力学发展史上的篇文献年以前.ppt
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1、1920年以前力学发展史上的100篇重要文献,武际可 北京大学力学与工程科学系,100871, 退休教授,前 言,在力学发展的历史长河中,文献浩如烟海。要在其中选择最重要的100种会有一定困难。为此我们确定以下两条原则: 1.时间限定在1920年以前。一方面是一战后这段时间还不够长,成果的重要性还有待进一步的历史考验,另一方面是一战后各国政府介入科学事业,大量的科学成果很难用文献和书来表达。 2.范围包括原创成果和教材。其影响比较长远者。 即使是这样。在选择的取舍上仍然是有困难的,可以有不同的方案。更有一些重要成果,找不到原始文献,如风洞的建造、材料试验机的发明等。所以笔者选定的这100项文献
2、也只是从一个方面反映力学学科的发展。,亚里斯多德 Aristotle,384BC322BC,1 论天(On the heavens),公元前350年完成,原文为希腊文。其中落体速度与重量成正比的论断,影响学界达千年。,阿基米德 Archimedes,287BC212BC,2论浮体(On floating bodies)part I,II,原文为希腊文。最早系统讨论流体中物体的平衡问题。 3论平面图形的平衡(On the equilibrium of planes)part I,II,原文为希腊文,在16世纪之前只有手抄本流传,16世纪出版有拉丁文本,1897年出版英文译本。讨论杠杆原理与图形的
3、重心。,托勒密 Ptolemy,约100-170,4大汇编(Almagest),原先以希腊文传抄,后出版拉丁文版。系统总结了前人的天文学知识,建立太阳系运行的托勒密体系。,希罗 Hero of Alexandria, 约公元62年前后,5气体力学(Pneumatics),原为希腊文。涉及真空、水与空气的压力、虹吸管、玩具和一种用蒸汽驱动的旋转机械。 6力学(Mechanics),原为希腊文。介绍了有关运动、平衡和简单机械的知识。,帕普斯 Pappus Alexandrinus, 约300-350,7数学汇编第八卷 (Mathematical Collection, Book 8),1022出版
4、为希腊文, 1876出版英译本。汇集了古希腊对力学研究的许多成果。,约旦努 Jordanus de Nemore, 约1220年前后,8重物的论述(Liber de ponderibus), 1533年出版,拉丁文。讨论物体的平衡问题,包含有虚功原理的萌芽。,哥白尼 Nicholas Copernicus, 1473-1543),9天体运行论(De revolutionibus orbium celestium),1543年出版拉丁文本。提出太阳系的哥白尼系统,并且从几何上加以严格的论证。,开普勒 Johannes Kepler, 1571-1630,10宇宙的和谐(Harmonice mun
5、di),1619年出版拉丁文本。总结行星运行的三大定律。,斯梯芬 Semon Stevin,1548-1620,11静力学原理(Staticae elementis),1586年出版拉丁文本。是静力学体系完成的标志性著作。,默森 Marin Mersenne, 1588-1648,12宇宙的和谐(Trait de lHarmonie Universelle ),1627年以法文出版。最早关于声音、音乐和乐器的著作,后人称默森为声学之父。,邓玉函(Joannes Terrenz,1576-1630) 王徵(1571-1644),13远西奇器图说,1627年,中文。一本最早以中文介绍西方力学知识的
6、著作。,伽利略 Galileo Galilei,1564-1642,14关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话(The systeme of the world:in four dialogues wherein the two grand systemes of Ptolemy and Copernicus),1632年出版意大利文本,1661年出版英译本。系统论证哥白尼系统,提出惯性运动的概念。 15关于两门新科学的对话(Discourses and mathematical demonstrations concerning twonew sciences),1638年出版意大利文版,16
7、65年出版了第一个英译本。总结了材料强度、自由落体和抛体的运动规律。,托里拆利 Evangelista Torricelli,1608-1647,16论重物的运动(De motu gravium),1644年以意大利文出版。证明了孔口出流的速度与液高的平方根成比例,后人称之为托里拆利定理;还叙述了在位置最低时,平衡得好,是平衡稳定性的最早提法。,波义尔 Boyle, Robert ,1627-1691,17关于空气的弹性及其效果的物理力学新实验(New experiments physico- mechanicall, touching the spring of the air and it
