1 力學的過去于現在 數學、物理學、化學、力學、天文學、地理學及生物學統稱為七大自然科學。力學是七大自然學科之一。力學是一門獨立的、系統的學科。
　　它是一切研究對象的受力和受力效應的規律及其應用的學科的總稱。力學知識最早起源于對自然現象的觀察和在生產勞動中的經驗。人們在建筑、灌溉等勞動中使用杠桿、斜面、汲水等器具，逐漸積累起對平衡物體受力情況的認識。古希臘的阿基米德對杠桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了系統研究，確定它們的基本規律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。
　　古代人還從對日、月運行的觀察和弓箭、車輪等的使用中，了解一些簡單的運動規律，如勻速的移動和轉動。但是對力和運動之間的關系，只是在歐洲文藝復興時期以后才逐漸有了正確的認識。
　　伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上，最早闡明自由落體運動的規律，提出加速度的概念。牛頓繼承和發展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律)，提出物體運動三定律。伽利略、牛頓奠定了動力學的基礎。牛頓運動定律的建立標志著力學開始成為一門科學。
　　此后，力學的研究對象由單個的自由質點，轉向受約束的質點和受約束的質點系。這方面的標志是達朗貝爾提出的達朗貝爾原理，和拉格朗日建立的分析力學。其后，歐拉又進一步把牛頓運動定律用于剛體和理想流體的運動方程，這看作是連續介質力學的開端。
　　運動定律和物性定律這兩者的結合，促使彈性固體力學基本理論和粘性流體力學基本理論孿生于世，在這方面作出貢獻的是納維、柯西、泊松、斯托克斯等人。彈性力學和流體力學基本方程的建立，使得力學逐漸脫離物理學而成為獨立學科。 從牛頓到漢密爾頓的理論體系組成了物理學中的經典力學。在彈性和流體基本方程建立后，所給出的方程一時難于求解，工程技術中許多應用力學問題還須依靠經驗或半經驗的方法解決。這使得19世紀后半葉，在材料力學、結構力學同彈性力學之間，水力學和水動力學之間一直存在著風格上的顯著差別。
　　20世紀初，隨著新的數學理論和方法的出現，力學研究又蓬勃發展起來，創立了許多新的理論，同時也解決了工程技術中大量的關鍵性問題，如航空工程中的聲障問題和航天工程中的熱障問題等。
　　這時的先導者是普朗特和卡門，他們在力學研究工作中善于從復雜的現象中洞察事物本質，又能尋找合適的解決問題的數學途徑，逐漸形成一套特有的方法。從20世紀60年代起，計算機的應用日益廣泛，力學無論在應用上或理論上都有了新的進展。到現在為止，工程力學已發展成一門具備完整的學科結構和體系的學科。工程力學是機械工程、土木工程、道路橋梁、航空航天工程、材料工程等的基礎，在人類的實踐活動中無處不在，并且深刻地影響著人類的實踐活動。2 力學與土木工程 1 土木工程的發展歷程 從新石器時代改善巢居穴處的條件開始，到17世紀中葉前，是土木工程從萌芽到發達的時期。隨著古代文明的發展和社會進步，創造了無數偉大工程建設，成為燦爛古代文化的重要組成部分。但受到社會經濟條件的限約，發展很不平衡。在中國，殷商西周之際已發展了獨具風格的木結構和夯土技術。戰國時期李冰父子修建的都江堰，是世界上最早的綜合性大型水利工程。西周初期制造出瓦，戰國時制造出磚（磚瓦的出現使土木工程技術得到飛速的發展，被稱為土木工程的第一次飛躍），營建了規模宏大的阿房宮、未央宮。在地下墓室的修建中磚砌拱券的技術已很成熟，還建造了世界奇跡的軍事防衛工程——長城。隋唐之際，開大運河、建趙州橋，也都位于當時世界土木工程技術的前列。建于遼代的佛宮寺釋迦塔（應縣木塔），標志著中國古代木結構技術達到出神入化的水平。正是在這些技術成就所提供的經驗知識的基礎上，北宋出現了總結性的著作《營造法式》。在世界，埃及人于公元前27～前26世紀創建了世界上最大的帝王陵墓建筑群——吉薩金字塔，計算準確，施工精細，規模宏大。羅馬人在公元前4世紀用拱券技術砌筑下水道、隧道、渡槽。公元前2世紀，用火山灰和石灰的混合物制成的天然混凝土得到廣泛應用，有力地推動了古羅馬的拱券結構的大發展。如萬神廟的圓形正殿屋頂，直徑43.43米，是古代最大的圓頂廟。古羅馬的公共建筑類型多，結構設計、施工水平高，已初步建立了土木建筑科學理論，如維特魯威著《建筑十書》奠定了歐洲土木建筑科學的體系。并對歐洲土木建筑的發展有深遠影響。古羅馬時期的建筑物雖經常采用拱形，但因為當時還沒有對拱這種結構的力學分析，所以他們并不知道如何合理選擇尺寸，古羅馬建筑中的拱都是跨度較小的半圓拱，而且各部分的尺寸都比現代的拱笨重。 從17世紀中葉到20世紀中葉的300年間，土木工程得到迅猛發展，脫離了經驗階段，形成了學科的理論體系。伽利略和牛頓所闡述的力學原理是近代土木工程發展的起點。土木工程作為一門學科逐步建立起來，法國是它的前驅。1716年法國成立道橋部隊，1720年成立交通工程隊，1747年創立巴黎橋路學校，培養建造道路、河渠和橋梁的工程師。但這時的工程師卻和古羅馬時代人一樣，繼續地憑借經驗和臆斷來決定構件的尺寸。18世紀下半葉，規模宏大的產業革命，為土木工程提供了性能優良的建筑材料和施工機具。1856年貝塞麥轉爐煉鋼法發明后，鋼材越來越多地應用于土木工程，使土木工程有了第二次飛躍。19世紀20年代波特蘭水泥制成后，混凝土的出現給建筑物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式，使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論，是土木工程的第三次飛躍。 第二次世界大戰后的40多年間，現代科學技術突飛猛進，社會生產力出現了新的飛躍，土木工程進入一個新時代。前20多年土木工程的特點是進一步大規模工業化，后20多年的特點則是現代科學技術對土木工程的進一步滲透。規模極大的工程成為這一時期的代表 ，如西爾斯大廈 （高443米，1974年；美國）、多倫多電視塔（高553米，1975年；加拿大）、亨伯橋（跨度1410米的懸索橋，1980年；英國）、青函海底隧道（長53.85千米，1988年 ；日本）、楊浦大橋（跨度602米的斜拉橋，1993年；中國）。這些工程適應了社會經濟發展的需求，其特征是工程功能化、城市立體化、交通高速化，在這些特征的影響下 ，構成土木工程3要素的材料、施工和設計理論也出現了新趨勢 ：材料輕質高強化、施工過程工業化、理論研究精密化。

標簽：土木工程力學實際