南开大学陆振球教授写的力学

① 发展地质力学基础理论

李四光在 《地质力学概论》中提出了一套系统科学方法。即鉴定结构面的力学性质; 辨别构造形迹的序次; 确定构造体系; 鉴定构造型式; 研究岩石力学性质和地应力场; 模拟试验等7 个步骤。

为了开展地质力学研究，便于进行野外地质构造考察和推广地质力学，尽可能地使地质力学基本工作方法与构造地质学和其他地质学科的精髓和成果相结合，作者等在大量野外地质实践和深入研究的基础上，丰富了地质力学 7 个步骤的基础理论及具体内容和方法，主要进展如下:

( 一) 结构面研究的进展［^{2，3，13，29，82］}

1) 在结构面力学性质鉴定的基础上，对构造形迹进行了力学分类。

2) 着重指出，构造形迹或构造单元既包括结构面、构造带，也包括构造块 ( 构造单元) 。构造块是指被构造带所包围的构造形迹相对微弱的地块，板块是一种特殊的构造块，更小的构造带或构造面之间所夹的构造块，称为岩块。

3) 总结了不同力学性质结构面的特点和标志及对矿产不同的控制作用。

( 二) 构造形迹序次研究的进展^{［4，14，82］}

1) 提出了压性、张性、扭性重要构造形迹———如褶皱、断裂的序次转化模式;

2) 探讨了序次研究在鉴定褶皱地层顶底面、判断断层错动方向等方面的实际应用和规律。

3) 研究了序次转化对矿产分布的多级控制作用。

4) 提出了构造序列的理念———具有一定规模的构造形迹，在它发展演化过程中，往往导生出一系列不同序次的构造成分，称为构造序列。

( 三) 构造体系与构造系统研究^{［1，5，7，82，147］}

构造体系是地质力学研究的核心。

李四光将许多不同形态、不同性质、不同级别和不同序次，但具有成生联系的各种构造形迹所组成的构造带，以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体，称为构造体系。

一个构造体系实际上就是一定方式的区域构造运动所形成的一定类型的地应力场的应变图像。当地壳的某一部分遭受一定方式和方向的动力作用时，便形成了某一型式的构造体系，产生了若干条作一定方向展布的构造带和其间的地块。这些构造形迹的出现，改变了这个地区的边界条件，使之复杂化。随着运动的持续，尽管区域动力作用方式和方向不变，但在这个地区不同的部分，由于边界条件的不同，又出现了不同的地应力场，形成了规模较小、型式不同的构造体系。它们的出现又产生了许多个按一定规律展布的构造带及地块，使这个地区的边界条件进一步复杂化。随着运动的再持续，又出现了规模更小的多种构造体系，依此类推。因此，构造体系的形成是一连串的现象。为了对这一现象进行描述，在此如果我们将在地壳运动过程中地壳上所形成的一连串有联系的构造形迹群即全球构造体系称为全球构造系统，那么，地壳某一区域在一定方式和方向的动力作用下所发生的一连串有联系的构造形迹群———若干构造体系，可称为构造系列;而区域中某一局部地区，在一定方式和方向的动力作用之下所形成的某一构造体系及其各部分演化过程中出现的一连串不同序次的构造形迹则可称为构造序列; 在一定方向和方式的动力作用之下所产生的构造形迹 ( 构造单元) 在发展演化过程中出现的一连串构造现象称为构造序次。

据研究，地球表层发育有星球网格构造系统、两极旋转构造系统和低纬度旋扭构造系统等全球性三大构造系统; 每一个构造系统包括若干构造系列，每一个构造系列由若干构造体系组成;每一个构造体系又包含若干构造序列的结构面; 构造带或结构面之间是构造形迹比较微弱的地块。它们的形成、演化、复合，决定了陆壳和洋壳构造的联系性和组合规律。

构造系统、构造系列、构造体系、构造序列，以及不同序次的结构面，是地壳运动的结果，是地应力场演化和地应力作用的最真实最可靠的纪录，因此，是研究地壳运动问题最重要的根据。

全球性构造系统的形成，往往与地球整体形态的变化相关，地球自转产生的动力对地球形态的变化和全球构造系统的形成，无疑起了最重要的控制作用。

( 四) 构造体系复合的标志和规律研究^{［6，147］}

在对各种类型的构造体系复合的标志和规律研究总结的基础上，进一步认识到李四光提出的构造复合理念，是对地质科学的一个巨大贡献，它不仅在构造研究、指导生产实践方面起了重要的作用，而且对揭示地壳运动的期次和发展历史提供了可靠的证据。构造复合现象可以出现在陆壳构造体系之间，可以出现在全球性的构造系统之间，也可以出现在陆壳构造系统与洋壳构造系统之间。地壳上最复杂的构造复合现象出现在陆壳构造系统与洋壳构造系统毗邻地带，由于南半球板块向北运动，西太平洋板块、西大西洋板块和北美板块相对向西运动，于是洋壳构造系统与欧亚大陆、北美大陆陆壳构造系统之间便出现了极为复杂的构造复合现象，致使环太平洋地区、地中海—喜马拉雅地带—印度尼西亚地带、加勒比海地区成为世界上矿产和地震最多的地区。

