中国科学院院士、中国力学研究所学术委员会主任李家春于1月14日在中国科技馆向公众介绍了“身边的流动——现代流体力学展望”,并接受了《中国科学报》记者的采访。
李家春指出,力学,尤其是流体力学,既是一门历史悠久的经典学科,也是一门不断发展的现代学科。流体力学的发展与人类早期生产活动密切相关,伴随着数学和天文学的进步。17世纪,牛顿基于前人的天文观测和力学实验,发明了微积分,提出了机械运动三大定律和万有引力定律,奠定了《自然哲学的数学原理》的基础。由于这些原理具有普适性,涵盖自然界和工程领域的基本规律,力学成为自然科学的先导学科。
历史上,力学经历了三个重要发展阶段:古代基于直观经验的力学,经典力学阶段以严密数学理论为基础,以及近代力学阶段强调物理洞察力。自20世纪60年代以来,随着超级计算机和先进测试技术的出现,力学学科融合宏观与微观视角,跨学科交叉日益显著,进入了现代力学的新发展阶段。
李家春特别提到,2011年全球多起极端自然灾害事件凸显了流体力学的重要性。例如,日本海底地震引发的海啸和福岛核电站事故,澳大利亚飓风,以及中国的干旱和洪水灾害,这些事件的预测和预警均依赖于流体力学的前沿研究。同年,美国航天飞机退役,其防热系统的安全隐患也反映了流体力学在航空航天安全中的关键作用。
流体力学研究的核心对象是液体、气体及等离子体的流动、扩散、旋涡和波动等现象,涉及物理、化学和生物过程,最终影响质量、动量和能量的传输。因此,流体力学在航空航天、海洋环境、能源开发、生物医学和材料科学等多个工程领域中发挥着不可替代的作用。李家春强调,现代流体力学不仅是基础科学的重要组成部分,更是推动国家经济和社会发展的关键技术学科。基于此,流体力学的前沿研究和人才培养应得到国家各部门的高度重视和持续支持。