南開大學陸振球教授寫的力學

① 發展地質力學基礎理論

李四光在 《地質力學概論》中提出了一套系統科學方法。即鑒定結構面的力學性質; 辨別構造形跡的序次; 確定構造體系; 鑒定構造型式; 研究岩石力學性質和地應力場; 模擬試驗等7 個步驟。

為了開展地質力學研究，便於進行野外地質構造考察和推廣地質力學，盡可能地使地質力學基本工作方法與構造地質學和其他地質學科的精髓和成果相結合，作者等在大量野外地質實踐和深入研究的基礎上，豐富了地質力學 7 個步驟的基礎理論及具體內容和方法，主要進展如下:

( 一) 結構面研究的進展［^{2，3，13，29，82］}

1) 在結構面力學性質鑒定的基礎上，對構造形跡進行了力學分類。

2) 著重指出，構造形跡或構造單元既包括結構面、構造帶，也包括構造塊 ( 構造單元) 。構造塊是指被構造帶所包圍的構造形跡相對微弱的地塊，板塊是一種特殊的構造塊，更小的構造帶或構造面之間所夾的構造塊，稱為岩塊。

3) 總結了不同力學性質結構面的特點和標志及對礦產不同的控製作用。

( 二) 構造形跡序次研究的進展^{［4，14，82］}

1) 提出了壓性、張性、扭性重要構造形跡———如褶皺、斷裂的序次轉化模式;

2) 探討了序次研究在鑒定褶皺地層頂底面、判斷斷層錯動方向等方面的實際應用和規律。

3) 研究了序次轉化對礦產分布的多級控製作用。

4) 提出了構造序列的理念———具有一定規模的構造形跡，在它發展演化過程中，往往導生出一系列不同序次的構造成分，稱為構造序列。

( 三) 構造體系與構造系統研究^{［1，5，7，82，147］}

構造體系是地質力學研究的核心。

李四光將許多不同形態、不同性質、不同級別和不同序次，但具有成生聯系的各種構造形跡所組成的構造帶，以及它們之間所夾的岩塊或地塊組合而成的總體，稱為構造體系。

一個構造體系實際上就是一定方式的區域構造運動所形成的一定類型的地應力場的應變圖像。當地殼的某一部分遭受一定方式和方向的動力作用時，便形成了某一型式的構造體系，產生了若干條作一定方向展布的構造帶和其間的地塊。這些構造形跡的出現，改變了這個地區的邊界條件，使之復雜化。隨著運動的持續，盡管區域動力作用方式和方向不變，但在這個地區不同的部分，由於邊界條件的不同，又出現了不同的地應力場，形成了規模較小、型式不同的構造體系。它們的出現又產生了許多個按一定規律展布的構造帶及地塊，使這個地區的邊界條件進一步復雜化。隨著運動的再持續，又出現了規模更小的多種構造體系，依此類推。因此，構造體系的形成是一連串的現象。為了對這一現象進行描述，在此如果我們將在地殼運動過程中地殼上所形成的一連串有聯系的構造形跡群即全球構造體系稱為全球構造系統，那麼，地殼某一區域在一定方式和方向的動力作用下所發生的一連串有聯系的構造形跡群———若干構造體系，可稱為構造系列;而區域中某一局部地區，在一定方式和方向的動力作用之下所形成的某一構造體系及其各部分演化過程中出現的一連串不同序次的構造形跡則可稱為構造序列; 在一定方向和方式的動力作用之下所產生的構造形跡 ( 構造單元) 在發展演化過程中出現的一連串構造現象稱為構造序次。

據研究，地球表層發育有星球網格構造系統、兩極旋轉構造系統和低緯度旋扭構造系統等全球性三大構造系統; 每一個構造系統包括若干構造系列，每一個構造系列由若干構造體系組成;每一個構造體系又包含若干構造序列的結構面; 構造帶或結構面之間是構造形跡比較微弱的地塊。它們的形成、演化、復合，決定了陸殼和洋殼構造的聯系性和組合規律。

