力行好學(xué)，筑百家之基

古傲林

“帝子降兮北渚，目眇眇兮愁予。裊裊兮秋風(fēng)，洞庭波兮木葉下。”一曲離愁，一縷秋風(fēng)，蘊藏在木葉凋零之中的，是季節(jié)更迭交替，而藏匿于洞庭波紋之中的，是風(fēng)與水面的奇妙耦合。空氣動力學(xué)告訴我們，樹葉的蹁躚是因為其在空中自由下墜時切割空氣產(chǎn)生的正負(fù)壓差，流體力學(xué)為我們解答了為何波紋的幅值與風(fēng)—水流相對流速呈線性關(guān)系。

力學(xué)是工程行業(yè)的基石，是工科的必修課程，極強的理論性使其具有“百家之基”的美稱。在本科專業(yè)目錄中，工程力學(xué)是力學(xué)類的主打?qū)I(yè)，土木工程專業(yè)、地質(zhì)工程專業(yè)是以力學(xué)為基礎(chǔ)的工學(xué)學(xué)科，常與工程力學(xué)專業(yè)一道被并入力學(xué)與土木工程學(xué)院管理。

帶著對現(xiàn)實萬物運行法則的無限暢想，仰望萬丈高樓聳立云端的舉世宏觀，對祖國大好河山的繾綣深情，讓我們一起來了解上述三個專業(yè)的個中風(fēng)韻，領(lǐng)略“好學(xué)力行”這一人生箴言的奧義吧！

工程力學(xué)

風(fēng)吹過旗桿時，因為旗桿是固體，且具有規(guī)則的形狀――圓柱形，被風(fēng)攜帶的空氣要想方設(shè)法繞過旗桿，但空氣又具有一定的粘度，所以其在繞過旗桿的過程中會在旗桿周圍產(chǎn)生一個個渦，當(dāng)渦慢慢積累到足夠大時便發(fā)生脫落，從而在旗桿兩側(cè)形成負(fù)壓區(qū)。而后，新渦重新開始積累生長，不斷重復(fù)以上步驟，旗桿在一次次的渦脫落過程中，在負(fù)壓的作用下會發(fā)生周期性振動，當(dāng)振動的幅度過大時旗桿便會發(fā)生斷裂。那么該如何預(yù)測使旗桿斷裂的空氣流速？又如何優(yōu)化旗桿外形和材料屬性以避免其發(fā)生大幅度振動呢？這些問題，就是工程力學(xué)專業(yè)的學(xué)生們?nèi)粘Ｐ枰獙W(xué)習(xí)思考的。

極強的數(shù)理邏輯能力

工程力學(xué)作為工科基礎(chǔ)課，無時無刻不在與公式打交道。從剛性體的簡單運動，到彈性體的復(fù)雜運動，再到流體微團的隨機運動，諸如此類的運動公式由簡單到復(fù)雜，由刻板到靈活：對前人留下的公式進(jìn)行創(chuàng)新，并輔以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)、物理推導(dǎo)法則，便能使其成為新型公式，在經(jīng)過適當(dāng)驗證后，這類新型公式便能作為常用公式投入工程運算，被應(yīng)用于相關(guān)設(shè)計領(lǐng)域。

為使抽象的概念具象化，我們?nèi)砸陨鲜銎鞐U題為例。首先，翻閱材料力學(xué)相關(guān)課本，或查閱其他論文，工程師可以得到旗桿在外力作用下的振動幅值公式。由此，當(dāng)外力作為數(shù)學(xué)模型中的唯一未知因素，我們須從空氣的一些屬性入手，將未知外力以風(fēng)或空氣的運動作用力計算得出。通過學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識，我們能很輕松地得到流體繞過形狀規(guī)則的物體時產(chǎn)生的升力計算法則。現(xiàn)在已知升力，將第一步與第二步簡單結(jié)合，便可得到一定風(fēng)速下旗桿的振動幅值。由此可以看出，新型公式發(fā)端于經(jīng)典公式，創(chuàng)新于陳舊思維，只需要有心人刻苦鉆研便能得到解決生活實際問題的方法。

一個公式的推導(dǎo)并不是一蹴而就的，它需要少則幾天，多則數(shù)十年甚至一生的時間琢磨、優(yōu)化。科學(xué)探索的過程中往往遇到公式與實驗結(jié)果不匹配、公式與其他已知公式矛盾等難題，這就要求力學(xué)家乃至整個科學(xué)界抱有無限自我批判的能力，不斷重復(fù)著發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題的多重循環(huán)，直至在一個不起眼的、時常被忽略的小角落里找到打開真理之門的鑰匙。

