什么是“力”？

在浙大工程力学强基实验室

力通过道具

以一种能被看见的方式

表现了出来

这段由浙江大学团委打造的视频《看得见摸得着的“力”》，是“我的学科有故事”系列视频之一。“我的学科有故事”聚焦学校各大学科故事，从历史传承、文化涵育、奋斗创新等角度进行讲述，以求从小切口切入促进学科思政模式创新。该系列视频得到中科协学风建设资助计划的立项支持。

认识学科、走进学科、热爱学科、投身学科，从聆听学科故事开始；师者仁心、传道授业，追求真理、科研报国，一代代浙大人勇攀学科高峰，铸就民族脊梁。今天，让我们一起走近这些有趣的设备背后的学科——力学，一起去看看力学奥秘背后的故事。

从力学到魔术，用道具呈现“力”

当听到“力是什么”的问题时，同学们或许会回答是公式、是概念，是不可捉摸的东西。

但是在浙大工程力学强基实验室里，看似高深的力学奥秘，都能通过“看得见、摸得着”的方式呈现出来。

在浙大工程力学强基实验室里，我们可以见识到100种以上的力学概念、真实实验和模拟演示等。通过实验盒不对称冲击使骰子转动90°，可以让骰子想变哪个数字就变哪个数字；通过“理论力学多功能试验台”，可以告诉我们虎门悬索大桥发生异常振动的原因在哪里……

这些教具，主要出自浙江大学航空航天学院教授庄表中老师之手，他在退休前，一直在浙江大学力学系任教，从事基础力学的教学与科研工作。2008年，庄老师偶然在电视上看到魔术师表演钢环魔术，他迅速看穿了背后的力学原理，也敏锐觉察到借由魔术和道具讲授力学原理的意义。

随后，庄老师自制了魔术道具并对此进行系统实验研究，相关论文发表在力学杂志《力学与实践》上，并由此开始教学实践。庄老师在大学课堂、科普讲座中借助魔术化抽象为形象，使深奥的力学理论变得通俗易懂；他每年跑几趟义乌小商品市场，淘一些体现力学原理的新玩具，给老师和学生当教具；他自制独有教具，如啄木鸟模型等；他与青年教师共同录制实验课程慕课，将教育理念和成果分享给更多人。

有趣背后，是一群人负重前行

强基实验室里不仅有仪器设备，还有浙大力学系的历史。这里有庄表中老师刚刚留校做助教时为练习基本功所做的两千多道理论力学和材料力学的学习题卡片，还有60年代老师们使用的各种力学教具。它们像一部中国力学人前行的史诗，和周边愈渐高科技的设备相互映衬。

为了让同学们更好地理解力学知识，在一代代老师们的共同努力下，浙大教师先后出版形成精品教材《材料力学》《材料力学》《简明材料力学》《材料力学学习指导书》及《材料力学实验》《理论力学》等，均升级为有二维码可看微视频的新型态教材。随着科学发展不断更新，增加了如悬仃、负泊松比、零刚度等的新概念和新实例，这些教材成果先后得过国家级奖项四次，为我国力学教育事业作出应有贡献。

庄表中老师表示：“浙江大学和教育部批准成立十个专业的强基班，其中工程力学强基班是其中的一个。这个强基班培养学生主要是加强基础，有助于培养拔尖人才，对我们航空航天学院的力学系、航空系都有立德树人的帮助。这个强基计划和拔尖人才计划，已经纳入到了教育部的一流人才培养计划，我们的学生在这个计划实施之后，更有助于施展自己的才华，为国家、为社会作出更大的贡献。”

强师铸魂，力学为基。教具教材的背后，是优良学风教风的接续传承。

在继往开来中共建宝藏学科

工程力学是一个真正“宽口径、厚基础”的专业，本科期间打下的扎实的数学物理和力学基础，对我们终生受益。力学作为工程科学的支撑，毕业的学生在几乎所有工程领域都有用武之地。“基础扎实”是很多用人单位对我们专业毕业生的最多评价。

当前我们国家正在大力倡导创新型社会建设，在工程科学领域，力学的理论和方法是推动原始创新的主要源泉。比如浙江大学工程力学专业重点发展的软体机器人、柔性电子等前沿方向，就是由力学主导的多学科交叉领域:基于力学机理，实现新型可拉伸材料设计;通过变形与功能耦合，实现新型结构和器件的设计和性能优化。力学几乎可以与所有的理工类学科交叉，它的基础与支撑作用愈发明显。

——曲绍兴教授

力学是一门古老的基础学科，最吸引我的是它的包罗万象和无处不在。力学学科研究的对象可以大到宇宙和天体，也可以小到分子和原子。力学研究的内容可以涉及从宏观到微观的多个尺度上的物质的运动和变化规律。在长期的科研工作过程中，我也深深地感受到力学学科与其他学科，如材料、化学、生物、医学和信息等的交叉和融合正在变得越来越密切和广泛。如何更好地发挥力学学科包罗万象的巨大优势，推进学科交叉和学科互补，是力学学科焕发新生的关键，也值得每一位力学工作者认真思考。

——2004级本科生周昊飞

(现为学校“百人计划”研究员)

力学是一门探索物质运动和变形规律的基础学科，力学专业非常适合有志于未来进行研究和研发工作的同学学习。力学有非常广泛的应用，它的应用呈现出多层次、多尺度的特点。比如，力学可以应用到天体、地壳、潮汐运动等大尺度的领域，也可以应用到载人航天、机械制造、道路桥梁等领域，也可以应用到细胞力学、材料结构等微观领域。

我的本科专业是工程力学，硕士和博士研究生的专业是固体力学。我在本科期间先学习了许多数学和物理课程，然后学习了理论力学、材料力学等课程，高年级的时候学习了流体力学、弹性力学、塑性力学、板壳理论等力学课程。读研究生期间，我开始进行生物力学的研究。虽然之前学习的生物知识不多，但是我的研究目前进展比较顺利，因为我在本科期间打下的良好基础使得我能够较快地掌握新的知识，并运用力学这个工具来为研究服务。

我认为力学学科是很美的，它的思想完全是用严谨而有逻辑的数学语言来表述的，它是概括和具体、归纳和演绎之美的结合。

——2015级博士生陈笑风

在航空航天学院

一起看见“力”学

文章来源：微信公众号“浙江大学”

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