構造系統、構造系列、構造體系、構造序列，以及不同序次的結構面，是地殼運動的結果，是地應力場演化和地應力作用的最真實最可靠的紀錄，因此，是研究地殼運動問題最重要的根據。

全球性構造系統的形成，往往與地球整體形態的變化相關，地球自轉產生的動力對地球形態的變化和全球構造系統的形成，無疑起了最重要的控製作用。

( 四) 構造體系復合的標志和規律研究^{［6，147］}

在對各種類型的構造體系復合的標志和規律研究總結的基礎上，進一步認識到李四光提出的構造復合理念，是對地質科學的一個巨大貢獻，它不僅在構造研究、指導生產實踐方面起了重要的作用，而且對揭示地殼運動的期次和發展歷史提供了可靠的證據。構造復合現象可以出現在陸殼構造體系之間，可以出現在全球性的構造系統之間，也可以出現在陸殼構造系統與洋殼構造系統之間。地殼上最復雜的構造復合現象出現在陸殼構造系統與洋殼構造系統毗鄰地帶，由於南半球板塊向北運動，西太平洋板塊、西大西洋板塊和北美板塊相對向西運動，於是洋殼構造系統與歐亞大陸、北美大陸陸殼構造系統之間便出現了極為復雜的構造復合現象，致使環太平洋地區、地中海—喜馬拉雅地帶—印度尼西亞地帶、加勒比海地區成為世界上礦產和地震最多的地區。

另外，岩石圈的不同層圈中，可能產生不同的構造，形成所謂 「構造層」，彼此之間常出現構造不協調或脫頂現象，應該屬於特殊的復合現象。

( 五) 地殼運動問題的探索^{［9，10，12，15，18，27，30，35，82］}

在這一方面，做了如下初步的工作:

1) 編制了全球構造體系綱要圖，在構造體系研究的 基礎上，進一步提出並劃分了構造系列、構造系統。

2) 進行了岩相建造與大陸海水進退規程的研究。

3) 研究了岩漿岩原生構造與地應力場的關系。

4) 研究了氣候變化與生物遷移問題。

5) 根據地殼現今運動對地球表層的影響，研究了自然災害系統與地球自轉及構造體系的關系。

6) 研究了地球氣、水、石、生各圈層物質運動的方式和方向，在全面綜合各大地構造學派地殼運動論點和論據的基礎上，提出了地球聯合力場的觀點，並以此為據，對地球表層地質構造現象進行了系統解釋。

基於上述工作，1994 年作者編寫了 《地殼運動問題》［82］一書。該書前言中寫到:

「地質力學是李四光教授根據地質學原理與力學相結合創立的一門邊緣學科，著重研究地殼構造和地殼運動問題。李四光教授寫過許多有關地殼運動的論著，盡管分析得十分精闢，但也必然帶上時代的色彩。隨著地質學的發展，各種新資料的涌現，現在是到了補充與發展李四光的地殼運動理論的時候了。在我們按照李四光的願望，執筆編寫這本 《地殼運動問題》一書時，所遇到的第一個難題，就是李四光的地殼運動理論的精髓究竟是什麼? 照抄他過去的論著，不能有所進展，也不是他的遺願; 而跟著時代的步伐只要向前跨出一步，可以料到難免有眾議紛紜之苦。在這種進退維谷的情況下，我們只能從李四光的所有著作中，尋找其地球觀的真諦，特別是深入認識李四光地殼運動理論的哲學根據，然後根據現代地質學科發展和實踐中所獲取的大量資料，進行新的總結。

