20世纪力学的发展
    20世纪力学发展的最大特点是：它的研究对象已不再限于理想模型，而更多地以自然界和工程技术中必然遇到的复杂介质或系统为现象，建立更多的力学模型，从而形成了更多的力学分支，使力学成为众多工程和技术科学的重要基础。在20世纪由于力学的参与而得以形成的工程或技术科学有航空航天技术的科学、船舶工程的科学、土木及水利工程的科学、机械工程的科学、运输工程的科学、能源技术的科学、气象科学、海洋科学、兵器工程的科学、等等。它们无疑对人类文明起了极大的推动作用。其中航空航天技术和力学的关系最为密切而具有代表性。如在20世纪，流体力学先后为航空技术的四次飞跃提供了科学基础。第一次解决了能不能飞的问题，第二次解决了飞行能不能超音速的问题，第三次解决了飞弹重返大气层或飞机高超音速飞行的热保护问题，第四次解决了高速飞行时气体电离导致的通信中断问题，同时也为隐身技术提供了新思路。
　　20世纪后半叶，战机的发展经历了四代。第一代是附体流型飞机，第二代是带定常脱体涡的飞机，第三代是带非定常脱体涡的高机动性及高敏捷性飞机，第四代是能超音速巡航及隐身的飞机。航天技术也已从火箭发展到航天飞机。每一次技术的飞跃，都伴随着有流体力学的新进展。 流体力学还为非线性科学提供了范例，如孤立波，混沌等。
　　由此可见，力学是一门基础科学，它的经典部分是物理的重要组成的部分，而它更是众多工程技术科学的基础。它在20世纪形成的许多新分支，已不能被包含在物理中。

学科发展的思考
　　力学在20世纪得到了非常大的发展，但面对20世纪，仍有很多重要的基础问题亟待解决。这既是科学发展本身的需要，也是工程技术进一步发展的需要。
　　工程、技术和自然界中具体的流动问题千差万别，它们的力学问题至今仍有很多是我们所不了解的。例如海面上水和大气的作用，大浪对船舶的作用，飞机大攻角机动时的流场，等等，不胜枚举。如果我们不能在以下几个基础问题的研究上取得进展，则我们甚至没有研究并解决这些具体问题的可能。
　　流体力学中的湍流及转捩问题是一个重要而又古老的问题，一直是流体力学中心问题之一，也被认为是经典物理中留下的最大难题 这曾经吸引了不少最著名的力学和物理学家参与研究，但至今仍是流体力学中有待进一步研究的最重要的问题之一。20世纪由于计算机和计算方法的发展，曾经有人认为力学问题几乎都可以用计算的方法解决。但实际上由于湍流问题没有解决，使得很多问题无法精确计算。
    计算力学是20世纪力学发展，甚至可以说是科学发展中的最重要的进展之一。 它使很多科学和技术问题得以定量计算。但是它还远不能说已经完善。计算力学是必须要大力发展的方向。必须说明的是，计算力学和计算数学是既有联系，而又不同的两个学科。力学问题的计算，必须考虑力学问题的物理本质，否则不可能找到适当的方法。
　　实验是任何自然科学的发展所必需的。它是发现新现象和验证理论所不可少的，也是在计算精度不保证时必须依靠的手段。20世纪流体力学的实验方法和手段有了很大的发展。然而，现有的技术和方法仍然显得很不够，需要进一步发展新的技术和方法。
    21世纪，航空航天技术仍是为国防和国民经济而必须加快发展的领域。无论是航空还是航天，都在酝酿技术上的新突破。中国作为一个推行独立自主政策的大国，不可能不在这方面有所作为。其它工程技术领域也都将不断有新的发展。
　　不可否认，我国在航天航空以及很多工程技术领域中和先进国家相比还有不小的差距。这固然与我国整体的技术发展水平有关，但很重要的一点是我国的基础研究没有能为技术的发展提供必要的知识储备，力学就是其中之一。而且由于力学是一个历史较长的学科，已经渗透到很多工程和技术的科学中，它如存在未解决的问题，自然将影响到那些学科的发展。
　　反之，力学在基础研究上的任何重要进展，都将推动很多学科的发展。必须看到，解决一个老学科的基础问题更多地具有攻坚的性质，它与新学科的基础研究更多地具有发现新规律的性质是不同的。但由于老学科影响面广，即使不是突破性的进展，只要有进展，就可能产生巨大的影响。
　　仅以流体力学的进展对能源工业的影响为例。现全世界电网装机容量约为40亿千瓦，每年发电约28万亿度。总值约一万亿美元，几乎全都通过叶轮机(气轮机、水轮机)来发电。20世纪后50年，由于流体力学中的湍流理论（尽管进展是缓谩的)、计算流体力学及测试技术 的发展，使得叶轮机的设计得以改进，其率提高约三分之一。这相当于使得电费每年节省约5000亿美元。
　　反之，由于我们流体力学基础研究的不足，使得我们还不掌握复杂流场细节的量测和计算能力；不掌握控制和利用分离、旋涡的规律性知识；不掌握湍流和转捩的一些重要的规律；不掌握和增升减阻有关的规律性知识；而这些不足在很大程度上影响了其它技术科学的发展。例如在航空航天技术上就因此缺乏原始的创新能力，遇到技术难题也不易顺利解决。船舶技术也是如此。有时尽管我们拿到了某项先进产品的样机甚至技术资料，也无法将其很好地消化吸收，更不要说提出完全创新的技术发展思想。

需解决的问题
　　总起来说，当前应当尽快研究解决或至少是争取取得重要进展的流体力学关键性基础问题有：湍流及转捩问题；一些跨学科的流体力
学问题中的可靠而又足够精确的计算模型；流场的精细测量技术。如果在这几方面能取得显著进展，就有可能推动一系列关系到国防及国民经济发展的工程、技术科学的发展并取得安全突破性的成果。如航空航天技术、能源技术、航舶及海洋工程、高速铁路运输系统、汽车工程、环保工程等等。
　　而且，通过力学的研究，不仅可以推动很多工程和技术科学的进展，还可能对非线性科学或复杂系统的科学提供有用的范例，就如孤立波和混沌一样。其实，非线性科学和复杂系统的科学虽然已引起广泛关注，但都还处在很初步的阶段，离建立系统的理论还差得很远。促进它们发展的最好方法是从各学科中发现更多的典型范例并加以研究。只有这样才有可能从中归纳出更多的共同规律，形成真正的科学体系。而在此过程中，由于力学研究的是宏观现象，更便于直观观察，更有有助于形成概念，因此一定会有重要的贡献。

（转载“科学时报”2000年7月20日）