1920年以前力学发展史

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项文献也只是从一个方面反映力学学科的发展。亚里斯多德Aristotle，384BC－322BC1．《论天》（Ontheheavens），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，287BC－212BC2．《论浮体》（Onfloatingbodies）partI，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》（Ontheequilibriumofplanes）partI，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HeroofAlexandria，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PappusAlexandrinus，约300-3507．《数学汇编第八卷》（MathematicalCollection,Book8），1022出版为希腊文，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JordanusdeNemore，约1220年前后8．《重物的论述》（Liberdeponderibus），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NicholasCopernicus，1473-1543）9．《天体运行论》（Derevolutionibusorbiumcelestium），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JohannesKepler，1571-163010．《宇宙的和谐》（Harmonicemundi），1619年出版拉丁文本。总结行星运行的三大定律。斯梯芬SemonStevin，1548-162011．《静力学原理》（Staticaeelementis），1586年出版拉丁文本。是静力学体系完成的标志性著作。默森MarinMersenne，1588-164812．《宇宙的和谐》（Traitédel’HarmonieUniverselle），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（JoannesTerrenz，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著作。伽利略GalileoGalilei，1564-164214．《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》（Thesystemeoftheworld：infourdialogueswhereinthetwograndsystemesofPtolemyandCopernicus），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》（Discoursesandmathematicaldemonstrationsconcerningtwonewsciences），1638年出版意大利文版，1665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EvangelistaTorricelli，1608-164716．《论重物的运动》（Demotugravium），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》（Newexperimentsphysico-mechanicall,touchingthespringoftheairanditseffects），1660年出版，英文。以系统的实验论证了气体的弹性。帕斯卡BlaisePascal，1623-166218．《论液体平衡和空气的重量》（Traitésdel’equilibredesliqueursetdelapesenteurdelamassedel’air），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EdmeMariotte，1620-168419．《论物体的撞击与碰撞》（Traitédelapercussionouchocqdescorps），1671年在法国科学院宣读，1673年以法文出版。总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》（Traitédumouvementdeseauxetdesautrescorpsfluides），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ChristiaanHuygens，1629-169521．《摆钟论》（Horologiumoscillatorium），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RobertHooke，1635-170322．《论弹簧》（Lecturesofsprings），1678年，英文。研究了物体的弹性。莱布尼兹GottfriedWilhelmLeibniz，1616-171623．《笛卡尔的一个出名错误的简短证明》（BrevisdemonstratioerrorismemorabilisCartesii），1686年以拉丁文发表在ActaEruditorum(GMVI,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》（Philosophianaturalisprincipiamathematica），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JacobBernoulli,1654－170525．《等周问题实解》（Solutionpropriaproblematisisoperimetrici），1700年发表在“教师学报”上，拉丁文。最早建立的变分问题，还总结了最速落径问题。26．《弹性梁弯曲的假设与证明》（Veritablehypothèsedelarisistancedessolidesavecladémonstrationdelacourburedescorpsquifontresort），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DanielBernoulli，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LeonardEuler，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。29．《刚体运动理论》（Theoriamotuscorporumsolidorum），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JeanleRondd’Alembert，1717-178330．《论动力学》（Traitédedynamique），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》（Essaid’unenouvellethéoriedelarésistancedesfluides），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PierredeMaupertuis，1698-175932．《论宇宙》（Essaidecosmologie），1744年提出，1750年以拉丁文发表。最小作用量原理最早的一般陈述。玻素CharlesBossut，1730-181433．《流体阻力的新实验》(NouvellesExperiencessurlarésistancedesfluides),1777年以法文出版。总结船体阻力实验得到的规律，开辟了船池实验的新领域。拉格朗日J.L.Lagrange，1736-181334．《分析力学》（Mecaniqueanalytique），1788年在巴黎出版，法文。分析力学奠基性的工作。库仑CharlesAugustinCoulomb，1736-180635．《论简单机械》（Théoriedesmachinessimples），1781年以法文出版。最早给出了摩擦力所遵从的规律。班锁LouisPoinsot，1777-185936．《静力学原理》（Elémentsdestatique），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和主矩为零。托马斯杨Thomasyoung，1773-182937．《自然哲学讲义》（Acourseoflecturesonnaturalphilosophyandthemechanicalarts），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PierreSimmonLaplace，1749-182738．《天体力学》（Mécaniquecéleste），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GeorgeCayley，1773-185839．《论空中航行》（OnAerialNavigation），1809－1810年分三次在Nicholson'sJournal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，1781－184040．《力学教程》（Traitédemécanique），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》（Mémoriresurl’équilibreetlemouvmentdescorpsélastiques），1829年发表，法文。最早提出弹性体变形时横向变形系数，后来被称为泊松比。纳维Navier，1785-183642．《论弹性体的平衡与运动》（Surlesloisdel’équilibreetdumouvementdescorpssolidesélastiques），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》（Mémoiresurlesloisdumouvementdesfluides），1822年提交的研究报告，Mémo