原编者按：为满足广大钱老现代科学技术体系研究者需要，即日起，转发《钱学森文集(1-6卷)》中的文章，按照原书编排顺序，每次转发一篇文集文章，供大家学习参考。

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物理力学*

*钱学森 1958 年 6 月 27 日撰写的论文。

在工程技术设计工作里必需资料之一就是各种材料的性质，像结构材料的强度、它们的弹性以及弹性与温度高低的关系。又如用液体来进行冷却，那么我们就得知道这种液体的黏度，它的传导热和吸热能力，以及这些性质与温度的关系。如果用气体来转动一架动力机械，我们就必须知道所用气体的吸热能力，它的压力和体积、黏度、传热能力等与温度之间的关系。工程技术人员有了这些数据才能开始分析和计算。系统运转过程中的种种情况，这些分析和计算就是设计工作的依据。设计师们在研究一个全新问题的时候，因为没有旧例可循，尤其要思考各种可能性，是用这一种合金还是另一种合金，还是要求金属学家做一种新的合金，是用水来冷却还是用其他的液体来冷却，也许最好用一种现在还不大量生产的液体来冷却，是在动力机器里用这种气体还是改变燃料而用另外一种气体。可以在新技术里，像原子能和平利用同火箭喷气技术里，工程师们需要大量新材料或新介质的性能，而这些性能的数据是在作比较方案的时候就要，在最后设计定型之后，自然每一个地方只用一种东西，以前在设计时候研究过的其他几种以至十几种东西都落选了。所以为了推动设计工作，对许许多多非常的、不习用的材料和介质最好能迅速地推算出它们的性质，最好不要等待把这些材料和介质一样一样真的做出来，然后运用实验方法去一样一样测定它们的性质，那是往往要几年的时间才能做到，是耗废时间和人力的事，许多东西做出来了也不一定真用。

因此虽然在从前工程技术里所用的材料和介质都是以实验方法来测定它们的性质的，由于新技术的要求，老方法的缺点也就严重起来了，它既柔又慢。其实新技术的要求还不止于此，新技术的机器工作条件又常常是极端的：温度非常高或非常低，压力非常高或非常低。这也就对实验的方法带来设备的困难。例如我们要测一种气体在3000℃的吸热能力或所谓比热，那我们就得把气体加热到3000℃，也就得制造一个3000℃的炉子，要在3000℃的温度准确地置出热量的吸收或释放。我们可以想象得到这样一个实验是不容易做的。所以用计算的方法来决定工程材料和介质的性质也还有这么一个道理：它可以免去一些非常困难的实验。

当然，光说有需要还不够，还得研究有没有可能。我们有没有可能用理论计算方法以及一些容易做的实验来代替旧的实测办法呢?要回告这个问题，我们要首先了解到今天我们对物质世界的认识，我们对物质结构已经是基本上肯定的了，除了原子核里面，我们知道物质都是原子和原子所构成的分子所组成的，我们也知道在原子和分子的微世界里运动的规律是量子力学，而在我们自己所习惯的世界里运动的规律是牛顿力学。所以不同于50年前，我们现在基本上掌握了物质结构和运动的规律，这也就是物理学家们和化学家们半世纪来努力的成果。既然基本上掌握了物质结构和运动的规律，我们就有了计算物质性质的可靠基础，只要我们用这些规律去总结过去长期所累积起来实验资料，再用一些比较容易执行的实验为辅，那么计算工程材料和介质的性质是完全可能的。这就是物理力学的目的和任务。

正像前面所说的，物理力学是由于新技术的需要而提出来的，它自然是一门新学科，也其实是一个介乎固体力学、流体力学和物理、化学之间的生长点。唯其是新，所以就是在世界科学技术先进的国家里这方面的工作者也不多，在我们国家里物理力学更是处在萌芽状态，需要大力支持才能得到迅速的发展，才能满足新技术的要求。一个物理力学工作者一方面既要有固体力学、流体力学的知识，知道应当注意什么样的问题，另一方面又得有现代物理和现代化学的知识和实验技术。在高等学校里物理力学专业还没有建立起来之前，干部的来源主要靠物理和物理化学专业的学生。

自然，物理力学工作者也不是光为工程师们计算材料和介质，他们也可以主动地向工程师们提出前所未闻的新可能、新发展方向。例如：物理力学的研究就可以导致高强度材料，把金属材料的强度提高1000倍，这是一个值得奋斗的目标!