另外，岩石圈的不同层圈中，可能产生不同的构造，形成所谓 “构造层”，彼此之间常出现构造不协调或脱顶现象，应该属于特殊的复合现象。

( 五) 地壳运动问题的探索^{［9，10，12，15，18，27，30，35，82］}

在这一方面，做了如下初步的工作:

1) 编制了全球构造体系纲要图，在构造体系研究的 基础上，进一步提出并划分了构造系列、构造系统。

2) 进行了岩相建造与大陆海水进退规程的研究。

3) 研究了岩浆岩原生构造与地应力场的关系。

4) 研究了气候变化与生物迁移问题。

5) 根据地壳现今运动对地球表层的影响，研究了自然灾害系统与地球自转及构造体系的关系。

6) 研究了地球气、水、石、生各圈层物质运动的方式和方向，在全面综合各大地构造学派地壳运动论点和论据的基础上，提出了地球联合力场的观点，并以此为据，对地球表层地质构造现象进行了系统解释。

基于上述工作，1994 年作者编写了 《地壳运动问题》［82］一书。该书前言中写到:

“地质力学是李四光教授根据地质学原理与力学相结合创立的一门边缘学科，着重研究地壳构造和地壳运动问题。李四光教授写过许多有关地壳运动的论著，尽管分析得十分精辟，但也必然带上时代的色彩。随着地质学的发展，各种新资料的涌现，现在是到了补充与发展李四光的地壳运动理论的时候了。在我们按照李四光的愿望，执笔编写这本 《地壳运动问题》一书时，所遇到的第一个难题，就是李四光的地壳运动理论的精髓究竟是什么? 照抄他过去的论著，不能有所进展，也不是他的遗愿; 而跟着时代的步伐只要向前跨出一步，可以料到难免有众议纷纭之苦。在这种进退维谷的情况下，我们只能从李四光的所有著作中，寻找其地球观的真谛，特别是深入认识李四光地壳运动理论的哲学根据，然后根据现代地质学科发展和实践中所获取的大量资料，进行新的总结。

李四光提出 ‘要从运动的观点看问题，抓运动是一个根本的问题。运动分为物质的变化与机械的运动。它们在一定程度上又是相互联系的’。因此，地质力学既要研究地壳运动所产生的岩石矿物的各种形变、相变与位移现象的规律，也要研究与地壳运动同时发生的物质变化的规律以及两者的联系。当 20 世纪 40年代在欧洲提出系统论时，李四光在我国早已提出了构造体系的概念; 他在 1970 年所著的 《天文、地质、古生物资料摘要》一书中所提出的学术思想与以后钱学森同志所倡导的 ‘天、地、生’三大学科交叉综合研究的学术思想和当代国际地学最新思潮是基本一致的 ( 钱学森，1983) 。李四光在撰写了 《天文、地质、古生物资料摘要》一书之后，虽然没有来得及在此基础上写出新的有关地壳运动问题的论著，但我们体会这一观点确是他的地球观的精髓，而构造体系及其地动力来源的研究仅是其中之一部分。因此，这一点便成为新编 《地壳运动问题》的指导思想。这种理解是否正确，望广大读者与同仁共同鉴别。

地壳运动是非常复杂的问题，涉及领域十分广泛，认识诸方面的特点与规律很不易，发掘彼此的联系就更难。因此，书中涉及的有些内容的确是作为问题提出来供大家讨论与进一步研究的。我们相信，赞赏与批评同样都会起到对 ‘地壳运动问题’深入认识的作用……”

该书取得了 3 点创新性认识:

第一，在构造体系研究的基础上，提出全球具有三大构造系统; 每一个构造系统包括若干构造系列; 每一个构造系列由若干构造体系组成; 每一个构造体系又包含若干构造序列的结构面;构造带或结构面之间是构造形迹比较微弱的地块。它们的形成、演化、复合，决定了陆壳和洋壳构造的联系性和组合规律，共同反映了地球自转运动的主导控制作用。

第二，认为地球是天体中的一个成员，地球的运动要服从天体运行的规律。天体最主要的一种运动形式是旋转运动，地球便可能是在旋转运动中产生和在旋转运动中发展的。因此，地球各组成部分的运动，不会不受地球旋转运动的制约。在天体旋转运动过程中，由星云物质凝聚而成的地球，受离心力和引力的作用发生分异，大体按物质的密度，从外向内分化为气圈、水圈、地壳、上地幔、下地幔及地核等圈层。各圈层不同物质的不同运动形式，便形成了各种地质构造现象和与之相关的其他自然现象:如大气的运动出现气流，海水的运动出现洋流，岩层和岩块的相对运动出现坳褶、断裂及其他变形，破碎的岩石圈运动出现板块运动，组成地壳物质的分子和原子的运动造成地球化学过程，等等。所有这些现象不会没有内在联系，相互联系的纽带则是地球自转运动———天体运行的一部分。

