问题

力学类真的这么没用吗?

回答
“力学类真的这么没用吗?”

听到这个问题,我心里总会泛起一丝复杂的情绪,既有无奈,也有不服。每次有人这样问,我都会尽量详细地解释,但有时又觉得,再怎么解释,也难以完全打消那种“学力学似乎找不到什么好工作”的刻板印象。

到底是谁在说力学“没用”?

首先,我们得弄清楚,是谁在说力学“没用”?

是那些不了解它的人。 他们可能只看到力学课本上那些抽象的公式和概念,比如牛顿三大定律、能量守恒、动量守恒,觉得这些东西离现实生活太远,不像计算机、金融那样能直接与“高薪”、“热门”挂钩。
是那些只看到“应用”而忽略“原理”的人。 他们可能觉得,我不需要知道飞机为什么能飞,只需要知道怎么设计飞机;我不需要知道桥梁为什么不会塌,只需要知道怎么画出桥梁的图纸。他们看到的是一个具体能做的事情,而不是支撑这一切的基础理论。
是那些对“有用”的定义过于狭窄的人。 他们将“有用”等同于“立竿见影的经济回报”或“直接面向大众的消费品”。而力学,很多时候是那些看不见的基石,是让高楼拔地而起、让汽车飞驰、让卫星升空的“幕后推手”。

力学,其实无处不在

要说力学“没用”,那可就太冤枉它了。事实上,我们生活的方方面面,都离不开力学的支撑。

宏观世界: 试想一下,我们每天乘坐的汽车、公交车,它们的设计需要考虑空气动力学、结构强度、悬挂系统的力学特性,才能保证平稳和安全。我们居住的高楼大厦,如何抵御地震和台风?桥梁如何跨越江河?这些都是结构力学、材料力学、振动理论的功劳。从卫星在轨道上运行,到火箭如何发射,再到我们扔出去的飞镖能飞多远,都遵循着轨道力学、空气动力学、抛体运动等力学原理。
微观世界: 别以为力学只管宏观。纳米技术、半导体制造,都需要对材料在微观层面的受力、形变有所了解。甚至生命科学,也开始研究细胞、蛋白质的力学特性,比如血液在血管中的流动,细胞在拉伸或压缩下的反应。
科技创新: 几乎所有与物理相关的工程技术,都建立在力学的基础上。航空航天、汽车工程、土木工程、机械工程、生物医学工程,这些都是典型的“力学大户”。就连我们现在习以为常的各种智能设备,比如手机、电脑,它们的内部结构设计、抗摔性、屏幕的强度,都需要力学的计算和优化。

力学的“用”在哪里?

我觉得,力学的“用”体现在几个层面:

1. 基础性与通用性: 力学是物理学最基础、最核心的学科之一。它的定律和原理具有普遍性,能够解释从微观粒子到宏观宇宙的各种运动现象。掌握了力学,就像学好了“通用语言”,能够让你更容易理解和学习其他工程技术领域。你想学航空,力学是起点;你想做机器人,力学是骨架;你想研究新材料,力学的性能是关键。
2. 分析与解决问题的能力: 力学不仅仅是那些公式,更是一种思维方式。它教会我们如何建立模型,如何将复杂的问题分解成可分析的部分,如何运用数学工具来量化和预测,如何找出问题的关键因素。这种分析问题、解决问题的能力,在任何行业、任何岗位都至关重要,即使你将来从事的不是纯粹的力学研究,这种思维训练也能让你受益匪浅。
3. 创新与发展的驱动力: 很多重大的科技突破,往往源于对力学原理的更深入理解或巧妙应用。比如,为了制造更轻便、更坚固的飞机,需要发展新的材料力学理论和测试方法;为了实现更高效的能源利用,需要研究流体力学和热力学。力学是许多工程创新的源泉。
4. 隐形但不可或缺: 就像空气一样,我们常常感觉不到它的存在,但一旦缺失,就会带来灾难。力学也是如此。我们看到的是一座漂亮的建筑,却很少去想它下面的地基、梁柱是如何精确计算才能支撑起整栋楼的重量。我们享受的是汽车的便利,却不会去追究它引擎工作、轮胎摩擦的力学过程。力学工作者的贡献,很多时候体现在“不出问题”上,而“不出问题”本身就是最大的“有用”。

为什么会有“没用”的错觉?

造成这种错觉的原因可能有很多:

就业方向的“显性”与“隐性”: 计算机专业的毕业生,很多人会直接进入互联网公司,做软件开发、数据分析,这些工作非常“显性”,大家都能看到。而力学专业的毕业生,可能进入航空发动机厂、汽车设计院、桥梁设计公司,或者成为一名教师、研究员。有些岗位虽然直接应用力学,但其工作内容的外人看来可能不够“光鲜”或“新潮”。
学科交叉与细分: 现代科技发展越来越注重交叉融合。力学早已不是一个孤立的学科,它与材料学、计算机科学、人工智能、生物学等都紧密结合。一个力学背景的人,如果能结合其他领域的知识,往往能产生更大的价值。但如果只是停留在基础力学层面,而没有进一步的专业细化或与其他学科的融合,那确实会显得“不够有竞争力”。
教育模式的挑战: 有时,力学教育本身也面临挑战。如果教学方式过于陈旧,只是灌输公式,而未能充分展示力学在现实世界中的魅力和应用,就容易让学生产生“枯燥乏味”、“脱离实际”的感觉。

所以,力学类真的“没用”吗?