無實驗，不力學(xué)

工程力學(xué)專業(yè)需要學(xué)習(xí)理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、分析力學(xué)等課程，為方便學(xué)科交叉還另教授Fortran程序基礎(chǔ)、C++程序設(shè)計、數(shù)值分析和電學(xué)基礎(chǔ)等相關(guān)知識。

在課程教學(xué)上，力學(xué)教師秉持著實踐出真知的專業(yè)精神，善于通過趣味實驗引入相關(guān)課程教學(xué)。

“大家猜猜這塊鑄鐵會怎么斷裂？”材料力學(xué)老師熟練地將鑄鐵塊放置在轉(zhuǎn)動的機器上，隨著機器低沉的轟鳴聲，鑄鐵塊一端固定，另一端朝反方向扭動，并發(fā)出咯吱咯吱的聲響。突然“當(dāng)”的一聲打破了周遭安靜的氣氛。老師繼而展示斷裂的鑄鐵塊并問道：“同學(xué)們想一想為什么斷裂面是傾斜的平面？”在學(xué)生們思索的間隙，他才緩緩打開課本，開始了材料力學(xué)新章節(jié)的教學(xué)。

對于力學(xué)而言，實驗是必不可少的教學(xué)手段，在理論世界遨游本就是一件枯燥的事情，但相關(guān)的小實驗給這份枯燥增添了諸多樂趣。

課堂上，老師會請同學(xué)進(jìn)行掰粉筆實驗，以此研究粉筆是脆性材料還是塑性材料，也會以同學(xué)坐的椅子為例分析其受力特點，引導(dǎo)同學(xué)在黑板上進(jìn)行操演計算后，老師會打趣地向其中一位同學(xué)說道：“老師敢打賭，你坐在椅子的前五分之一處，這個椅子就會斷！”只見那位同學(xué)滿不在乎地向前挪了些許，椅子還是完好無損的，但當(dāng)他沾沾自喜地端起水杯喝水時，椅子卻突然斷裂了。在一片哄笑聲中老師悠悠地說道：“所以大家記住，理論計算不等于實際應(yīng)用，簡化的模型總會存在諸多問題，有時候小小的水杯重量足以引發(fā)大災(zāi)難。所以理論計算只能作為保守的依據(jù)，也只能確定安全施工的閾值。”

這種在實驗中進(jìn)行的教學(xué)方式大受學(xué)生歡迎，讓我們真切地感受到力學(xué)與實際生活的聯(lián)系，并加深了對相關(guān)知識的記憶，頗有寓教于樂、興趣為學(xué)的意味。

多學(xué)科交叉的就業(yè)前景

力學(xué)學(xué)科發(fā)展至今，由于其極強的理論性，僅靠自身的理論之力已很難取得突破，因而學(xué)科交叉成為其不斷發(fā)展的源源動力。認(rèn)知實習(xí)過程中，力學(xué)學(xué)生將見證力學(xué)極強的學(xué)科交叉融合能力：

與生物學(xué)交叉延伸出生物流體力學(xué)，血液的流動、體液粘稠度隨溫度變化的特點及力學(xué)效應(yīng)、呼吸過程形成的肺泡膨脹機制等無不體現(xiàn)流體力學(xué)在生物工程領(lǐng)域的巨大作用；

與光學(xué)的交互中發(fā)展出新型光學(xué)壓力傳感器；

與地理學(xué)的交融推動找礦勘查、隱伏礦探測技術(shù)的發(fā)展；

與大氣科學(xué)的交叉得以探索氣候、季風(fēng)的波動過程；

與航天科技的交融以探索飛行器流動特征，研發(fā)流線型車殼、機殼。

以上種種無不體現(xiàn)出力學(xué)在其他學(xué)科發(fā)展中的重要地位與蓬勃生命力。

就業(yè)還是讀研？這是每個力學(xué)學(xué)子都會面臨的艱難選擇。畢業(yè)季的力學(xué)人往往忙得不亦樂乎，憑著強有力的理論功底，力學(xué)人能從事幾乎一切工程相關(guān)的工作，大到航天航空，小到機械零件，力學(xué)人總能在各行各業(yè)運籌帷幄。因此，如何在一大堆Offer中選擇一個最好的是力學(xué)人時常糾結(jié)的問題。此外，由于力學(xué)人的理論基礎(chǔ)扎實，動手能力強，常常是研究生導(dǎo)師的心頭肉。不論是保研率還是考研率，在國內(nèi)外各學(xué)科中都名列前茅，頂尖高校的力學(xué)類專業(yè)學(xué)生更是備受歡迎。

