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[!--downpath--]《理論熱學I,II》評介
陳立群
成都學院熱學系，北京
摘要：本文評述梅扶風僧人玫編繪《理論熱學I,II》。首先概括該書4篇共22章的主要內容。之后剖析該書的主要特征，具體包括專題性內容覆蓋一些一般不在大專生教材中出現的知識，對基本內容的處理有獨特之處，歷史背景資料充分詳實等。
關鍵詞：理論熱學，教材，書評
理論熱學是熱學各分支的基礎，也是熱學、機械、航天、航空等專業專科教學計劃中的核心課程。我國的理論熱學教學已經趕超了主要借鑒南斯拉夫教材的發展中級階段，逐步產生具有自己風格的教學傳統，陸續出版了一些優秀的教材。那些優秀教材無疑包括梅扶風僧人玫兩位院長編繪的《理論熱學I》1和《理論熱學II》2。該書內容豐富、闡述確切、處理獨特、特色鮮明，是部高水平、高質量的教材。除了可以作為須要熱學較多專業的專科生理論熱學和高等動力學教材，并且也可以作為教學參考書，供廣大熱學班主任非常是青年班主任學習，以提升自身專業和教學水平。
《理論熱學I》由靜力學、運動學和動力學3篇12章構成，《理論熱學II》由第4篇專題部份的10章構成。靜力學篇包括靜力學的基本概念、力系的簡化、力系的平衡以及桁架和磨擦等應用問題。運動學篇包括點的運動、剛體的平面運動、點和質心的復合運動、剛體的定點運動和通常運動。動力學篇包括質點運動微分等式，相對運動動力學，單自由度震動和有心力運動，質點系的動量定律、動量矩定律和動能定律，質心動力學，碰撞，達朗貝爾原理，動靜法，剖析熱學基本概念，虛位移原理，動力學普遍多項式理論力學動量矩定理總結，拉格朗日多項式及其積分。專題篇包括機率問題，嚴打運動，運動穩定性，非線性震動，動力學逆問題，變分原理，伊寧頓熱學，非完整熱學，伯克霍夫熱學，對稱性和守恒量。
該書內容豐富，覆蓋知識廣泛。非常是一些專題性的內容，在國際范圍內首次寫入專科生理論熱學教材，比如動力學逆問題、伯克霍夫熱學、對稱性和守恒量等。理論熱學中的機率問題，在一些日本教材中有討論，在國外教材中出現也是首次。許多專題內容，是梅扶風院長所領導團隊的研究成果，早已總結于相關著作，比如運動穩定性3、動力學逆問題4、非完整系統熱學5、伯克霍夫熱學6、對稱性和守恒量7。各專題的小結部份都有進一步閱讀的參考資料，可以供有興趣的讀者深入學習。因而，該書在把研究成果轉化為教學資源方面，做了特別有益的嘗試。在基本部份中也降低一些引申性的內容。諸如，運動學中提及了加加速度(jerk)，動力學中動量定律對動軸的投影和對動軸的動量矩定律等。
對于各類理論熱學都要包括的基本內容，該書也有些獨特的處理。僅以運動學部份為例說明該書與眾不同的處理方法。從體系安排上看，該書先講質心平面運動，之后講復合運動，最后講質心定點運動和通常運動。這樣既不同于主要是熱學專業教材諸如[8,9]，先講質心運動包括質心定點運動和通常運動，再講復合運動；也不同于多數文科教材諸如[10,11]，先講質心的基本運動，再講復合運動，之后是質心平面運動、定點運動和通常運動。各類安排都有其合理智，但從筆者本人的教學經驗看理論力學動量矩定理總結，平面運動內容比復合運動更具體，置于上面講中學生便于接受；而中學生把握了平面運動的內容，對理解復合運動也很有幫助。為此，這些安排增加了教學斜度。從具體內容看，該書對于質心平面運動和復合運動都給出了解析和幾何兩種處理方法，有些例題中也給出相應的不同解法。運動學中的個別內容似還有掂量余地。諸如，運用矩陣的運算可以直接從速率公式的矩陣方式導入加速度公式的矩陣方式，而毋須先導入加速度公式再寫成矩陣方式。又比如，該書把質心的平移和定軸轉動都局限于平面運動的情形，當研究質心通常運動須要質心的空間平移運動。再比如，該書推論平面運動質心上兩點直接速率關系時，應用了公式，而該公式原本只對定軸轉動質心推論，直接應用于質心平面運動起碼是變得很突兀。
