2020年(發(fā)展戰(zhàn)略)力學(xué)交叉學(xué)科發(fā)展報(bào)告

1、多年的企業(yè)咨詢(xún)顧問(wèn)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載擁有（發(fā)展戰(zhàn)略）力學(xué)交叉學(xué)科發(fā)展方案2.4力學(xué)中的交叉學(xué)科力學(xué)中的交叉學(xué)科基本上能夠分為倆類(lèi)：第壹類(lèi)由力學(xué)學(xué)科內(nèi)部不同分支學(xué)科交叉組成;第二類(lèi)由力學(xué)和其它學(xué)科交叉組成。內(nèi)部的交叉學(xué)科最典型的是由流體力學(xué)和固體力學(xué)交叉組成的學(xué)科，它們有：1）流體彈性力學(xué)，研究流體和固體的運(yùn)動(dòng)和相互作用發(fā)生耦合效應(yīng)的問(wèn)題；2）流體彈塑性體力學(xué)，研究兼有固體和流體的雙重特征的物體的變形和運(yùn)動(dòng)；3）含有流體的多孔介質(zhì)或散體的動(dòng)力學(xué)，研究的客體本身就由多相組成，而骨架的變形和破壞和體內(nèi)流體的狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互制約。這方面的實(shí)例有地下滲流、地基、邊

2、坡和斷層的穩(wěn)定性、泥石流、雪崩等。物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式多種多樣，除了機(jī)械運(yùn)動(dòng)這壹最基礎(chǔ)的形式以外，仍有熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、原子及其內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)和分子及原子層次的化學(xué)運(yùn)動(dòng)等。機(jī)械運(yùn)動(dòng)往往不能脫離其他運(yùn)動(dòng)形式獨(dú)立存于，于需要和可能研究其他運(yùn)動(dòng)形式對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)有較大影響或者考慮它們之間的相互作用及內(nèi)于聯(lián)系的情況下，便會(huì)于力學(xué)同其他學(xué)科之間形成交叉學(xué)科或邊緣學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)。力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。隨著人類(lèi)觀測(cè)手段的進(jìn)步和對(duì)各種形式運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的深入和提高，特別是20世紀(jì)物理學(xué)各個(gè)分支和數(shù)學(xué)的飛速發(fā)展，加上計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的突飛猛進(jìn)，人們對(duì)于伴隨有其他運(yùn)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)也隨之提高。今天，我們對(duì)自然界各種層次的

3、物質(zhì)，從宇觀的宇宙體系，宏觀的天體和常規(guī)物體，細(xì)觀的顆粒、纖維、晶體，到微觀的分子、原子、基本粒子已經(jīng)有了較為廣深的認(rèn)識(shí)。這樣就為研究多種形式同時(shí)存于的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)提供了有利條件，從而產(chǎn)生了力學(xué)中多種多樣的交叉學(xué)科，如物理力學(xué)、電磁流體和等離子體力學(xué)、物理化學(xué)力學(xué)、爆炸力學(xué)等。此外，自然科學(xué)發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了壹些傳統(tǒng)的壹級(jí)學(xué)科，如天文學(xué)、地學(xué)和生物學(xué)等。這些學(xué)科和力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和范圍歷來(lái)存于著重大的相交和重疊。對(duì)于天體、地球和生物這樣壹些重大類(lèi)別的物體來(lái)說(shuō)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式也是他們的基本運(yùn)動(dòng)形式，研究他們的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律也是力學(xué)學(xué)科的內(nèi)容。今天，天體力學(xué)和天體物理實(shí)際上超出了剛體和多體動(dòng)力學(xué)

4、的范圍，增添了連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、物理化學(xué)流體力學(xué)以及電磁流體和等離子體力學(xué)的內(nèi)容；地學(xué)的研究對(duì)象則超出了地球表面現(xiàn)象的范圍而拓寬到大氣、海洋以至地球內(nèi)部的力學(xué)過(guò)程；而生物力學(xué)則方興未艾，從基因、細(xì)胞、組織和器官四個(gè)層次全面展開(kāi)系統(tǒng)的研究。交叉學(xué)科的形成不僅有利于發(fā)展新學(xué)科且促進(jìn)源學(xué)科的發(fā)展，而且對(duì)推動(dòng)科學(xué)、技術(shù)和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著巨大的作用。下面將分別探討物理力學(xué)、電磁流體和等離子體力學(xué)、爆炸力學(xué)、環(huán)境流體力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)和生物力學(xué)今后壹個(gè)時(shí)期的發(fā)展方向和建議著重研究的領(lǐng)域。我們估計(jì)于下壹世紀(jì)這些交叉學(xué)科，特別是物理力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、生物力學(xué)和環(huán)境流體力學(xué)等學(xué)科將會(huì)有長(zhǎng)足的進(jìn)步，且將有力地促進(jìn)人類(lèi)和