当然不是。

如果“没用”的意思是“无法立即找到一份薪水极高的、人人羡慕的工作”,那也许在某些市场环境下,直接从大学毕业从事力学相关工作的确不如某些热门专业那样“一帆风顺”。

但如果“没用”的意思是“无法为社会创造价值”、“无法支撑现代科技的发展”、“无法塑造出解决复杂问题的思维能力”,那这个说法就大错特错了。

力学,是构建我们物质世界的基石,是推动科技进步的引擎,是培养严谨思维的熔炉。它的“用”,或许不那么直接、不那么喧嚣,但却深沉而持久,渗透在我们生活的每一个角落,支撑着我们对未来的无限想象。

与其问力学“没用”,不如问问自己,是否真正理解了它的价值,是否找到了将这份“基础”转化为“创造”的途径。对力学而言,最大的“无用”,也许是那些未能理解它、善用它的人。

网友意见

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先说结论,没有用了。

力学专业的能明白力学,学好计算力学,弄明白编程语言实现,整个一个造工具的培养过程。而这些东西每一个方面都很难,60、70后作为你的导师,只能指导力学,他们大部分不懂编程,80、90做导师又只懂软件,他们力学和计算机编程都不怎么懂。更可怕的是,你花大气力读完博士,能做出工具了,会发现这些工具大部分有人做过了,没什么用,不属于社会进步的力量。然而,就算代码有一点点用,你自己会开发模型,也没人信,大部分这个专业的都是软件算来算去,没人相信。

当然,你这样学完一个专业,大体上已经够计算机类读两三个博士了,主要是计算机社区乐于分享,计算力学只能闷在屋里自己搞,全世界选择做这些人少的可怜。老外工资高,可以头铁,国内用软件吧!

所以,为什么不去读代表社会未来的专业呢,给国家贡献还更大。

————-追更

力学相关学科的专业教育,做到极致,就是要开发工具。目前,计算机技术和60后所处的环境完全不同了,他们接受的教育就是从头造轮子,或者完全没机会接触编程,继续跟随30后,玩理论和实验,曾经见过一个60后,天天在群里玩科研考古,考的都是30后大牛的某个应用技术的论文。而大部分80,90就是完全什么都不做,就改改case,国内这样,国外基本也是这种状态,我读博的课题组,教授是60后,科研的追求却远高于处于更好科研环境的副教授和助理教授。但是,大家面对的问题是一样的,80、90的,有雄心的、想做出改变的那批研究者,在读书阶段就没有选择这个方向,留下的这些人,要么是比较苦闷的积累非力学专业的知识,要么是还在吃60后的老资产,进步的只有sci论文数量罢了。

一个学科值不值得学,应该考虑的是,有没有持续的提出新的问题。这样的学科,优秀的年轻人可以处于科研的最前线,老旧势力阻挡不住优秀年轻人的脚步。看看力学相关专业吧,什么方向代表优秀?什么东西可以代表优秀?研究的问题可以定义优秀研究者吗?

—-再更

写过上万行fortran代码,可能会更明白我的意思。

现在的力学相关学科,核心技术也可以说基础建设是这几万行代码,可惜代码的基建和现实中公路铁路不一样,他是可以重用的。50、60后经历了这个基建大跃进,他们中那些优秀的科研工作者,放弃了当时流行的理论和实验技术,选择计算力学,做的事情其实是世界级的技术问题,而现在就很难找到50、60代码覆盖不到的课题了,出现了openfoam类的开源项目,python、matlab平台也有很多开源代码项目,各种代码基本可以直接用,还有comsol类的灵活多样的商业软件。如果你的目标是那些会写代码的60后,不想做现在流行的monkey work,你能做的大约只能是通往一些关注度不大的乡村小路,那做这么多的事情,只为了去一个谁都不关心的地方,可能就算到了也会感到很失败,当然,你的产出大概率不如monkey worker更出色。

——-三更

自编程序已经没价值,也就是力学类最高的目标没价值了。或者说又到了力学类的蛮荒时期,需要重新思考计算力学和理论方法,思考更好的解决方法,就像当年的那批优秀的50、60后放弃套路化的理论和实验方法一样。当然,这很难,现在完全看不到头绪。

搞理论的那帮人留下的是目前的力学教育体系,现在看这个体系,门槛很高,操作很秀,学通了的人会感觉很爽,成就感十足的好,但推公式的那几个套路更上古,到60后读博的时候,也是做无可做了。当然,身在其中的50、60不做计算力学,也不是很差的选择。当时的国内环境,这套办法也可以很好的完成科研教学任务,而且,他们大部分人00年后,都让学生学了计算软件,又加成了工程能力。但是,大家看看现在的环境,教育水平比当时高太多了,人们获得知识的途径也更多,而软件操作又简单,门槛低,作用却很大,本科硕士博士的课题,已经没了技术上的不同,把人的思维价值搞没了,科研工作者只能社会化思维,提高人脉资源。

——-四更

目前,计算机各个学科基本都做到了工程思维软件化,而现在计算机学科正在经历的是软件硬件化,软件与芯片逐步加成硬件能力,比如,摄像头的能力在不断加成,图像处理技术正在被集成为摄像头芯片的底层操作,摄像头输出的不只是图片,还有识别信息。力学学科估计也要经历这样一个过程,力学计算工具可能会被作为子函数,集成到传感器的芯片中,作为计算工具,给总控制器传递预测信息。

——-五更

读博期间,曾经用过一个小专业内的一个基础算法,算法的原始文献出自90年代。这个算法在推导过程中,存在一个问题,公式可以看出来,但是从计算结果看,很难察觉。现在30年过去了,那个错误还存在那个研究分支的文章中,说明什么问题?后面几十年,整个专业的人用这个代码做了不同的工程应用,但几乎都是直接用了原作者的代码和文章。

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