工程这门交叉高技术学科得到了很大的发展。受到了国内外专家和工业、农业、国防各部门科技工作者的重视。为什么振动和动态过程越来越引起人们的重视呢？笔者认为这是有其内在原因的。在83年到86年期间，我国在以胡海昌院士为首的专家学者努力下，发起了中国科协咨询中心振动技术咨询部，接着又成立了中国振动工程学会，“振动”从三级专业学组上升到一级学会。在此期间为了说明振动工程学科的重要性，笔者在当年经过反复思考，查找不少资料后，提出了“大振动”现象的新概念，向中国科协和国家科委有关领导汇报、解释和游说。并在1986年10月杭州“全国振动工程在国民经济建设中的应用研讨会”上，发表了《振动工程在国民经济建设中的重要作用—浅谈“大振动现象”》的论文。现在时间已经过了十五个年头了，笔者认为无数的事实证明了确实存在“大振动”现象，“大振动”是物质运动的一个主要规律，因而振动工程在国民经济中占有了越来越为重要的地位。
  今天，在闻邦椿院士的倡议下：中国振动工程学会“全国振动利用工程学术会议”召开了，这是一个新的里程碑，一个新的起点开始了。为了庆祝这次会议的胜利召开，笔者把当年的浅谈“大振动”现象一文的主要内容向与会同仁们再深入浅出地讨论一次，并探讨一下“振动利用工程”。

2、“大振动”现象
  振动现象是物质在运动中产生的。当在一个观察点的某个质点（包括固体的、液体的和气体的）离开其平衡位置作往复运动时，就产生了振动。若从空间来看。振动过程向空间传播，即产生了波动。振动有三个要素，周期（频率）、振幅和阻尼，考虑波动现象，还包括波速和波长。众所周知 ，坐汽车、火车时的振动，有时会使人颠簸得难受。家里的电冰箱，电风扇的振动会吵得人心烦意乱、特别是那些质量较差的空调机的振动噪声常使人无法忍受。更可怕的是地震现象，如唐山大地震使人民生命财产受到巨大损失，使人终生难忘。这些都是易见的振动现象。振动会使许多机器损坏，飞机和导弹失灵。因大风引起的桥梁振动和骑兵正步过桥引起的振动会使大桥震垮。剧烈的振动会加速设备疲劳破坏，固体和气体的振动会产生噪声等等。总之，振动现象以往主要是作为不好的现象来加以研究的，它经常是以我们人类的“敌人”的面貌出现的。实际上振动不仅仅是一种有害的现象，而且也是一种十分有益的现象。从某种意义上讲，振动是我们人类必不可少“朋友”和被遗忘的“恩人”。振动打桩，振动压路，土建工程中对混凝土灌注时的振动捣固等等，都是振动的应用，是它有益一面。目前在建筑、冶金、化工和精密机械中许多领域，振动的利用正在迅速发展着。

  振动又是人类最亲密的朋友，几乎可以说人类一时一刻也离不开振动。人们生活在各种振动环境中，如人能听见声音，是声带振动发出的声音和耳膜振动以及靠空气振动的传播的结果；人的心脏在不停的跳动，即处于有规律的振动之中，没有心脏的振动，就没有了人的生命； 人类从生命产生之时就在母体中不停地享受着母亲心脏的“振动”之作用。因而，从脱离母体后婴儿经常需要有节奏的轻拍和摇动——振动来进行催眠。仅从人类自身上就可以发现，几乎整个人体各部分都是由于振动才有效地进行工作。因此，我们从听到的、看到的和感觉到的现象中发现光波在振动、声波在振动、电波也在振动……。地上跑的各种车辆，天上飞的飞机、火箭、卫星，水上开的轮船，工厂里的机器、发电机、电动机……，无一不在振动之中。人类在不断地享受着振动的恩赐，并赖以生存，同时又受振动之害和它的威胁。然而公平地说，人们受振动之益处远远大于其害处。广义地说人类社会也处在振动之中，社会的经济现象，也有某种振动规律可循。如果从哲学观点定义：世界是运动的、物质是运动的、而振动是研究运动规律的。用现代广义的眼光来分析，振动范围可包括频率从零赫兹到无穷赫兹的范围，即包括零赫兹的直线运动和多种频率的复杂运动。因此，可以认为物质是振动的，世界是振动的，宇宙是振动的，振动是物质运动的基本形态。