5、社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展；而力學(xué)和其它學(xué)科的交叉必將得到進(jìn)壹步的擴(kuò)大和加強(qiáng)。2.4.1物理力學(xué)2.4.2電磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力學(xué)2.4.3爆炸力學(xué)2.4.4環(huán)境流體力學(xué)2.4.5地球動(dòng)力學(xué)2.4.6生物力學(xué)2.4.1物理力學(xué)物理力學(xué)是研究力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微觀理論的壹個(gè)力學(xué)分支。傳統(tǒng)力學(xué)采用連續(xù)介質(zhì)模型，對(duì)介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不做假設(shè)和追究，采用從經(jīng)驗(yàn)得到的描述介質(zhì)力學(xué)性狀的本構(gòu)關(guān)系，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和熱力學(xué)定律來(lái)描述介質(zhì)的力學(xué)運(yùn)動(dòng)。到了本世紀(jì)中葉，面臨著航空、航天和原子能等技術(shù)中高溫、高壓和強(qiáng)射線(xiàn)作用下材料介質(zhì)的性質(zhì)問(wèn)題，再不能靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)解決。從物質(zhì)的深層次來(lái)研究和解決問(wèn)題就成為必由之路。事實(shí)上，物

6、質(zhì)本是由原子和分子組成的，是有微觀結(jié)構(gòu)的。物質(zhì)的宏觀性質(zhì)是由其微觀結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律所決定的。自本世紀(jì)以來(lái)，物理學(xué)和化學(xué)對(duì)物質(zhì)微觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究已經(jīng)取得了成功。物理力學(xué)的任務(wù)就是要溝通微觀和宏觀之間的中間過(guò)渡領(lǐng)域。以微觀運(yùn)動(dòng)的理論為基礎(chǔ)探求中間層次的規(guī)律性，以求闡明和預(yù)測(cè)介質(zhì)材料的宏觀力學(xué)性質(zhì)，為未來(lái)的材料設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。50年代早期的物理力學(xué)多采用簡(jiǎn)化模型方法，開(kāi)究?jī)?nèi)容多局限于熱力學(xué)平衡和偏離平衡很小的準(zhǔn)平衡性質(zhì)，以氣相和簡(jiǎn)單凝聚相介質(zhì)為主。近20年來(lái)由于計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了像分子動(dòng)力學(xué)等壹些新的理論方法，增進(jìn)了對(duì)凝聚態(tài)內(nèi)部微觀過(guò)程的了解，使之能夠達(dá)到探求介質(zhì)內(nèi)部高度非線(xiàn)性不可逆過(guò)程行為的

7、程度。對(duì)材料細(xì)觀層次的了解，特別是對(duì)材料的非均勻性、微缺陷及其運(yùn)動(dòng)和演化規(guī)律的了解有所加深。所有這些為建立材料形變和強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)理論，進(jìn)而為完善從微觀到宏觀的過(guò)渡帶來(lái)了希望。面對(duì)當(dāng)前高新技術(shù)的需要，建議今后要著重研究以下四個(gè)方面的問(wèn)題1）超高壓、超高溫和強(qiáng)輻射場(chǎng)作用等極端條件下的材料力學(xué)性質(zhì)；2）固體塑性變形和破壞的微觀機(jī)理和統(tǒng)計(jì)理論的研究；3）以原子分子理論為基礎(chǔ)的新型材料力學(xué)性能和其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以及對(duì)其力學(xué)性能的理論預(yù)測(cè)；4）有化學(xué)反應(yīng)參和的氣相或等離子體相的材料沉積微觀過(guò)程的研究。2.4.2電磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力學(xué)這個(gè)力學(xué)分支包括了以下三個(gè)分支學(xué)科:1）電流體力學(xué)。研究單極性流體或