土木工程

“飛閣流丹，下臨無地。”滕王閣若仙境般飄浮在半空，向下望去看不到地面。高聳入云的建筑在建造時離不開堅實的地基，更離不開“斤斤計較”的土木人。土木工程專業(yè)以“精、經(jīng)、兢”為宗旨，致力做到建筑施工要設(shè)計精確，建筑結(jié)構(gòu)要久經(jīng)考驗，施工人員要兢兢業(yè)業(yè)。萬丈高樓平地起，樓多高取決于地基有多深，高層建筑受風(fēng)力影響而擺動的安全幅度，土地沉陷引起的樓層坍塌程度都需要進(jìn)行精確無比的計算。小到一片瓦，大到一棟樓，如果沒有土木人的艱苦奮斗，何來鋼網(wǎng)交錯而不失雅致的“鳥巢”？又何來千年不倒、萬里縱橫的長城？行健天同功，這不僅是土木人的職業(yè)操守，更是建筑工程師的一生信仰。

一絲不茍的工匠精神

土木工程專業(yè)涵蓋眾多建筑領(lǐng)域，包括公用民用房屋建筑、道路橋梁建設(shè)、地下空間巷道支護(hù)設(shè)計，等等。雖然工程力學(xué)是土木工程專業(yè)的必修課，但土木工程專業(yè)不止步于工程力學(xué)，還需要接觸學(xué)習(xí)土力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、地基與基礎(chǔ)、工程地質(zhì)學(xué)、工程水文學(xué)和工程制圖等諸多課程。除此以外，土木工程專業(yè)還要求學(xué)生深入了解施工技術(shù)管理等工程管理類知識，熟知建筑材料實驗、土壤勘測等相關(guān)實驗步驟。繁重的課業(yè)壓力使得每個考試周總會有土木人堅守自習(xí)室，鉆研著一道又一道建筑難題。他們秉承內(nèi)心的信念，不肯在學(xué)習(xí)上犯一絲馬虎，因為只有小心謹(jǐn)慎，才能在實際施工中避免造成不可估量的巨大損失。

中國礦業(yè)大學(xué)的土木工程專業(yè)是我國建筑領(lǐng)域的佼佼者，在地下巖土、巷道、礦洞支護(hù)領(lǐng)域占有一席之地。地下開采礦物的礦洞極易發(fā)生塌陷事故，建立怎樣的桁架及鋼結(jié)構(gòu)才能支護(hù)礦洞壁面？地鐵站開挖過程中坑洞周圍的落石如何防護(hù)？橋梁建設(shè)時如何以最小成本完成最牢固的結(jié)構(gòu)設(shè)計？都是擺在土木人面前的難題。

土木工程絕不等同于刻板印象中的工地施工、打灰等苦力活，更多的是在設(shè)計院縱橫于圖紙之間，用尺子與電腦軟件設(shè)計著眾多風(fēng)格迥異、色調(diào)相宜、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕ㄖ┕D。為優(yōu)化地震發(fā)生時樓房的抗震性能，土木人設(shè)計多種牢固的建筑結(jié)構(gòu)用以相互對比；為防止火災(zāi)下樓板及柱子受火發(fā)生損壞，土木人心懷對生命的敬畏，在嚴(yán)寒酷暑下進(jìn)行大批次實驗以確保災(zāi)后房屋結(jié)構(gòu)完好安全。

土木行業(yè)能否枯木逢春

近年來，土木工程專業(yè)報考遇冷的新聞層出不窮，諸如“學(xué)的最難，畢業(yè)打灰”“985土木畢業(yè)生工地搬磚”等標(biāo)題勸退了大批有意報考土木工程專業(yè)的學(xué)子。誠然，當(dāng)前房地產(chǎn)行業(yè)的低迷造成了土木工程專業(yè)蕭條的現(xiàn)狀，但傳統(tǒng)房地產(chǎn)的沒落勢必帶來新型建造的崛起。隨著國家倡導(dǎo)的智能建造不斷發(fā)展，數(shù)字技術(shù)與土木工程的融合、新型智能建造等新興行業(yè)嶄露頭角，結(jié)合傳統(tǒng)土木工程知識并通過計算機進(jìn)行智能設(shè)計是土木行業(yè)轉(zhuǎn)型的突破口，也是踐行學(xué)科交叉融合的良機。除此以外，深海、深空、深地方向的開拓性研究同樣為土木工程專業(yè)注入了新鮮血液，土木工程的聚焦點正從傳統(tǒng)的地上建筑轉(zhuǎn)移到頂尖智能技術(shù)領(lǐng)域，未來實現(xiàn)海底隧道工程、太空建造工程、地下工程都離不開新型智能建造這一巨大推動力。