第三，认为引起地壳运动的力很多，诸如地球内部的变化( 包括地幔对流) ，重力和地球自转及自转不均衡所产生的潮汐力、惯性力、离心惯性力、科氏力、极移力、带状自转、离极漂移力、地球公转、太阳及其天体活动的影响等。由于地壳各圈层物质运动的大方向都与地球自转坐标系保持有规律的几何关系;由于破坏地球动力系统平衡的主导因素是离心力的变化; 也由于地球内部的变化和天体的影响都可以影响到地球的自转速度，并在全球变化中产生相对应的韵律变化。这些基本事实使我们有理由认为，地球自转与地球自转速度不均衡所产生的力是推动地壳运动的主因。

② 物理的著作有哪些呢

1、爱因斯坦的《物理学的进化》

《物理学的进化》介绍物理学观念从伽利略、牛顿时代的经典理论发展到现代的相对论、量子论和场论的演变情况。其中选择了几个主要的转折点来阐明经典物理学的命运和现代物理学中建立新观念的动机所在，从而引导读者怎样去找寻观念世界和现象世界的联系。

2、牛顿的《自然哲学的数学原理》

《自然哲学的数学原理》艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1643—1727年），历史上最伟大的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士之一。发生在欧洲的第一次世界科技革命，以哥白尼的《论天球的运行》发表为开始，到以牛顿的《自然哲学的数学原理》（以下简称《原理》）的发表为结束，极大地促进了人类历史的进步。

3、霍金的《时间简史》

《时间简史》是英国物理学家斯蒂芬·霍金创作的科学著作，首次出版于1988年。全书共十二章，讲的全都是关于宇宙本性的最前沿知识，包括:我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容，深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识，并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。

4、王永久的《引力论和宇宙论》

《引力论和宇宙论》是王永久教授撰写的，一本研究引力理论和宇宙理论的天体物理学专著。

5、费恩曼的《物理学讲义》

费曼物理学讲义》是根据诺贝尔物理学奖获得者-理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman，又译作费恩曼)，在1961年9月至1963年5月在加利福尼亚工学院讲课录音整理编辑的。

《费恩曼物理学讲义》在基础物理的水平上对20世纪物理学的两大重要成就--相对论和量子力学--作了系统的介绍，对于量子力学，费恩曼教授还特地准备了一套适合大学二年级水平的讲法。教学改革试图解决的另一个问题是按照当前物理学工作者在各个前沿研究领域所使用的方式来介绍物理学的内容。

③ 大学物理系的力学教材应选择哪本较好

本成果是一套适用于研究型综合性大学进行物理学基础教学的高水平教科书，包括《力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》、《原子物理学》、《基础物理实验》《基础物理学（上、下册）》、《改变世界的物理学》、《数学物理方法》（物理类）、《固体物理学》、《数学物理方法》（非物理类）、《理论力学》、《量子力学》、《电动力学》和《统计物理学》共15本。

本套教材内涵深刻、叙述生动，风格严谨而又趣味昂然、内容丰富而又重点突出。它具有以下显著特色：

1. 全面性——本套教材全面涵盖了大学物理的各类基础教材，既包括普通物理基础课、也包括基础理论课；既包括课堂教学，也包括实验教学；既包括物理类院系、也包括非物理类院系；还包括文科。

2. 现代性——本套教材适应时代的要求，把许多现代物理的前沿内容，特别是编著者的科研成果，经反复筛选、咀嚼后，以适合基础教学的形式有机地融入基础教材。由于现代化内容的丰富、物理内涵的深刻，因而本套教材不仅适合培养高层次的本科人才，也可作培养研究生的参考。

3. 创新性——本套教材的体系具有显著的创新。这种创新，源于对传统教材体系的深刻反省和对新时代高标准教材的热切追求。这些创新的体系是经过认真调研、反复讨论，并在教学实践中不断修改而逐渐建立和完善的，现已被不少学校借鉴与仿效。

4. 思想性——本套教材立足于教书育人的需要，不仅在物理知识上给人以教导而且在人文精神上给人以熏陶，熔科学教育与素质教育于一炉，用揭示物理学中的真善美来激励学生做真善美的人。可以说，本套教材不仅是高水平的科学作品，也是高品位的文化作品。

5. 权威性——本套教材均由有威望的学术带头人主要编写，由许多有丰富科研积累和长期教学经验的资深教授参加编写，因而既保证了它在科学上的先进性，又保证了它在教学上的可行性。本套教材的全部编者中，院士或正教授占3/4以上。审核本套教材的专家组成员全部为院士或资深教授，其中博导占80％以上。这样的编者队伍和审核队伍，保证了本套教材的权威性；此外，本套教材中的许多教材或其前身，曾获各类奖项，这些奖项也旁证了它的权威性。

6. 启发性——本着“给人以鱼，不如授人以渔”的精神，本套教材注重启发思考、激励创新精神，给人以智慧和启迪，体现认识的客观规律，授人以正确的学习方法。不少教材配了演示实验和多媒体辅助教材，有些还配有大型计算机辅助教学软件。