3、大振动解释物理现象
    笔者认为：振动研究应该超出以往机械振动的范畴，应该研究物质世界的各个方面，包括微观世界和宏观世界、社会经济和社会现象，都应该用振动和波动的观点，这样会反映事物的本质现象。通过寻找①振动频率（周期 ），②振幅，③阻尼等参数，④振动激励“源”与共振，⑤消除振动的“汇”与控制，⑥振动的传递等，也许能更清楚地解释物质世界和人类社会的各种现象，也能找到更多的规律；笔者认为解释原子核内电子的运动规律时，可以认为是电子的振动引起电子的阶跃现象。当电子吸收足够的能量，就会振向上一层轨道；当电子释放能量时，就会振到下一层轨道；解释液体的蒸发（如衣服的凉干）；固体的升华（如冰雪和碘）；微血管中血液的循环——修氏理论；神经的传递；针灸的止痛；大海的波浪；特别是解释光电管的光电效应；光的波粒二重说也可以用波动和振动共振说来解释，所以用“大振动”可以解释很多物理学中的微观和宏观现象，特别是固体的升华现象物理学中一直没有解释清楚，如果用“大振动”观点就可以迎刃而解，实际上是固体表面微观分子的自激湍振共振，使固体表面上的分子摆脱分子引力，引起升华。

  综上所述，我们可以认为全世界，物质世界处于振动之中，是普遍存在的规律。所以我们可以进一步认为宇宙在振动，分子、原子、质子、中子、电子、原子核等都在振动之中，应该用振动、共振和颤振的观点来解释物理现象，这是一个新的宇宙观。

Lorraine

4、振动利用工程初探
    不管您自觉不自觉，人们天天在利用振动：早晨起床时，闹钟把人叫醒是最常见的“振动”的利用，听收音机，听音乐又是经常的振动的利用，人们之间的讲话、无线电通信，看电视都靠的是振动，振动的利用是每天在进行的，但是这些都是习惯成自然的现象了，怎么从更深层的地方发掘振动的利用呢？先从振动按摩器治疗腰酸背痛，手机和BP机的振动报信入手。人们可以发现许多音乐能使人精神轻松，能治病，设想有一天人们能利用振动和波治好精神病，治好脑血栓，这对人类无疑是一大贡献；利用振动检测桩基、探矿，用振动声波探测海底的矿物和沉船，用超声波和CT检查人体，用超声波振动可做成微型马达——这是南航赵淳生教授的“杰作”……，设想能利用超声波在一点共振作用下产生“激声”，像“激光”一样会前途光明；设想利用结构形式如扁钟振动反作用作负弹簧一样，相位差1800来实现振动控制，这可能是一个好主意；振动捣固，振动筛，振动压路，振动球磨，振动消除皮下脂肪，振动……；振动的利用前景很乐观，要靠我们大胆创新，需要异想天开，大胆设想。例如利用原子核共振实现核聚变…
东方所的INV303/306智能信号自动采集处理虚拟仪器系统就是利用许多振动“响应”的特性，例如桩基检测，桥梁和建筑检测，机器故障诊断系统，这些都是振动的利用。已在国民经济发挥显著作用。
  总之，振动的应用非常广泛。因为全世界都在大振动之中，因此，振动的利用工程前景非常乐观，需要我们振动工程学者前去努力的开拓，并运用玻尔所的“哥本哈根”精神：高度的智力追求，大胆的涉险精神，深奥的研究内容与快活的乐天主义。创新、创新、再创新！
5、结束语
    综上所述：“大振动”的概念指出了“振动”的普遍性和重要性，伟大的哲人马克思说过“物质是运动的，运动就是一切”，应用“大振动”概念就可以改为“物质是振动的，振动就是一切”也可以说“生命在于运动”，“生命在于振动”！本人脑溢血之后恢复的较好，主要是本人每天坚持早晚两次利用振动摇摆器振动20分钟，适当的振动确有好处。因此，如何防止振动危害——“控制”，并进一步利用振动——“共振”与“响应”，“控制”、“共振”、“响应”这几个字的合理利用是摆在我国振动工程科技工作者面前的一个新任务。我们要迎接“振动利用工程”新时代的到来，为此而尽我们的一份力量。使我国的振动工程学科的发展更上一层楼！
2000年8月30日草于北京 上地东方所
2000年9月30日修改稿
  
参考文献
1、胡海昌 谈谈对振动工程的看法，《现代振动与噪声技术》，1997年9月航空工业出版社，P.6-8.
2、应怀樵 振动工程在国民经济中的重要作用——浅谈“大振动”现象，《现代振动与噪声技术》，1997年9月航空工业出版社，P.9-11.
3、应怀樵 科技展望——“大振动”与“微机卡泰”时代，《现代振动与噪声技术》，2000年1月航空工业出版社，P.13-17.
4、赵淳生 21世纪超声电机技术展望，《振动、测试与诊断》，2000年1月，P.7-12.  

refengshdy19870

写的很生动，介绍的很全面，顶一个

Rainyboy

这文在振动噪声的一本文集上看到过，有点科幻，我们是希望一些理论放之四海而皆准，但是不能为了这个愿望就而将它放之四海……个人感觉有些观点比较牵强。

chj2000

好好学习学习  

leeking30

不错，可以作为毕业论文第一章的介绍部分

dongdahb

锦在熙

顶一下，要是再有点实际的工程应用就更好了

马社

老了，也是英雄