李四光提出 『要從運動的觀點看問題，抓運動是一個根本的問題。運動分為物質的變化與機械的運動。它們在一定程度上又是相互聯系的』。因此，地質力學既要研究地殼運動所產生的岩石礦物的各種形變、相變與位移現象的規律，也要研究與地殼運動同時發生的物質變化的規律以及兩者的聯系。當 20 世紀 40年代在歐洲提出系統論時，李四光在我國早已提出了構造體系的概念; 他在 1970 年所著的 《天文、地質、古生物資料摘要》一書中所提出的學術思想與以後錢學森同志所倡導的 『天、地、生』三大學科交叉綜合研究的學術思想和當代國際地學最新思潮是基本一致的 ( 錢學森，1983) 。李四光在撰寫了 《天文、地質、古生物資料摘要》一書之後，雖然沒有來得及在此基礎上寫出新的有關地殼運動問題的論著，但我們體會這一觀點確是他的地球觀的精髓，而構造體系及其地動力來源的研究僅是其中之一部分。因此，這一點便成為新編 《地殼運動問題》的指導思想。這種理解是否正確，望廣大讀者與同仁共同鑒別。

地殼運動是非常復雜的問題，涉及領域十分廣泛，認識諸方面的特點與規律很不易，發掘彼此的聯系就更難。因此，書中涉及的有些內容的確是作為問題提出來供大家討論與進一步研究的。我們相信，贊賞與批評同樣都會起到對 『地殼運動問題』深入認識的作用……」

該書取得了 3 點創新性認識:

第一，在構造體系研究的基礎上，提出全球具有三大構造系統; 每一個構造系統包括若干構造系列; 每一個構造系列由若干構造體系組成; 每一個構造體系又包含若干構造序列的結構面;構造帶或結構面之間是構造形跡比較微弱的地塊。它們的形成、演化、復合，決定了陸殼和洋殼構造的聯系性和組合規律，共同反映了地球自轉運動的主導控製作用。

第二，認為地球是天體中的一個成員，地球的運動要服從天體運行的規律。天體最主要的一種運動形式是旋轉運動，地球便可能是在旋轉運動中產生和在旋轉運動中發展的。因此，地球各組成部分的運動，不會不受地球旋轉運動的制約。在天體旋轉運動過程中，由星雲物質凝聚而成的地球，受離心力和引力的作用發生分異，大體按物質的密度，從外向內分化為氣圈、水圈、地殼、上地幔、下地幔及地核等圈層。各圈層不同物質的不同運動形式，便形成了各種地質構造現象和與之相關的其他自然現象:如大氣的運動出現氣流，海水的運動出現洋流，岩層和岩塊的相對運動出現坳褶、斷裂及其他變形，破碎的岩石圈運動出現板塊運動，組成地殼物質的分子和原子的運動造成地球化學過程，等等。所有這些現象不會沒有內在聯系，相互聯系的紐帶則是地球自轉運動———天體運行的一部分。

第三，認為引起地殼運動的力很多，諸如地球內部的變化( 包括地幔對流) ，重力和地球自轉及自轉不均衡所產生的潮汐力、慣性力、離心慣性力、科氏力、極移力、帶狀自轉、離極漂移力、地球公轉、太陽及其天體活動的影響等。由於地殼各圈層物質運動的大方向都與地球自轉坐標系保持有規律的幾何關系;由於破壞地球動力系統平衡的主導因素是離心力的變化; 也由於地球內部的變化和天體的影響都可以影響到地球的自轉速度，並在全球變化中產生相對應的韻律變化。這些基本事實使我們有理由認為，地球自轉與地球自轉速度不均衡所產生的力是推動地殼運動的主因。

② 物理的著作有哪些呢

1、愛因斯坦的《物理學的進化》

《物理學的進化》介紹物理學觀念從伽利略、牛頓時代的經典理論發展到現代的相對論、量子論和場論的演變情況。其中選擇了幾個主要的轉折點來闡明經典物理學的命運和現代物理學中建立新觀念的動機所在，從而引導讀者怎樣去找尋觀念世界和現象世界的聯系。

2、牛頓的《自然哲學的數學原理》

《自然哲學的數學原理》艾薩克·牛頓（Isaac Newton，1643—1727年），歷史上最偉大的物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士之一。發生在歐洲的第一次世界科技革命，以哥白尼的《論天球的運行》發表為開始，到以牛頓的《自然哲學的數學原理》（以下簡稱《原理》）的發表為結束，極大地促進了人類歷史的進步。