8、極化流體和電場(chǎng)的相互作用。）磁流體力學(xué)。研究導(dǎo)電流體和磁場(chǎng)的相互作用。3）等離子體動(dòng)力學(xué)。研究低溫等離子體各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，非平衡過(guò)程以及低溫等離子體電和磁場(chǎng)的相互作用。這個(gè)力學(xué)分支是流體力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)相結(jié)合的邊緣學(xué)科，也是等離子體物理學(xué)中的宏觀理論部分。下面重點(diǎn)討論磁流體力學(xué)。導(dǎo)電流體通常指等離子體、液態(tài)金屬、水和血液等。等離子體被稱(chēng)作是物質(zhì)的第四態(tài)，包括自然界等離子體和實(shí)驗(yàn)室等離子體。液態(tài)金屬包括自然界的水銀，地核物質(zhì)等，以及工業(yè)應(yīng)用中的熔化金屬。1832年法拉第最早提出的磁流體力學(xué)問(wèn)題是:泰晤士河水切割地磁磁力線(xiàn)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，能否通過(guò)測(cè)量倆岸的電位差來(lái)估算河水的流速結(jié)果未獲成功。以后，

9、工程師們提出過(guò)電磁泵的想法。地球物理學(xué)家提出過(guò)“發(fā)電機(jī)作用”來(lái)解釋地球磁場(chǎng)的起源。天體物理學(xué)家Cowling，F(xiàn)erraro開(kāi)始探討磁流體力學(xué)理論，Hartmann進(jìn)行過(guò)簡(jiǎn)單的磁流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)。1942年，瑞典工程師和天體物理學(xué)家H。Alfven提出了Magneto-hydrodynamics(MHD)這個(gè)學(xué)科名/以及提出“磁凍結(jié)”概念，討論“磁凍結(jié)”流動(dòng)特點(diǎn)/發(fā)現(xiàn)Alfven波/這些標(biāo)志著這門(mén)學(xué)科的建立。近幾十年，磁流體力學(xué)這門(mén)學(xué)科的迅猛發(fā)展是和以下三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展密切關(guān)聯(lián)的。地球物理，日地空間物理和天體物理。于地球大氣層以外到處是等離子體，磁場(chǎng)也普遍存于。因此，到處存于磁流體力學(xué)問(wèn)題。第二次世

10、界大戰(zhàn)以后射電天文學(xué)的興起，出現(xiàn)了以等離子體理論為基礎(chǔ)的天體物理學(xué)，大大改變了長(zhǎng)期以來(lái)以光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)為主的，以原子理論為基礎(chǔ)的天體物理學(xué)。1957年人造衛(wèi)星上天以后，用衛(wèi)星、飛船帶上觀測(cè)儀器對(duì)日地空間、太陽(yáng)、宇宙的考察，發(fā)現(xiàn)了很多新現(xiàn)象，形成了很多新學(xué)科。其中磁流體力學(xué)內(nèi)容占有很大比重。如日冕物理、太陽(yáng)風(fēng)物理、地核內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)和磁層物理就是如此。2）受控核聚變反應(yīng)。50年代初，美國(guó)、前蘇聯(lián)開(kāi)始探索新能源。人們很快發(fā)現(xiàn)，幾乎所有磁約束裝置均有壹個(gè)共同難題:磁流體力學(xué)不穩(wěn)定性。幾十年后的今天，于被認(rèn)為研究得最充分的磁約束裝置環(huán)流器上，破裂不穩(wěn)定性仍未最后弄清楚，盡管人們能夠米取壹系列措施來(lái)大大減

11、少破裂的發(fā)生。其余的問(wèn)題見(jiàn)后。）等離子體技術(shù)，冶金工業(yè)等工程技術(shù)。以冶金工業(yè)為例。于連續(xù)鑄造中用電磁力對(duì)熔化金屬進(jìn)行攪拌，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，電磁攪拌器這項(xiàng)新技術(shù)已被廣泛采用；而電磁攪拌器的研究?jī)?nèi)容是標(biāo)準(zhǔn)的磁流體力學(xué)問(wèn)題。建議今后著重研究以下磁流體力學(xué)問(wèn)題:1）導(dǎo)電流體的流動(dòng)穩(wěn)定性和湍流，特別是強(qiáng)磁場(chǎng)下流動(dòng)穩(wěn)定性和二維湍流的研究。2）非線(xiàn)性有限電阻不穩(wěn)定性，特別是破裂不穩(wěn)定性和磁場(chǎng)重聯(lián)的研究。3）發(fā)電機(jī)理論的進(jìn)壹步研究，如過(guò)程中R-T不穩(wěn)定性的研究，含氣泡物質(zhì)上升和水平散開(kāi)動(dòng)力學(xué)過(guò)程的研究。4）磁流體力學(xué)激波結(jié)構(gòu)，進(jìn)化性和穩(wěn)定性。5）聚變堆和混合堆的研究，強(qiáng)磁場(chǎng)下MHD管道流減小電磁阻力和

