出品：科学大院
作者：周培源（中国科学院院士）
监制：中国科学院计算机网络信息中心中国科普博览
力学的发生和发展一开始就是由生产决定的。恩格斯曾经举出了古代力学发展的背景是农业发展的某一阶段、城市和大建筑的产生、手工业的发展、航海和战争等等例子。
一六八六年，牛顿对力学的总结，最初是从天体运动开始的。 当时，天文学、数学和力学是自然科学中仅有的三个成熟的伙伴，它们互相渗透，互相促进。
海王星的发现是牛顿力学科学预见的光辉范例，牛顿力学的发展为大工业准备了基础，也对物理学其他分支的发展起过巨大的推动作用。
牛顿力学的惊人成就，甚至影响了人们的世界观。
当人们克服了机械唯物论思想，继续前进的时候，力学并没有消失，只是采取了新的思想，取得了新的形式。甚至，经典力学本身的力量也依然在到处发挥着作用。
那么，在力学本身力量的作用下，各个力学运动之间的关系是什么样的呢？
物质宏观运动和微观运动的关系
我们首先要解决的是物质的宏观运动和微观运动的关系。
我们知道，（在经典物理中）力学是关于物质宏观运动规律的科学，力学的运动规律是牛顿的运动规律。
依据牛顿运动规律的运动是机械运动，一直到现在，力学在工程方面的应用越发深入，在绝大部分的工程( 包括建筑、水利、交通、机械、采矿、冶金、化工、石油、军事、空间工程) 中，处处都需要力学。工程向力学提出了层出不穷的问题，力学也不断以新的成果，深刻地改变着工程设计的思想。
近年来，力学又在认识自然方面，恢复和扩大了过去的老传统。
力学工作者投身到宇宙论、天体演化、星系结构、天体爆炸、太阳风、行星磁场等研究，也投身到大气、洋流、海浪、地壳运动、地幔对流等的研究，随之还出现了生物力学，它将为力学和农业及医学建立越来越紧密的联系。
可以这样说，近代力学的发展，已深入到自然科学的许多领域。
力学在物质宏观运动范围内所处理的问题，之所以这样的广泛，是因为力学是研究自然界中最基本、最简单的运动形式，也就是位置移动。
从这个意义上来说，大尺度宇宙空间的天体运动，也包含位置的移动。狭义或广义相对论力学所处理的物质宏观运动问题，也是力学所处理的问题。
分子、原子的运动与结构，属于物质的微观运动，它们的规律为量子力学和量子电动力学。
这些规律是从力学和电动力学的规律上分别发展出来的，但又不同于力学的规律。这是由于物质的微观运动已不是单纯的位移，而具有了新的形式，如：从一个稳定态跃迁到另一个稳定态。
基础研究和应用研究的关系
说起基础研究和应用研究的关系，那就要先从力学研究和其他一切科学研究所共有的认识过程说起。
我们都知道，科学研究都有一个从特殊到一般，从一般到特殊的往复循环的认识过程，具体到力学上，就是生产实践和科学实验( 观察) 提出具体问题，对之研究、概括、提高、总结，成为力学的基础理论。之后将基础理论应用到尚未研究过的具体问题，找出它的特殊本质，借以补充、丰富和发展出共同性的力学原理。
自古以来，力学研究就有基础研究和应用研究两条途径。
牛顿在《自然哲学的数学原理》序言中谈到：古人用两种方法演述力学，其一是纯理的，用论证精确地推进；其一是实用的，一切技术方面的事情都属于后者，力学这个名称也由此得来。
我们的革命导师马克思把力学叫做“大工业的真正科学的基础”，而另一位革命导师恩格斯则把力学叫做“最基本的自然科学”。
他们从不同的侧面来说明力学的地位和作用，学习他们的教导，对我们力学界是非常有益的。我们不必重复十八世纪，那段力学黄金时代的历史，以为力学可以包打天下；我们也不必妄自菲薄，以为力学已经古老，力学的原理、原则已经完成。只要自然界存在着机械运动, 以及机械运动和其他高级运动形式的相互联系。力学就永远有无止无境的研究课题, 就永远有无限光辉的前景。
从力学长期发展的历史来看，我们可以得出这样一个初步的结论，就是力学具有很强的基础性，又有极为广泛的应用性，两者相反相成，互相促进，所以， 力学既是基础科学，又是应用科学。这和数学、物理学、化学、生物学等门科学，并没有什么两样的地方。
因此，我们既要充分重视力学的基础研究，又要十分注意力学的广泛应用。
为什么说要充分重视？
如果我们不重视基础研究，我们只能亦步亦趋，永远谈不上赶超。
又为什么要十分注意应用研究呢？因为大量应用工作都直接和工业、农业、国防的现代化有关。
我们一方面要注意抓住四个现代化所需要解决的重大的关键性的力学问题，重点安排力量，充分利用现代化的计算工具和实验手段，多快好省地加以解决。
另一方面要妥善作出全面安排，广泛调动应用力学工作研究的积极性。
现在，很多产业部门已经开始从单纯按产品组织科研，进而重视同时按学科组织应用基础的研究。因而工程力学得到很大的重视，这是十分可喜的现象。只有力学的应用研究壮大了，力学的基础研究才能上得去。
新老学科的关系
在力学领域中，有几个历史悠久的传统学科，如质点和刚体力学，流体力学，固体力学和土力学等。
近年来，国外在这些学科中，不论是理论、方法、现象方面都不断有所突破，例如：立波理论、失稳分岔理论、有限元法、断裂力学、剪切湍流、变形体热力学、弹黏性介质中的记忆衰退理论等。
我国在这些方面需要向纵深发展，扩大战果，要继续发现新的突破口，要决心去攻克难关，要避免目前的“浅水区拥挤不堪，深水区无人问津”的现象。
近年来，在国内外陆续出现一些新兴学科，如岩体力学，地球力学，物理力学，等离子体动力学，宇宙气体动力学，化学流体力学，爆炸力学，生物力学，理性力学等等。
这些学科多半是和其他学科相互渗透建立起来的，它们的崛起，好像雨后春笋，有旺盛的生命力。这些学科又像未开垦的处女地一样，到处有吸引人的前景，老学科有责任来扶植新学科。新学科领域里的同志要学习老学科的经验和我们所不熟悉的相邻学科的知识，新学科中的新发现，有可能反过来促进老学科的突破。
理论和实验的关系
理论必须以实验为基础，实验必须有理论作指导。
一个新理论，必须能够解释旧理论能解释的现象，还必须能够解释旧理论所不能解释的现象。
同时，新理论必须预见到尚未出现的现象，并通过科学实验的实践得到证实。
因此，理论工作是离不开实验的，实验是理论的前提，科学实验的实践，又是检验理论是否正确的唯一标准。
然而，在我国目前的力学工作中，实验研究没有得到应有的重视，特别是实验研究工作中技术系统的建立没有受到重视，必须认真地加以解决。
（内容来源于《院士谈力学》，科学大院发布时略有删节和修改）
