继续谈一谈科学思想

继续谈一谈科学思想

大学理工科一年级时，大部分都是基础课。有些人学校重视，有些学校不太重视。其实对于一个未来第一线的工程师来讲，基础课是十分重要的。因为在在未来的工作岗位上，就是靠最基本的知识，形成自己科学的思维方式，让自己在工作中不断地学习和积累经验，从而达到一定理论水平和实践经验的高度。

学习不是做习题，而是要建立自己的科学思维方式，对现实的世界有一个科学的认知。在实际工作中我们离不开书本知识，但是这远远不够，需要我们自己的总结和创新。

时间太久远了，我们那时的基础课有什么我也忘记了。但是一定有《高等数学》、《现代物理》（包括牛顿古典力学、光学、电磁学、现代物理等等）。我记得还有《有机化学》或《高等化学》。其实这几门课特别的重要，必须学好。这是一个工程师必须具备的最基础的“思维方式”的源泉和指导思想。

当然还有《英语》。我认为应该有，必须有《语文》。如果一个工程师连自己的论文都写不好（反对教条的格式化），自己的母语都没学好，那真的太可怜了。

理工科后面还有“专业基础课”和“专业课”。

那时上课时听专业课，很难听懂。后来到了生产第一线，面对现实问题，专业课都看懂了，看懂了书本上的介绍，感觉专业课就是“幼儿园水平”，太肤浅了。自己只好看人家的说明书，找了，或买了大量的参考书籍阅读。

这时我才明白，现实里的问题书里是找不到的，那仅仅是一个基础，需要我们在原先的基础上继续学习和开拓进取。

上篇文章里我们谈了一些科学思维的问题，下面我们接着探讨。

中学我们都学过牛顿古典力学，著名的就是力学三大定律。在日常生活和工作中，我们如何以牛顿力学定律为基准，来思考现实里的一些问题。用牛顿力学定律来思考现实里的一些问题，与没有牛顿力学定律概念来观察思考一些问题，结果就是不一样。

我们看到横梁吊着一个沙袋，它是静止不动的。其实我们可以用牛顿作用力和反作用力来分析它。注意就是这么一个“定理”和简单的数学公式F=-F，在我们的日常生活和工作中，作用非常巨大。

沙袋本身的重量W，绳子的拉力F。这两个力大小相等，方向相反，形成了一个“力”的平衡，W-F=0。在我们的大脑里可以画一个受力分析图，同时写一个数学公式。由简单到复杂，复杂的受力构件，也是相同的思考方法。。

不管什么原因吧，绳子断了，它就成了自由落体。这时沙袋具有“势能”，在地球引力的作用下，

F=W=ma=m G G是重力加速度。

达到地面瞬间，沙袋势能消失，全部转换成了动能。

这部分就是“碰撞”，然后地面对沙袋有一个支撑力，形成了一个新的“力”的平衡。

只是这么一个过程，用到牛顿三个定律，还有势能和动能的概念。

在《理论力学》里有一个“静力学”，机械设计和建筑专业，这部分很重要。看到一个结构，必须画一个“受力分析图”，然后使用牛顿定律建立一个数学模型。也就是F-F=0的数学模型。你看到这个结构是静止不动的，其实它的上面受到了各种力，还有“力的载荷”它们的和力等于零。

受力分析基本上有这样几种力的类型，拉力、压力、扭矩、剪切力和稳定性。

稳定性就是你把一根棍子戳在地面上，顶端施加一个压力。这个力会使棍子弯曲，一旦弯曲棍子就会失去平衡而倒下。

不论搞机械设计和建筑工程，都有一门特别重要的课程，那就是《机械振动学》。振动会产生“共振”和“疲劳极限”。早期飞机的翅膀都会掉下来，就是因为“疲劳极限”。大桥不考虑共振和疲劳极限，也会塌毁。

所以特大桥梁和超高建筑物，必须考虑“共振”和“疲劳极限”，为了减轻震动的伤害，地基和关键部位必须增加“阻尼”系统。

什么是阻尼？我们搞过维修的人都知道，只要设备噪音过大，我们就在连接处或地脚处加上皮垫“缓冲振动”，降低噪音。

确实，我们学习知识必须有一个宏观的概念，这时我们看到一些假象才会不会被欺骗。

有一年我在一家私企打工，私企刚一进去也会竞争和互相排斥。我不被管生产的副厂长待见，有一个比我大的工程师跟他比较靠近，我是被排斥的对象。其实我也不在乎，能干就干，不能干就走人。私企这样做好“双向选择”。

那时设备搬迁，我在车间里运转看到一台设备被简单的三角架和吊葫芦吊了起来。我的大脑里立即就有了一个“受力分析图”，我判断这个三角支架待不住，很快就会塌毁。我赶紧通知了那个“老工程师”，他很生气，以为我在挑他的毛病。他很坚决地说：“没事！”我也不能找领导，因为万一塌不下来我不是告人家“黑状”？

第二天上班一看，果真塌了。不过我主动离开了那家企业。

有时讲真话不行。同样出了问题，有保护的就没事，没靠山的就被枪毙了。

我们不但要有科学知识，大学生一旦走上社会真的需要“社会经验”。其实工程师不好做，光凭技术真的不行，方方面面的感受和利益都要考虑得到。

我已经是夕阳红了，但愿年轻人走好自己的路。

李铁钢

星期四

2021年7月22日