12、增強(qiáng)傳熱的研究，MHD液態(tài)金屬自由面流動(dòng)的研究，MHD直接發(fā)電等。6）冶金技術(shù)的研究。磁懸浮冶煉，電磁結(jié)晶器，用電磁力控制流量，粉末冶金中電磁霧化等。2.4.3爆炸力學(xué)爆炸力學(xué)是研究爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律以及爆炸的力學(xué)效應(yīng)的利用和防護(hù)的學(xué)科。我國(guó)早于8世紀(jì)中唐時(shí)期已有火藥配方，10世紀(jì)宋初即已制作火箭火炮，17世紀(jì)明代宋應(yīng)星闡明火藥爆炸形成沖擊波的現(xiàn)象。1867年諾貝爾發(fā)明硝化甘油，19世紀(jì)末和20世紀(jì)初建立了描述沖擊波躍變的Rankine-Hugoniot關(guān)系以及描述自持爆轟的Chapman-Jouget理論，第二次世界大戰(zhàn)期間，G.I.Taylor,J.vonNeumann，幾W.CegoB

13、等結(jié)合常規(guī)武器和原子武器的研制于高速?zèng)_擊力學(xué)、爆炸產(chǎn)物狀態(tài)方程、爆轟理論、空中和水下爆炸理論、點(diǎn)源強(qiáng)爆炸理論等方面取得重要進(jìn)展，初步形成了爆炸力學(xué)這門(mén)學(xué)科。戰(zhàn)后，動(dòng)武器、核武器和激光武器的效應(yīng)和防護(hù)的研究，固體中擊波合成新材料，慣性約束聚變，爆炸加工，爆破技術(shù)等方面的研究進(jìn)壹步推動(dòng)爆炸力學(xué)的發(fā)展，成為由下面三個(gè)密切關(guān)聯(lián)的部分構(gòu)成的體系，即（1）具有基礎(chǔ)性質(zhì)的爆轟學(xué)、擊波物理、擊波化學(xué)、材料動(dòng)力學(xué)、擊波理論、應(yīng)力波理論；（2）具有應(yīng)用性質(zhì)的空中爆炸、水下爆炸和土巖中爆炸的力學(xué)、高速?zèng)_擊動(dòng)力學(xué)、粒子束或激光束的高能密度動(dòng)力學(xué)、爆破工程力學(xué)、爆炸工藝力學(xué)、爆炸結(jié)構(gòu)力學(xué)；（3）具有工具和技術(shù)手段性質(zhì)的

14、計(jì)算爆炸力學(xué)、瞬態(tài)測(cè)量技術(shù)、模擬技術(shù)等研究領(lǐng)域。我國(guó)的有關(guān)研究工作是于50年代末期開(kāi)始的，中國(guó)科學(xué)院開(kāi)展了爆破和爆炸加工技術(shù)的研究，軍工部門(mén)開(kāi)展了原子彈研制和爆轟的研究。60年代初錢(qián)學(xué)森認(rèn)為我國(guó)爆炸現(xiàn)象的研究已經(jīng)具備初步基礎(chǔ)，壹門(mén)新興技術(shù)科學(xué)已經(jīng)涌現(xiàn)，遂命名為“爆炸力學(xué)”。30年來(lái)我國(guó)于爆炸力學(xué)方面展開(kāi)了廣泛深入的研究，特別應(yīng)該提到的是60年代鄭哲敏等獨(dú)立提出了流體彈塑性體模型，隨后以這壹模型為基礎(chǔ)解決了壹系列和核爆炸效應(yīng)、高速?zèng)_擊以及爆炸加工有關(guān)的問(wèn)題。今后爆炸力學(xué)的研究應(yīng)側(cè)重基礎(chǔ)，側(cè)重民用，建議著重研究以下幾個(gè)問(wèn)題:1）爆炸載荷作用下材料的本構(gòu)特性的研究；2）擊波化學(xué)和起爆機(jī)制的研究；3）