8、s effects),1660年出版,英文。以系统的实验论证了气体的弹性。,帕斯卡 Blaise Pascal,1623-1662,18论液体平衡和空气的重量(Traits de lequilibre des liqueurs et de la pesenteur de la masse de lair),1663年出版,法文。总结和提出帕斯卡原理,并总结关于气压的一系列实验。,马略特 Edme Mariotte,1620-1684,19论物体的撞击与碰撞(Trait de la percussion ou chocq des corps),1671年在法国科学院宣读,1673年以法文出版。总
9、结了前人关于碰撞问题的实验,从中得出了动量守恒定律。 20论水和其他流体的运动(Trait du mouvement des eaux et des autres corps fluides),1686年以法文出版,1700年出第二版。他是第一个研究流体阻力的学者,书中得到了流体阻力与速度的平方成比例的结论。,惠更斯 Christiaan Huygens,1629-1695,21摆钟论(Horologium oscillatorium),1673年,拉丁文。讨论了约束在圆上的质点运动规律,并论证了摆的等时性,提出等时摆的概念。,胡克 Robert Hooke,1635-1703,22论弹簧Le
10、ctures (de Potentia Restitutiva) (Lectures of springs),1678年,拉丁文。研究了物体的弹性。,莱布尼兹 Gottfried Wilhelm Leibniz,1616-1716,23笛卡尔的一个出名错误的简短证明(Brevis Demonstratio Erroris Memorabilis Cartesii ),1686 年以拉丁文发表在Acta Eruditorum (GM VI, pp. 117-23)上。提出活力即后人所称的动能守恒定律。,牛顿 Newton, Isaac,1642-1727,24自然哲学的数学原理(Philosop
11、hia naturalis principia mathematica), 1687年第一版,1713第二版,1726年第三版,拉丁文。总结经典力学的体系,证明万有引力下行星运行服从开普勒三定律。,雅科布伯努利 Jacob Bernoulli,16541705,25在不透明的非均匀介质光线的弯曲于求解问题,(Problema novum, ad cujus solutionem Mathematici invitantur) 1696年发表在“教师学报” (Acta Eruditorum)上,拉丁文。最早建立的变分问题求解方法。 26弹性梁弯曲的假设与证明(Veritable hypothse
12、 de la risistance des solides avec la dmonstration de la courbure des corps qui font resort),1705年刊登在巴黎科学院报上,法文。建立了梁的弯曲最早与实际接近的理论。,丹尼尔伯努利 Daniel Bernoulli,1700-1782,27流体动力学(Hydrodynamica),1734年完稿,1738年出版。总结出流体压强与速度的关系。后人称为伯努利定律。,欧拉 Leonard Euler,1707-1783,28力学(Mechanik),1736年,德文。包括他对质点和质点组力学系统的一系列工作
13、。 29刚体运动理论(Theoria motus corporum solidorum),1765年以拉丁文出版。提出刚体运动的一般方程并解决了一种可积情形。,达朗贝尔 Jean le Rond dAlembert,1717-1783,30论动力学(Trait de dynamique),1743年,法文。提出和总结了力学中的达朗贝尔原理和虚功原理。 31流体的阻力(Essai dune nouvelle thorie de la rsistance des fluides),1752年,法文。提出理想流体中没有阻力的矛盾,后人称为达朗贝尔佯谬。,莫培督 Pierre de Maupertui
14、s,1698-1759,32看来矛盾的事物,是一致的(Accord de differentes lois de la Nature qui avaient jusquici paru incompatibles),1744年以拉丁文发表在Histoire de Academie des Sciences de Paris上。最小作用量原理最早的一般陈述。,玻素 Charles Bossut,1730-1814,33流体阻力的新实验(Nouvelles Experiences sur la rsistance des fluides),1777年以法文出版。总结船体阻力实验得到的规律,开辟了船
15、池实验的新领域。,拉格朗日 J.L.Lagrange,1736-1813,34分析力学(Mecanique analytique),1788年在巴黎出版,法文。分析力学奠基性的工作。,库仑 Charles Augustin Coulomb,1736-1806,35论简单机械(Thorie des machines simples),1781年以法文出版。最早给出了摩擦力所遵从的规律。,班锁 Louis Poinsot,1777-1859,36静力学原理(Elments de statique),1803年以法文出版。引进了力偶的概念、系统讨论了力系的简化,并且最终提出刚体的平衡的条件是力的主矢