3、霍金的《時間簡史》

《時間簡史》是英國物理學家斯蒂芬·霍金創作的科學著作，首次出版於1988年。全書共十二章，講的全都是關於宇宙本性的最前沿知識，包括:我們的宇宙圖像、空間和時間、膨脹的宇宙、不確定性原理、黑洞、宇宙的起源和命運等內容，深入淺出地介紹了遙遠星系、黑洞、粒子、反物質等知識，並對宇宙的起源、空間和時間以及相對論等古老命題進行了闡述。

4、王永久的《引力論和宇宙論》

《引力論和宇宙論》是王永久教授撰寫的，一本研究引力理論和宇宙理論的天體物理學專著。

5、費恩曼的《物理學講義》

費曼物理學講義》是根據諾貝爾物理學獎獲得者-理查德·菲利普·費曼(Richard Phillips Feynman，又譯作費恩曼)，在1961年9月至1963年5月在加利福尼亞工學院講課錄音整理編輯的。

《費恩曼物理學講義》在基礎物理的水平上對20世紀物理學的兩大重要成就--相對論和量子力學--作了系統的介紹，對於量子力學，費恩曼教授還特地准備了一套適合大學二年級水平的講法。教學改革試圖解決的另一個問題是按照當前物理學工作者在各個前沿研究領域所使用的方式來介紹物理學的內容。

③ 大學物理系的力學教材應選擇哪本較好

本成果是一套適用於研究型綜合性大學進行物理學基礎教學的高水平教科書，包括《力學》、《熱學》、《電磁學》、《光學》、《原子物理學》、《基礎物理實驗》《基礎物理學（上、下冊）》、《改變世界的物理學》、《數學物理方法》（物理類）、《固體物理學》、《數學物理方法》（非物理類）、《理論力學》、《量子力學》、《電動力學》和《統計物理學》共15本。

本套教材內涵深刻、敘述生動，風格嚴謹而又趣味昂然、內容豐富而又重點突出。它具有以下顯著特色：

1. 全面性——本套教材全面涵蓋了大學物理的各類基礎教材，既包括普通物理基礎課、也包括基礎理論課；既包括課堂教學，也包括實驗教學；既包括物理類院系、也包括非物理類院系；還包括文科。

2. 現代性——本套教材適應時代的要求，把許多現代物理的前沿內容，特別是編著者的科研成果，經反復篩選、咀嚼後，以適合基礎教學的形式有機地融入基礎教材。由於現代化內容的豐富、物理內涵的深刻，因而本套教材不僅適合培養高層次的本科人才，也可作培養研究生的參考。

3. 創新性——本套教材的體系具有顯著的創新。這種創新，源於對傳統教材體系的深刻反省和對新時代高標准教材的熱切追求。這些創新的體系是經過認真調研、反復討論，並在教學實踐中不斷修改而逐漸建立和完善的，現已被不少學校借鑒與仿效。

4. 思想性——本套教材立足於教書育人的需要，不僅在物理知識上給人以教導而且在人文精神上給人以熏陶，熔科學教育與素質教育於一爐，用揭示物理學中的真善美來激勵學生做真善美的人。可以說，本套教材不僅是高水平的科學作品，也是高品位的文化作品。

5. 權威性——本套教材均由有威望的學術帶頭人主要編寫，由許多有豐富科研積累和長期教學經驗的資深教授參加編寫，因而既保證了它在科學上的先進性，又保證了它在教學上的可行性。本套教材的全部編者中，院士或正教授佔3/4以上。審核本套教材的專家組成員全部為院士或資深教授，其中博導佔80％以上。這樣的編者隊伍和審核隊伍，保證了本套教材的權威性；此外，本套教材中的許多教材或其前身，曾獲各類獎項，這些獎項也旁證了它的權威性。

6. 啟發性——本著「給人以魚，不如授人以漁」的精神，本套教材注重啟發思考、激勵創新精神，給人以智慧和啟迪，體現認識的客觀規律，授人以正確的學習方法。不少教材配了演示實驗和多媒體輔助教材，有些還配有大型計算機輔助教學軟體。