15、激光輻照下材料變形和變性的研究；4）含有流體的多孔介質(zhì)和散體的動(dòng)力學(xué)研究;5）爆炸和沖擊作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究。2.4.4環(huán)境流體力學(xué)環(huán)境流體力學(xué)是研究同人類(lèi)生存環(huán)境及其變遷有關(guān)的流動(dòng)問(wèn)題的力學(xué)分支，也是環(huán)境科學(xué)的重要組成部分。環(huán)境流體力學(xué)著重研究地球表面，包括大氣圈、水圈、冰雪圈、土壤巖石圈、生物圈中的介質(zhì)（如大氣、水、溶質(zhì)、氣溶膠、污染物、微量氣體）的動(dòng)量、能量、物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律及其對(duì)人類(lèi)環(huán)境的影響；同時(shí)研究和保護(hù)環(huán)境有關(guān)的綠色產(chǎn)業(yè)中的流動(dòng)問(wèn)題。人類(lèi)為了生存和棲息，從刀耕火種時(shí)代起就同自然界作斗爭(zhēng)，同時(shí)也無(wú)意識(shí)地破壞了自己的生存環(huán)境。第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)，因人口劇增，資源利用不當(dāng)，導(dǎo)致壹系列嚴(yán)重

16、環(huán)境污染事件（如煙霧事件、水俁事件）發(fā)生，人類(lèi)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到治理環(huán)境的重要性。近20年來(lái)，因氣候變暖、臭氧空洞、厄爾尼諾、土地沙漠化等各種全球性環(huán)境問(wèn)題正于威脅著人類(lèi)，人們普遍認(rèn)識(shí)到保護(hù)地球的緊迫性，且把環(huán)境和發(fā)展結(jié)合起來(lái)。這就是環(huán)境流體力學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的背景。我國(guó)幅員遼闊，人口眾多，水資源緊缺，水土流失，泥沙沉積，土地沙漠化、鹽堿化，環(huán)境污染嚴(yán)重，更迫切需要研究和治理。五六十年代環(huán)境流體力學(xué)主要研究污染問(wèn)題目前逐步趨于研究多尺度、多學(xué)科的綜合性問(wèn)題，包括氣候、生態(tài)、污染、災(zāi)害諸多方面。國(guó)際上大型合作科研項(xiàng)目，如國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）、國(guó)際減輕自然災(zāi)害（IDND）十年計(jì)劃正于實(shí)施。我國(guó)于解放

17、以后，水利、氣象、海洋、地理等部門(mén)積累了大量豐富的觀測(cè)資料，環(huán)境流體力學(xué)的研究可于環(huán)境科學(xué)從定性或統(tǒng)計(jì)描述轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)描述方面發(fā)揮重要作用?？删C合應(yīng)用流體力學(xué)、地球科學(xué)、生物、化學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科中的基本原理，分析現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)（包括衛(wèi)星觀測(cè)）的資料，建立模型，揭示機(jī)理，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，進(jìn)行預(yù)報(bào)，且提出防治措施。于未來(lái)的世紀(jì)，我們要結(jié)合環(huán)境科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要和研究現(xiàn)狀，建議重點(diǎn)開(kāi)展如下幾方面的研究1）微氣象和陸氣、海氣界面的湍流交換。2）倆相環(huán)境（泥沙、風(fēng)沙、泥石流、土壤侵蝕等）流體動(dòng)力學(xué)。3）大城市環(huán)境中的流動(dòng)問(wèn)題（地面沉降、污染、廢棄物處理）。）綠色節(jié)水農(nóng)業(yè)中的流動(dòng)問(wèn)題。）

18、高效清潔燃燒器的原理。2.4.5地球動(dòng)力學(xué)地球動(dòng)力學(xué)是研究地球的整體運(yùn)動(dòng)、地球的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)及其和地表結(jié)構(gòu)的相互作用和地表大型構(gòu)造變形的力學(xué)分支學(xué)科。地球動(dòng)力學(xué)是近代力學(xué)和固體地球構(gòu)造變形研究相結(jié)合的重要領(lǐng)域。弄清地球的整體、內(nèi)部和地表的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)不但有重要的科學(xué)意義，而且對(duì)于了解環(huán)境變化、尋找資源和能源、防止和減輕自然災(zāi)害等均有重要價(jià)值。牛頓最早用簡(jiǎn)單的力學(xué)分析論證旋轉(zhuǎn)地球的橢球率。泊松1828年曾分析彈性固體球的自由徑向振動(dòng)，后來(lái)1960年智利大地震證實(shí)地球有自由振蕩。地球動(dòng)力學(xué)的名稱(chēng)是勒夫（AEH.Love）于1911年正式提出的，勒夫所提出的勒夫波和勒夫數(shù)分別于地震波研究和潮汐理論中發(fā)揮作

