力学是现代科学最早成熟的学科，也为现代各门学科的发展奠定了基础，其和数学一起成为人类认识自然的两大重要工具。能量守恒原理的发现者亥姆霍兹认为:“一切自然科学的最后目的，是把自己变成力学；只要把自然现象归结为简单的力这件事完成了，并且证明了自然现象只能这样来归结，那么科学的任务将就此终结了。” 牛顿强调：“自然的一切现象，完全可以根据力学的原理用相似的推理一一演示出来。”由此可见，力学的地位和作用是何等的高大上！

不少同行对我说：“你能搞懂地震，主要得益于你掌握了雄厚的力学知识，并能灵活运用之。”确实，我从上高中起，就对静力学、运动学和动力学情有独钟，之后又系统学习了理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、弹塑性力学、水力学、土力学、断裂力学、损伤力学、岩石力学等，并逐渐知晓了其精髓。随着科研活动的深入，我越来越感受到，力学才是攻克地学难题的法宝。

如上所述，力学是一门既经典又现代的成熟基础学科，其涉及的基本概念、原理、理论等，已通过了大量实验和工程实践验证，几乎无人怀疑其科学性和可靠性。若要说地球内部各圈层（图1）与构造块体（图2）的相互作用，遵循什么样的普适性地学原理，我孤陋寡闻；然而，我知道的是，其运动模式和规律一定遵循牛顿三大定律，其变形和破坏过程一定符合能量守恒原理，这都是公认的基本力学原理。

 图1 地球结构示意图

（图片来自网络，无商业目的，在此致谢）

图2 岩石圈内不同层级断块（构造块体）示意图（改自张文佑等（1978））

墨子云：“力，形之所以奋也。”。确实，在力的作用下块体会变形乃至损伤；当损伤累积到足够程度时，块体会断裂。当力满足一定条件时，块体会启动，然后可能呈现匀速运动、加速运动或变速运动。再者，块体之间的相互作用，无不以应力、应变为媒介，以能量为抓手。研究者通过观测这些演变，再与演变机理结合，可找到普适性模式和规律，以揭示地球演变奥秘。

非均匀性是圈层与构造块体的根本物质属性。该非均匀性的存在，造就了千姿百态的地形地貌，造就了演变过程中非线性行为的出现，造就了能量（如小行星撞击地球、地震波）传播的衰减——奠定了地球宜居性的物质基础；再加之加卸载的非连续性，造就了随机的火山与地震时空分布。非均匀性的存在，虽导致研究难度增大，但也使圈层与构造块体演变具有某种特定模式和规律性。譬如，构造块体内锁固段的强非均匀性与低脆性，使其体积膨胀点至峰值强度点的破裂呈现“大-小-大”模式；据此模式和我们发现的指数律（图3），使得大地震（标志性地震）的预测成为现实。

图3 锁固段破裂产生的地震序列和标志性地震演化规律示意图(改自Chen et al.(2022))

当前，地学界面临着诸多亟待攻克的难题，诸如驱动圈层和块体演变的动力学机理、重大地质事件的本质成因、普适性的成矿作用模式。要突破之，仅靠地质学家、地球物理学家、地球化学家不行，还需要具有一定地学知识的力学家参与进来并深入其中；如此，则前景可期，伟业将成。

可喜的是，近些年不少具有地质背景的力学家已深度参与地学难题的研究，其中唐春安教授是一位典型代表。他基于热力学、物理学和力学基本原理，从龟裂的形成机理入手，提出了以地球自身热平衡为驱动力的地球演化新假说——地球大龟裂，据此科学解释了构造板块的形成、地球表面气候变化、生物演化与灭绝、雪球事件、大氧化事件、地表沙漠形成、蒸发岩成因、红层成因、水循环、全球变暖等，这为人们认识地球演变提供了新的视角。

愿更多的力学家参与解锁地学难题，其不仅会提供新思路，而且会提出更加可靠的破解之道，从而为地球科学研究持续注入强劲活力。

参考（略）

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