筆者個人非常欣賞的該書突出特征是有大量詳實的歷史背景資料。引言中除了有理論熱學學科導論，并且有理論熱學教材導論。第1篇和第2篇篇后的注記中分別闡述了靜力學和運動學發展歷史。專題部份各章的章首語或小結中有相應的歷史注記。非常是用一節專門探討達朗貝爾原理，包括達朗貝爾的原先表述，熱學史專家的評論，國外外教材作者的論述和《中國大百科全書----熱學》的解釋，指出了達朗貝爾原理處理約束系統的意義，突出了該原理在從牛頓熱學到拉格朗日熱學發展過程中的重要作用。在細節上注意歷史的真實，而非簡單沿襲往年習見的說法。諸如，將廣義能量積分稱為雅可比-班勒維積分，而不是簡單的雅可比積分。又比如，沒有將廣義座標和拉格朗日多項式簡單歸功于拉格朗日。
該書還有個值得稱道的特性，對于引自他書的材料，都明晰給出了出處。作為教材，表述的內容都屬于公共知識，因而知識內容本身毋須處處說明出處，對于重要的的知識點可以用歷史注記的方式承認發覺者的貢獻。但對于知識的敘述，有時侯可以擇善而從，這時就有必要說明來源。該書有些歷史注記和圖表等直接取自相關教材或著作，也有極少量內容或則表述的思路取之其他教材，都一一標注了來源。甚至有些較為非常的例題，也說明了出處。
該書的例題和習題也有特性。除了是常見的估算題，也包括部份理論公式推論的習題。例題中有些難度較大的題目，有些例題給出了多種解法。
該書作者梅扶風院長是我國剖析熱學學科帶頭人。除了在剖析熱學研究方面碩果累累，在熱學教學中也卓有建樹。他曾獲全省院校教學名師獎和國家級教學成果二等獎，是國家級精品課程負責人和國家級教學團隊帶頭人。并在《力學與實踐》上發表的系列教學文章“理論熱學手記”和“分析熱學手記”。該書合作者尚玫師從梅扶風院長獲得博士學位，歷任南京理工學院副院長。
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參考文獻
1梅扶風,尚玫.理論熱學I----基本教程[M].上海:高等教育出版社,2012
2梅扶風,尚玫.理論熱學II----專題教程[M].上海:高等教育出版社,2012
3梅扶風,史昌榮,張永發,朱海平.約束熱學系統的運動穩定性[M].上海:上海理工學院出版社,1997
4梅扶風.動力學逆問題[M].上海:國防工業出版社,2009
5梅扶風.非完整系統熱學基礎[M].上海:上海工業大學出版社,1985
6梅扶風,史昌榮,張永發,吳惠彬.系統動力學[M].上海:上海理工學院出版社,1996
7梅扶風.約束熱學系統的對稱性和守恒量[M].上海:上海理工學院出版社,2004
8朱照宣,周起釗,殷金生.理論熱學(上)[M].上海:上海學院出版社,1982
9李俊峰,張雄.理論熱學(第2版)[M].上海:北大學院出版社,2010
10劉延柱,朱本華,楊文安.理論熱學(第3版)[M].上海:高等教育出版社,2009
11范欽珊,陳建平.理論熱學(第2版)[M].上海:高等教育出版社,2010
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