16、和主矩为零。,托马斯 杨 Thomas young,1773-1829,37自然哲学讲义(A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts),1807年分两卷出版,英文。总结关于固体变形的实验结论,提出弹性模量,后人称为杨氏模量。最早提出能量的概念。,拉普拉斯 Pierre Simmon Laplace,1749-1827,38天体力学(Mcanique cleste),共5卷16册,于1798-1825年间陆续完成,最早以法文出版。系统发展了围绕天体力学的一套数学方法,如势论、摄动法等等。,凯利 George
17、 Cayley,1773-1858,39论空中航行(On Aerial Navigation),18091810年分三次在Nicholsons Journal上发表。文章开辟了从空气动力的角度探讨飞行的道路。,泊松 S.D.Poisson,17811840,40力学教程(Trait de mcanique),1811年分两卷出版,1832年出改进补充版,法文。影响深远的一套理论力学教材。 41弹性体的平衡与运动(Mmorire sur lquilibre et le mouvment des corps lastiques),1829年发表,法文。最早提出弹性体变形时横向变形系数,后来被称为泊
18、松比。,纳维 Navier,1785-1836,42论弹性体的平衡与运动(Sur les lois de lquilibre et du mouvement des corps solides lastiques),1821年发表在Bull. Soc. Phlomath(177-181),法文。最早提出弹性体运动的一般方程。 43流体的运动法则(Mmoire sur les lois du mouvement des fluides),1822年提交的研究报告,Mmoriesde lAcadmie royale des sciences de lInstitut de France1823年刊
19、出(p.389),法文。最早提出黏性流体的运动方程。,哈米尔顿 Hamilton,William Rowan,1805-1865,44论动力学中的一个普遍方法(On an general method in dynamics),1834年发表在Philosophical Transactions of the Royal Society上(partII,pp.247-308),英文。再论动力学中的一个普遍方法(On an general method in dynamics),1835年发表在Philosophical Transactions of the Royal Society上(pa
20、rtI ,pp.95-144),英文。两篇文章发展了分析力学,引进了后人所称的哈米尔顿函数和哈米尔顿方程。,傅里叶 Jean Baptiste Joseph Fourier,1768-1830,45热的解析(Thorie analytique de la chaleur)1822年以法文出版。奠定了解热传导偏微分方程方程的基础,同时开始使用量纲分析。,卡诺 Sadi Carnot,1796-1832,46论火的效率(Rflexions sur la puissance mortise du feu),1824年出版,法文。热力学第二定律研究的开始。,柯西 Augustin louis Cauc
21、hy,1789-1857,47弹性或非弹性固体的运动方程(Sur les equations qui experiment les conditions dquations ou les lois du mouvement intrieur dun corps solide,lastique ou non lastique),Ex. de Math. 160-187,1828年以法文发表。总结了从1822年以后他关于弹性力学数篇论文的结果,建立了弹性力学平衡与运动的普遍方程。,科里奥利 Gustave Gaspard Coriolis,1792-1843,48物体系的相对运动方程(Sur le
22、s quations du mouvement relatif des systmes de corps ),1831年向法国科学院提出的研究报告,1835年正式发表。对旋转系统提出了一种由相对速度诱导的加速度,后人称为科氏加速度,由它产生科氏力。,格林 George Green,1793-1841,49论在晶体介质中光的传播(On the Propagation of Light in Crystallized Media), 1839年发表(CPS, ,22pp)。论证了各向异性弹性介质的弹性常数最多有21个。,泊萧叶 Jean Leonard Marie Poiseuille,1797-
23、1869,50流体通过细管运动的实验研究(Recherches experimentales sur le mouvement des liqnides dans les tubes de tres petits diametres),1841年发表在Compte-rendus hebdomadaires des Seances de lAcademie des Sciences上。泊萧叶从1838年开始进行管流实验,1840年总结出管流中的流动规律,后人称之为哈根泊萧叶(Hagen-poiseulle)流。,焦耳 James Prescott Joule ,1818 1889,51论电磁的热
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