摩擦的學問

王明志

誰都見過夜空滑過的流星，拖著明亮的光，瞬間消失在茫茫黑暗之中。這光，不同于月光星光燈光，是隕石和空氣摩擦生熱燃燒發出的摩擦之光。摩擦產生巨大能量，足以把鋼鐵般堅硬的隕石，瞬間變成塵埃，隨著流光消逝，散落長空……

誰都聽過天空的雷霆，那是烏云摩擦產生電能的放電效應，雷霆順著閃電，點燃了樹木森林，送來了“天火”，給人類送來了各種燒熟了的美味事物。從而，人類知道了火的好處，學會了保護火種，學會了摩擦取火，鉆木取火和用燧石擊火。恩格斯曾高度贊揚了摩擦取火和吃火烤熟的肉食，對人腦髓的發達和人類的進化所產生的“具有非常重大意義”的影響。

摩擦取火是人手與腦擦出的火花，是打開人類智慧之窗，照亮人類心靈的神靈之火，是永遠值得人類慶賀的偉大事情。

人對摩擦的應用，隨著摩擦之火的光大，逐漸向深入發展。《詩經·邶風·泉水》中有“載脂載宣，還車言邁”的詩句，西晉張華所著《博物志》，書中提到酒泉有石油，用于“膏車及水碓甚佳。”說明那時人類已懂得用油脂潤滑車軸，以減少摩擦的阻力，提高運輸的效率。

隨著生產力發展，對摩擦的認識和控制水平，也在不斷提高，控制摩擦，有效利用摩擦，就成為決定生產效率和產品質量水平的重要標志，成為衡量生產力發展水平的重要尺度。控制了摩擦，汽車可以在高速路上奔馳，輪船可以在海上前行，飛機可以在空氣中飛翔，人類生產生活就可以有序進行。如果沒有對摩擦的控制和科學利用，工農業生產寸步難行，螺絲擰不住，機器傳不動，棉線織不成布，音體活動難進行，甚至連洗臉梳頭刷牙，穿衣吃飯呼吸，都不可能發生。沒有摩擦和對摩擦的控制，人類就無法生存、生活，科學技術生產力水平也不可能得到應有的發展。

可見，摩擦是一門極大的學問。是生產力提高，科技進步發展的必經之路。如果說摩擦是一種自然的力量，摩擦學則是科學把握自然知識的力量。摩擦學的創立，是社會生產力發展對知識需求達到一定程度的必然結果，也是與那位“中世紀最早醒來的人”應運而生的結果。

那個人，就是列奧納多·達·芬奇。一個被稱之為“大自然再也不能造就另一個這樣的人物了”的曠世奇才。在480多年前，是他，創作了油畫《蒙娜麗莎》《最后的晚餐》，使之成為世界級的不朽畫家；是他，把摩擦引入理論的軌道，從而奠定了摩擦學的科學基礎；是他，在自然科學領域如數學、力學、光學、解剖學、植物學、動物學、人體生物學、天文學、地質學、氣象學、水利工程學、機械設計等學科締造方面，都有著同樣偉大的建樹；還是他，還是著名的音樂家、雕刻家和文學家，在那個產生巨匠的時代里，達·芬奇是其中最有影響的一位。

爾后，摩擦學便得到廣泛應用，成為減少摩擦，降低損耗，提高效率的重要課題。在生產生活中，人所使用的任何商品，都是在摩擦中生產的，也是在摩擦中磨損消耗的。摩擦與磨損同時并存，摩擦能創造人們需求的各種用品，摩擦也能使產品由新變舊、由好變壞，最終報廢。在生產和使用中，如何降低摩擦帶來的損耗，延長生產工具、生活用品的使用時間，就成為摩擦學必須面對的重要課題。可見，盡最大程度地減少生產中摩擦的損耗，提高產品使用中抗摩擦的質量，就成為提高生產力水平的一個極為重要的內容。

隨著摩擦學的發展，摩擦磨損與潤滑效能間的相互關系更加清晰，摩擦學已成為大學工科學習的必備課程，摩擦學受到了高度的重視。早在20世紀60年代，英國科教部門就組織了摩擦科研與教育、需求和運用情況的調查。結果表明，只要在生產中充分運用摩擦學的原理與知識，就能改進摩擦損耗過大的問題，提高生產效率約占國民生產總值的1%左右。根據這項報告，政府把這門關于摩擦、磨損、潤滑、節約、效能的科學技術，廣泛地應用到自己的研究、推廣和生產中去，并引起了世界性的廣泛重視。

據世界一般統計認為，生產中的一次能源，大約有1/3是在摩擦中消耗掉的，生產工具約有70%的損耗，是在自身的摩擦中磨損掉的。目前，我國GDP總值約占世界的4%，卻消耗了占世界30%～40%的鋼，50%的水泥，中國同量GDP的能源消耗是美國的2倍，歐洲的3倍，日本的4倍。要趕上或接近國際先進水平，我們不僅要推動生產力的發展，還必須重視摩擦學的應用，在人們還不太重視的領域，降低摩擦的損耗，才能為推進生產力的發展，開辟出新的通道。

我國對摩擦學應用的研究，也非常重視。中國國家工程院、國家自然科學基金委員會，早在2004年，在北京主持召開的“摩擦學科學與工程前沿研討會”，中國工程院和中國科學院院士有14位院士參加了會議。會議以“高新技術發展中對摩擦學挑戰”為主題，圍繞“摩擦學與高新技術、裝備制造、節能、環境和可持續發展”，如何在解決國家重大工程和裝備中發揮作用等問題，著重進行了探討與規劃。為摩擦學在我國的推進，起到了重大的促進作用。

摩擦無處不在，摩擦學的應用也就無處不在。如今摩擦學在機械制造領域、航天航海、鐵路交通、生命科學、尖端武器等領域，在仿生和微納米技術的研究和應用等方面，都取得了重大突破。如，研究海豚皮膚摩擦，以改進艦艇船體的設計；研究人造心臟瓣膜的摩擦問題，可以大大延長人的生命；研究體育運動的摩擦規律，可以提高運動成績。研究表明，塑膠跑道（即聚氨酯）應用增加的摩擦系數，能使運動員比在普通跑道上快0.2～1.03秒。仿鯊魚皮泳衣，可以使游泳運動員減輕水的摩擦阻力，提高0.15秒距離，做勻速運動百米可差約30厘米，在運動水平相差無幾的情況下，足以能區分出冠軍、亞軍。2000年，悉尼奧運會澳大利亞運動員穿上仿鯊魚皮泳衣，一舉摘得三枚金牌；2008年，北京奧運會上，美國運動員菲爾普斯的鯊魚皮泳衣，又奪得八枚金牌，創造了世界奇跡。美好的音樂旋律，是對摩擦控制利用的結果，任何音樂大師都是對摩擦控制的高手。摩擦學還關系著地殼移動、火山、地震和海嘯等?？梢哉f，摩擦學的研究應用，是一個涉及國計民生的所有問題，關系國家科技進步、生產力發展等一切領域的永恒不變的課題。

有理由深信，憑中華民族的聰明智慧，憑一代代有理想、有抱負、人才輩出的青少年的拼搏努力，我們有能力有信心把各種摩擦的損耗減到最低程度，使能源和材料的消耗降低到最低限度，把“made in china”的產品造得最好，讓中國制造的高速列車更加輕快高速地向前迅跑！

（作者系學子雜志社社長）