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(yùn)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?？諝鈩?dòng)力學(xué)告訴我們，樹葉的蹁躚是因?yàn)槠湓诳罩凶杂上聣嫊r(shí)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(duì)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(qiáng)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(duì)現(xiàn)實(shí)萬(wàn)物運(yùn)行法則的無(wú)限暢想，仰望萬(wàn)丈高樓聳立云端的舉世宏觀，對(duì)祖國(guó)大好河山的繾綣深情，讓我們一起來(lái)了解上述三個(gè)專業(yè)的個(gè)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(guò)旗桿時(shí)，因?yàn)槠鞐U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(guò)旗桿，但空氣又具有一定的粘度，所以其在繞過(guò)旗桿的過(guò)程中會(huì)在旗桿周圍產(chǎn)生一個(gè)個(gè)渦，當(dāng)渦慢慢積累到足夠大時(shí)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(zhǎng)，不斷重復(fù)以上步驟，旗桿在一次次的渦脫落過(guò)程中，在負(fù)壓的作用下會(huì)發(fā)生周期性振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)的幅度過(guò)大時(shí)旗桿便會(huì)發(fā)生斷裂。那么該如何預(yù)測(cè)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(dòng)呢？這些問(wèn)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(qiáng)的數(shù)理邏輯能力

工程力學(xué)作為工科基礎(chǔ)課，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與公式打交道。從剛性體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，到彈性體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，再到流體微團(tuán)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，諸如此類的運(yùn)動(dòng)公式由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由刻板到靈活：對(duì)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(guò)適當(dāng)驗(yàn)證后，這類新型公式便能作為常用公式投入工程運(yùn)算，被應(yīng)用于相關(guān)設(shè)計(jì)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(dòng)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(yùn)動(dòng)作用力計(jì)算得出。通過(guò)學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識(shí)，我們能很輕松地得到流體繞過(guò)形狀規(guī)則的物體時(shí)產(chǎn)生的升力計(jì)算法則。現(xiàn)在已知升力，將第一步與第二步簡(jiǎn)單結(jié)合，便可得到一定風(fēng)速下旗桿的振動(dòng)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(shí)際問(wèn)題的方法。

一個(gè)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(shí)間琢磨、優(yōu)化?？茖W(xué)探索的過(guò)程中往往遇到公式與實(shí)驗(yàn)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(gè)科學(xué)界抱有無(wú)限自我批判的能力，不斷重復(fù)著發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題的多重循環(huán)，直至在一個(gè)不起眼的、時(shí)常被忽略的小角落里找到打開真理之門的鑰匙。

無(wú)實(shí)驗(yàn)，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(jì)、數(shù)值分析和電學(xué)基礎(chǔ)等相關(guān)知識(shí)。

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

“大家猜猜這塊鑄鐵會(huì)怎么斷裂？”材料力學(xué)老師熟練地將鑄鐵塊放置在轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器上，隨著機(jī)器低沉的轟鳴聲，鑄鐵塊一端固定，另一端朝反方向扭動(dòng)，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(wèn)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(duì)于力學(xué)而言，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)給這份枯燥增添了諸多樂(lè)趣。

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

這種在實(shí)驗(yàn)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(shí)際生活的聯(lián)系，并加深了對(duì)相關(guān)知識(shí)的記憶，頗有寓教于樂(lè)、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(qiáng)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(dòng)力。認(rèn)知實(shí)習(xí)過(guò)程中，力學(xué)學(xué)生將見(jiàn)證力學(xué)極強(qiáng)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(dòng)、體液粘稠度隨溫度變化的特點(diǎn)及力學(xué)效應(yīng)、呼吸過(guò)程形成的肺泡膨脹機(jī)制等無(wú)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(dòng)找礦勘查、隱伏礦探測(cè)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(dòng)過(guò)程；