作為土木人，我們應(yīng)當(dāng)順應(yīng)時代的發(fā)展，不斷積累扎實的專業(yè)知識，開拓創(chuàng)新元素，把握行業(yè)轉(zhuǎn)型契機，敢于突破土木行業(yè)的冷峻困境，讓土木行業(yè)迸發(fā)出蓬勃的生機！

地質(zhì)工程（巖土工程方向）

最“接地氣”的專業(yè)

學(xué)界將地上、地下和水中的各類工程統(tǒng)稱為土木工程，而土木工程中涉及巖石、土、地下、水中的部分稱為巖土工程。巖土工程是以土力學(xué)、巖體力學(xué)及工程地質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ)，運用各種勘探測試技術(shù)對巖土體進(jìn)行綜合整治改造和利用而進(jìn)行的系統(tǒng)性工作。

巖土工程致力于地下巖石開挖，山石破碎及其他地下相關(guān)工程，主干課程包括斷裂力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)、巖土工程勘探、工程巖土破碎理論和工程地質(zhì)學(xué)等，主要學(xué)習(xí)及研究內(nèi)容包括山體隧道施工、地鐵隧道掘進(jìn)、深部基坑開挖等巖土工程相關(guān)課題。

巖土工程的“接地氣”，不僅因為它需要鉆研土地理論知識，還常常要與艱苦環(huán)境作斗爭。曾經(jīng)，我們忙碌于外業(yè)編錄、測圖，也搭把手拖鉆桿、裝卸取土器，操作靜探、動探，深夜至凌晨都守在電腦前完成土壤勘測報告、比對工程設(shè)計圖……高山凍土、荒漠戈壁、邊疆重鎮(zhèn)、城市高樓、溪流峽谷、河湖海濱都遍布我們的足跡。

無處不在的基建狂人

隨著城市交通網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，地下巖土開挖工作成為地鐵施工的瓶頸，如高鐵和地鐵的施工會面臨巖石開挖、沙土運輸、山洞爆破等諸多問題，如何在安全施工允許的范圍內(nèi)對巖石進(jìn)行破碎是運輸工程的瓶頸，更是巖土人需要著力攻克的難題。不僅如此，我們還要勘查施工地的巖土條件是否滿足工程設(shè)計施工、特殊不良地質(zhì)處治的需要，而進(jìn)行反復(fù)試驗、計算和驗證，以排除工程開挖過程中可能遇到的一系列問題，因此逐漸受到道路施工、橋梁施工等相關(guān)行業(yè)的重視。在環(huán)保理念盛行的當(dāng)下，巖石破碎過程不再產(chǎn)生遮天蔽日的煙塵，隧道開挖進(jìn)度明顯加快，這背后閃爍著巖土人最堅毅的行業(yè)奮斗精神和默默無悔的努力。

巖土工程專業(yè)的就業(yè)面涵蓋了交通、建筑工程領(lǐng)域，包括在建筑、市政、鐵路、公路、水電、國防等部門中從事巖土工程相關(guān)設(shè)計、施工與工程技術(shù)管理等，也不乏相應(yīng)的高等院校或研究單位的教學(xué)和科研崗位。可以說，哪里有土建工程，哪里就有巖土人。

甘于寂寞的孤獨旅人

巖土人也許沒有光鮮的衣著、亮麗的裝扮，甚至跟優(yōu)雅時尚無關(guān)。作為地質(zhì)工程專業(yè)的分支，選擇巖土工程就注定了與巖層塵土打交道的宿命，雖身處鬧市，卻隱于煙塵。學(xué)習(xí)建筑學(xué)，可參與勾勒賞心悅目的城市風(fēng)景線；學(xué)習(xí)路橋工程，可造就令世人驚嘆的高原公路和跨海大橋；學(xué)習(xí)水利水電，可共襄水利大壩的磅礴恢宏……而選擇巖土工程，就必須忍受其成果掩埋于高樓大廈之下，隱匿于波濤洶涌的江河湖海之中，巖土人的成就需交由時間檢驗。

張揚不是青春的本色，實干才是鑄就時代豐碑的根基。誠然，地質(zhì)工作是辛苦的，但也是豐收的。每一次的勘探鉆研，都是一次與土地的親密交流。我們猶如一位孤獨旅人，穿山越海，懷揣熱愛，所到皆是熱土；如風(fēng)來去，留下美景，哪怕沒有名姓。