19、用。于我國(guó)，李四光早于1946年所提倡的地質(zhì)力學(xué)就是想用力學(xué)知識(shí)來(lái)研究地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)律。國(guó)際上于70年代提出的地球動(dòng)力學(xué)十年計(jì)劃明確希望求得地球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的力學(xué)過(guò)程，1982年國(guó)際上出版了3本有關(guān)專(zhuān)著，作了壹定總結(jié)。地球動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的復(fù)雜性于于：（1）時(shí)空尺度跨越十多個(gè)數(shù)量級(jí)，介質(zhì)和結(jié)構(gòu)的特性和運(yùn)動(dòng)紛繁復(fù)雜；2）地球內(nèi)部的不可入性，主要靠地表接受的地震波，磁電和重力等信號(hào)進(jìn)行反演；（3）問(wèn)題的非線(xiàn)性及反演解的不唯壹。近年來(lái)，由于地震波理論的發(fā)展、高溫高壓巖石實(shí)驗(yàn)的成就、地球化學(xué)的深入研究、高速計(jì)算機(jī)的飛速進(jìn)步和應(yīng)用空間技術(shù)的大地測(cè)量等新成就，地球科學(xué)得到很大發(fā)展，對(duì)地球內(nèi)部的復(fù)雜性和不均壹性取得更加

20、深入的認(rèn)識(shí)，用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論來(lái)探索地球構(gòu)造及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的條件漸趨成熟。仍應(yīng)指出，地震發(fā)生的機(jī)理也是地球動(dòng)力學(xué)面臨的難題之壹。地震是構(gòu)造變形達(dá)到破裂的結(jié)果，研究構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制和介質(zhì)的破裂機(jī)理是地震研究和預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。我國(guó)的力學(xué)工作者正從巖石介質(zhì)破裂發(fā)展過(guò)程進(jìn)行微、細(xì)、宏觀相結(jié)合的角度進(jìn)行研究，且試用非線(xiàn)性科學(xué)中的分形特征加以聯(lián)系?，F(xiàn)代地球科學(xué)和太陽(yáng)系中其他行星的研究有較密切的聯(lián)系，小行星的撞擊是壹研究熱點(diǎn)，它是壹個(gè)典型的力學(xué)問(wèn)題，撞擊和火山噴發(fā)壹樣造成環(huán)境和氣候的變化。要重視空間技術(shù)的運(yùn)用，特別是對(duì)地表現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)，這有助于地球動(dòng)力學(xué)的研究，仍可能發(fā)展為地震預(yù)報(bào)的壹個(gè)重要手段。因此應(yīng)該加強(qiáng)

21、和天文界的聯(lián)系和合作。為了更準(zhǔn)確地了解地殼的組成，地學(xué)界進(jìn)行地殼的深鉆，企圖直接獲取地幔中的物質(zhì)。但鉆到深處遇到困難，存于許多待解決的力學(xué)問(wèn)題。今后壹個(gè)時(shí)期建議著重研究下面幾個(gè)問(wèn)題1）板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制；2）板塊運(yùn)動(dòng)和地幔運(yùn)動(dòng)的耦合以及區(qū)域性構(gòu)造演化的關(guān)系；3）地震機(jī)制和它引起的地表運(yùn)動(dòng)；4）地球介質(zhì)中流體運(yùn)動(dòng)及其和成礦的關(guān)系；5）地球介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系和破壞準(zhǔn)則；6）構(gòu)造分析的非線(xiàn)性反演和解的優(yōu)化準(zhǔn)則；7）地幔以及地核中的流動(dòng)。2.4.6生物力學(xué)生物力學(xué)研究生命現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題，是力學(xué)和生命科學(xué)的交叉領(lǐng)域。生命現(xiàn)象中力學(xué)問(wèn)題的研究可追溯到伽利略、牛頓時(shí)代。Young、Euler等研究過(guò)血管的彈性及血流脈動(dòng)；Poiseuille的血流阻力實(shí)驗(yàn)推動(dòng)了粘性流體力學(xué)的發(fā)展；Hill因骨骼肌收縮力學(xué)模型的研究獲得了諾貝