力学

力学（mechanics）研究物质机械运动规律的科学。自然物质有很多层次，从宇宙体系，宏观天体和常规天体，到微观粒子、纤维、晶体，到微观分子、原子、基本粒子。一般理解的力学侧重于研究自然或人工的宏观物体。

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力学是一门独立的基础学科，与力有关、运动和介质（固体、液体、气体和等离子体），宏、细、微观力学的学科，主要研究机械运动及其与物理学的相似性、化学、生物运动耦合现象。力学既是一门基础学科，也是一门技术学科。它研究能量和力以及它们与固体的关系、液体和气体的平衡、变形或运动之间的关系。力学可分为静力学、运动学和动力学，静力学研究力的平衡或物体的静态问题；运动学只考虑物体如何运动，不讨论它与力的关系；动力学讨论物体的运动和它所受的力之间的关系。

现代机械实验设备，如大型风洞、输水隧道的建立和使用本身就是一项综合性的科技工程，需要多工种配合、多学科的协作。

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机械知识起源于对自然现象的观察和生产劳动中的经验。人们在建筑、在灌溉和其他劳动中使用杠杆、斜面、水泵等仪器，逐渐积累了对平衡物体受力的认识。古希腊的阿基米德最初奠定了静力学的基础，即平衡论。古代人还从对日、观察月亮运行和弓箭、在轮子的使用中，学习一些简单的运动规律，比如匀速运动和转动。但是，力与运动的关系是在欧洲文艺复兴之后才逐渐被认识的。 www.qwbaike.cn

从16世纪到17世纪，力学开始发展成为一门独立的学科、系统的学科。伽利略首先阐述了自由落体运动定律，提出了加速度的概念，并在实验研究和理论分析的基础上提出了解释地面上物体和天体运动的惯性定律。17世纪末，牛顿继承和发展了前人的研究成果(尤其是开普勒 行星运动的三大定律)提出了机械运动的三个基本定律，使经典力学形成了系统的理论。

根据牛顿 成功地解释了万有引力定律落体定律和行星在地球上的轨道。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。在接下来的两个世纪里，在众多科学家的研究和推动下，它终于成为一门理论完善的经典力学。从此，力学的研究对象从单一的自由质点，变成了受约束的质点和受约束的质点系。这相位的标志是D D 提出的阿朗贝尔原理朗伯和拉格朗日建立的分析力学。后来，欧拉进一步应用牛顿 的运动定律推广到刚体和理想流体的运动方程，这被认为是连续介质力学的开端。

运动定律和物理性质定律的结合，使得弹性固体力学的基础理论和粘性流体力学的基础理论成为世界上的孪生兄弟，而在这方面做出贡献的正是纳维德、柯西、泊松、斯托克斯等人。随着弹性力学和流体力学基本方程的建立，力学逐渐从物理学中分离出来，成为一门独立的学科。从牛顿到汉密尔顿的理论体系构成了物理学中的经典力学。弹性和流体基本方程建立后，给定的方程一时难以求解，工程技术中的许多应用力学问题必须用经验或半经验的方法来解决。这使得19世纪下半叶，在材料力学中、结构力学和弹性力学之间，以及水力学和流体力学之间，在风格上一直存在着显著的差异。

20世纪初，随着新的数学理论和方法的出现，力学研究再次繁荣起来，许多新的理论被创立同时解决了一大批工程技术上的关键问题，如航空工程中的声屏障航天工程中的热障等。这个时候，先驱者是普朗特和卡门他们善于从力学研究中的复杂现象中理解事物的本质，并能找到合适的数学方法解决问题，逐渐形成了一套独特的方法。 www.qwbaike.cn

自20世纪60年代以来，计算机得到了广泛的应用，力学在应用和理论上都取得了新的进展。中国力学的发展经历了一个特殊的过程。几乎与古希腊同时，中国就有了相当水平的关于平衡和简单运动形式的力学知识，但不同的是没有像阿基米德那样建立理论体系。到明末清初，中国在科学技术上明显落后于欧洲。 www.qwbaike.cn

力学是研究物质机械运动规律的科学。自然物质有很多层次，从宇宙体系，宏观天体和常规天体，到微观粒子、纤维、晶体微观分子、原子、基本粒子。

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一般理解的力学侧重于研究自然或人工的宏观物体。但由于学科的相互渗透，有时也涉及到各个层面的对象和相关规律，无论是宇宙层面还是微观层面。 www.qwbaike.cn

力学又称经典力学，是一门研究正常大小的物体在受力情况下的变形以及速度远低于光速的运动过程的自然科学。机械运动是物质在时间中运动、空间位置的变化，包括运动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等。平衡或静止是一个特例。

物质运动的其他形式是热运动、电磁运动、原子及其内部运动和化学运动等。力是物质之间的相互作用，机械运动状态的变化就是由这种相互作用引起的。静动状态不变，意味着所有的力在某种意义上都是平衡的因此，力学可以说是力的总和(机械)运动的科学。

力学在中文里的意思是力的科学。汉语“力”这个词最初的意思是手臂用力，后来它包含了其他含义，但它与机械或运动没有直接关系。力学”英语中的 quot机械与工程quot是 quot机械与工程quot(源自希腊语μ η χ α ν η ──机械)在英语中，mechanics是一个多义词，可以解释为“力学”，也可释作“机械学”结构”等。

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在其他欧洲语言中，这个词的词源和语义与英语相同。汉语中没有对应的多义词。20世纪50年代力学作为研究力量的学科术语引入中国时，被翻译成英文“重学”，后来改译作“力学”，一直使用至今。 www.qwbaike.cn

力学的”和“机械的”在英语里和机械一样，而在现代汉语里，“机械的”又可理解为“刻板的”这种不同语言词义范围的差异，有时会造成国际学术交流的波折。例如机械的(mechanical)其实自然观指的是用力学解释自然观，而英语机械论者指的是力学，不是力学。 www.qwbaike.cn

《自然哲学的数学原理》（又译《自然哲学之数学原理》，拉丁文：Philosophiae Naturalis Principia Mathematica），是英国伟大的科学家艾萨克·牛顿的代表作。成书于1687年。《自然哲学的数学原理》是第一次科学革命的集大成之作，被认为是古往今来最伟大的科学著作，它在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生了巨大影响。在写作方式上，牛顿遵循古希腊的公理化模式，从定义、定律（公理）出发，导出命题；对具体的问题（如月球的运动），他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分，首先“定义”，这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。 www.qwbaike.cn

第二部分是“公理或运动的定律”，包括著名的运动三定律。接下来的内容分为三卷。前两卷的标题一样，都是“论物体的运动”。第一卷研究在无阻力的自由空间中物体的运动，许多命题涉及已知力解定受力物体的运动状态（轨道、速度、运动时间等），以及由物体的运动状态确定所受的力。第二卷研究在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。压卷之作的第三卷是标题是“论宇宙的系统”。由第一卷的结果及天文观测牛顿导出了万有引力定律，并由此研究地球的形状，解释海洋的潮汐，探究月球的运动，确定彗星的轨道。本卷中的“研究哲学的规则”及“总释”对哲学和神学影响很大。

伽利略伽利雷

艾萨克牛顿

爱因斯