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博主于1987年进入中国科学技术大学近代物理系学习。从跨入中国科大的大门那天起,博主就听闻“四大力学”之说:理论力学、电动力学、统计力学和量子力学。显然,当时的物理学培养方案的设计者认为,这四门功课涵盖了现代物理学的基本知识,是未来从事物理学研究的基础。其实在那个年代,博主也听闻“五大力学”之说,多出来的那一门功课就是流体力学。不过到现在,中国科学技术大学本科生的物理学培养方案中依然不包含流体力学。
人类日常生活的环境包含了两种重要的流体:水和空气。日常生活中的很多常见现象都与液体和气体的流动密不可分,更不用说地球上的风暴、洋流;宇宙中的天体演化,等等。从流动现象的普遍性来说,流体力学理当成为物理学基础知识的一个重要组成部分。就我所知,有一些重量级的物理学家曾经撰写过流体力学方面的名著:
L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Fluid Mechanics;
S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability;
Ya. B. Zel'dovich and Yu. P. Raizer, Physics of Shock waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena。
大科学家 Theodore von Kármán 在其1954年出版的小册子 Aerodynamics 中说:In this book, however, I am not concerned with the AERODYNAMICS progress made in aircraft structures—or, more generally, in aircraft design. Instead I want to report on the progress made in aerodynamics, which is one of the branches of theoretical physics. 在von Kármán看来,空气动力学(专门化的流体力学)是理论物理的一个分支!至于Landau & Lifshitz的 Fluid Mechanics本身就是其理论物理学教程的重要组成部分。
流体力学在物理学中占据重要地位这一点也可以从美国物理学会主办的学术刊物中体现:该学会从2016年增加了在线发行的期刊Physical Review Fluids。在Physical Review Letters中,Fluid Dynamics与Nonlinear Dynamics, Classical Optics一起有一个专栏。
也许未来有一天,在中国科学技术大学,流体力学回归物理学,成为物理学基础课程的组成部分。
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GMT+8, 2024-7-17 08:13
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