與航天科技的交融以探索飛行器流動(dòng)特征，研發(fā)流線型車殼、機(jī)殼。

以上種種無(wú)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(gè)力學(xué)學(xué)子都會(huì)面臨的艱難選擇。畢業(yè)季的力學(xué)人往往忙得不亦樂(lè)乎，憑著強(qiáng)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(jī)械零件，力學(xué)人總能在各行各業(yè)運(yùn)籌帷幄。因此，如何在一大堆Offer中選擇一個(gè)最好的是力學(xué)人時(shí)常糾結(jié)的問(wèn)題。此外，由于力學(xué)人的理論基礎(chǔ)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，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(guó)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(wú)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(shí)離不開堅(jiān)實(shí)的地基，更離不開“斤斤計(jì)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(jì)精確，建筑結(jié)構(gòu)要久經(jīng)考驗(yàn)，施工人員要兢兢業(yè)業(yè)。萬(wàn)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(dòng)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(wú)比的計(jì)算。小到一片瓦，大到一棟樓，如果沒(méi)有土木人的艱苦奮斗，何來(lái)鋼網(wǎng)交錯(cuò)而不失雅致的“鳥巢”？又何來(lái)千年不倒、萬(wàn)里縱橫的長(zhǎng)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(jì)，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(jì)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(shí)，熟知建筑材料實(shí)驗(yàn)、土壤勘測(cè)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟。繁重的課業(yè)壓力使得每個(gè)考試周總會(huì)有土木人堅(jiān)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?yàn)橹挥行⌒闹?jǐn)慎，才能在實(shí)際施工中避免造成不可估量的巨大損失。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的土木工程專業(yè)是我國(guó)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(guò)程中坑洞周圍的落石如何防護(hù)？橋梁建設(shè)時(shí)如何以最小成本完成最牢固的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？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(jì)院縱橫于圖紙之間，用尺子與電腦軟件設(shè)計(jì)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(shí)樓房的抗震性能，土木人設(shè)計(jì)多種牢固的建筑結(jié)構(gòu)用以相互對(duì)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(duì)生命的敬畏，在嚴(yán)寒酷暑下進(jìn)行大批次實(shí)驗(yàn)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(lái)，土木工程專業(yè)報(bào)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(bào)考土木工程專業(yè)的學(xué)子。誠(chéng)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(méi)落勢(shì)必帶來(lái)新型建造的崛起。隨著國(guó)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(shí)并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能設(shè)計(jì)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(jī)。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(diǎn)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(lái)實(shí)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(dòng)力。

作為土木人，我們應(yīng)當(dāng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，不斷積累扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，開拓創(chuàng)新元素，把握行業(yè)轉(zhuǎn)型契機(jī)，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(jī)！

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(yùn)用各種勘探測(cè)試技術(shù)對(duì)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?jī)?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?yàn)樗枰@研土地理論知識(shí)，還常常要與艱苦環(huán)境作斗爭(zhēng)。曾經(jīng)，我們忙碌于外業(yè)編錄、測(cè)圖，也搭把手拖鉆桿、裝卸取土器，操作靜探、動(dòng)探，深夜至凌晨都守在電腦前完成土壤勘測(cè)報(bào)告、比對(duì)工程設(shè)計(jì)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(wú)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(huì)面臨巖石開挖、沙土運(yùn)輸、山洞爆破等諸多問(wèn)題，如何在安全施工允許的范圍內(nèi)對(duì)巖石進(jìn)行破碎是運(yùn)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(jì)施工、特殊不良地質(zhì)處治的需要，而進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)、計(jì)算和驗(yàn)證，以排除工程開挖過(guò)程中可能遇到的一系列問(wèn)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(guò)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(jiān)毅的行業(yè)奮斗精神和默默無(wú)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(guó)防等部門中從事巖土工程相關(guān)設(shè)計(jì)、施工與工程技術(shù)管理等，也不乏相應(yīng)的高等院?；蜓芯繂挝坏慕虒W(xué)和科研崗位?？梢哉f(shuō)，哪里有土建工程，哪里就有巖土人。

甘于寂寞的孤獨(dú)旅人

巖土人也許沒(méi)有光鮮的衣著、亮麗的裝扮，甚至跟優(yōu)雅時(shí)尚無(wú)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(shí)間檢驗(yàn)。

張揚(yáng)不是青春的本色，實(shí)干才是鑄就時(shí)代豐碑的根基。誠(chéng)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(dú)旅人，穿山越海，懷揣熱愛(ài)，所到皆是熱土；如風(fēng)來(lái)去，留下美景，哪怕沒(méi)有名姓。