湯可可 王華寧

(同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院，上海200092)

理論力學(xué)課程英譯名稱引發(fā)的思考1)

湯可可2)王華寧3)

(同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院，上海200092)

現(xiàn)有理論力學(xué)課程英文名稱普遍譯成 “Theoretical Mechanics”.作者從課程發(fā)展的歷史主線以及歐美慣用表述出發(fā)，提出對此譯文的質(zhì)疑，并進(jìn)一步探討分析力學(xué)在整個(gè)經(jīng)典力學(xué)體系中的地位.針對我國現(xiàn)有理論力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，比較中美高校理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容上的差異，呼吁在高校理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容中增加分析力學(xué)的比重.在課程教學(xué)中，注重力學(xué)發(fā)展史主線的描繪，幫助學(xué)生樹立力學(xué)學(xué)科的歷史發(fā)展觀，以進(jìn)一步適應(yīng)人才培養(yǎng)與時(shí)代發(fā)展需求.

分析力學(xué),經(jīng)典力學(xué),理論力學(xué),教學(xué)改革

在理論力學(xué)課程雙語教學(xué)中，課程名稱的翻譯需要反復(fù)斟酌.在權(quán)威的《中國大百科全書》力學(xué)卷中,關(guān)于理論力學(xué)詞條的基本定義為：理論力學(xué)(Theoretical Mechanics)，一般力學(xué)的一個(gè)分支，是用經(jīng)過科學(xué)抽象的力學(xué)模型(如質(zhì)點(diǎn)、剛體等)研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)普遍規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科[1].理論力學(xué)翻譯為“Theoretical Mechanics”，這一字面上的直譯似乎并無不妥.在現(xiàn)行高校理論力學(xué)教材中，普遍已經(jīng)接受將理論力學(xué)直譯為“Theoretical Mechanics”，市面上幾乎所有現(xiàn)行出版的《理論力學(xué)》一書都默認(rèn)這一譯法.在高校雙語教學(xué)中，理論力學(xué)的翻譯也是如此.在中文互聯(lián)網(wǎng)上的相關(guān)理論力學(xué)信息介紹中，這一譯法亦被普遍采納.但是，這個(gè)長期約定俗成的翻譯是否準(zhǔn)確？

要想準(zhǔn)確譯出理論力學(xué)這一課程名稱，有必要對這一課程體系形成與發(fā)展的歷史進(jìn)行系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)與了解.1811年泊松的《力學(xué)教程》基本奠定了理論力學(xué)的教學(xué)體系.之后阿佩爾的 5卷《理論力學(xué)》(1896年第一版)中的第一、二卷更接近如今的理論力學(xué).20世紀(jì) 30年代以來，蘇聯(lián)出版了多種理論力學(xué)教材，這一時(shí)期也是理論力學(xué)體系發(fā)展成熟的重要階段.20世紀(jì) 50年代，一批蘇聯(lián)的理論力學(xué)教材相繼在中國翻譯出版.不難理解，我國 “理論力學(xué)”一詞的產(chǎn)生，正是譯自于俄文“Tеоретическаямеханика”[2]. 英文 “Theoretical Mechanics”即由中文“理論力學(xué)”直譯而來.這一明顯帶有時(shí)代痕跡的名稱翻譯延用至今.

在理解理論力學(xué)課程體系發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，我們再把目光投向“Theoretical Mechanics”英文字面所代表的涵義.由于國家發(fā)展及歷史沿革等因素差異，在歐美高校課程設(shè)置里面，很難找到與理論力學(xué)完全對應(yīng)的課程.在維基百科，筆者發(fā)現(xiàn)對“Theoretical Mechanics” 的定義：“In theoretical physics and mathematical physics,analytical mechanics,or theoretical mechanics is a collection of closely related alternative formulations of classical mechanics”[3]. 這一詞條明確指出，“Theoretical Mechanics”即“Analytical Mechanics”，為經(jīng)典力學(xué)的一個(gè)分支，實(shí)際上應(yīng)是分析力學(xué)的另一表述.這一說法在 2010年斯普林格的出版物中得到印證.題為“Theoretical Mechanics”的著作,主要討論拉格朗日力學(xué)及哈密頓力學(xué)的理論及應(yīng)用[4]，這些皆屬于分析力學(xué)的內(nèi)容.而事實(shí)上，分析力學(xué)(Theoretical Mechanics)所包含的內(nèi)容與我國現(xiàn)有理論力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容有著較大的差異.

從研究的科學(xué)規(guī)律出發(fā)，我國現(xiàn)行理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)三個(gè)部分.動(dòng)力學(xué)部分是整個(gè)知識(shí)體系的高潮，在理論力學(xué)教學(xué)中處于核心地位.從力學(xué)表述方法，即從研究的方法論角度來區(qū)分，又可分為矢量力學(xué)和分析力學(xué).在經(jīng)典力學(xué)發(fā)展最初階段，牛頓大量運(yùn)用幾何方法和矢量作為研究工具，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)；拉格朗日、哈密頓等人使用廣義坐標(biāo)和變分法，建立了與矢量力學(xué)等效的分析力學(xué)表述方法.在上述基礎(chǔ)上，近代分析力學(xué)得到進(jìn)一步發(fā)展，建立了非完整力學(xué)和伯克霍夫力學(xué).這一分析體系在整個(gè)經(jīng)典力學(xué)的后期發(fā)展、成熟以及完善階段，起到了不可替代的主導(dǎo)作用.如果說1687年牛頓所著的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，那么時(shí)隔百年之后，拉格朗日在1788年所著《分析力學(xué)》一書，則標(biāo)志著力學(xué)發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段.不同于牛頓的矢量力學(xué)體系，這本書中不包括任何幾何推理和插圖.從牛頓力學(xué)的力進(jìn)一步推廣到拉格朗日力學(xué)中的力[5].廣義坐標(biāo)的引入，使得具有大量約束的復(fù)雜系統(tǒng)力學(xué)問題的求解成為可能[6].變分原理作為理論力學(xué)中數(shù)學(xué)演繹的基礎(chǔ)，是構(gòu)建分析力學(xué)體系的出發(fā)點(diǎn).也正因?yàn)檫@一求解體系的純粹數(shù)學(xué)運(yùn)算特點(diǎn)，在英文中用 “theoretical”一詞來描述分析力學(xué)的特征.分析力學(xué)也逐漸成為經(jīng)典力學(xué)的主要組成部分，在力學(xué)學(xué)科以及科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中，起到愈加重要的作用.那么，分析力學(xué)在我國理論力學(xué)教學(xué)體系中現(xiàn)狀如何呢？

理論力學(xué)屬于理工科基礎(chǔ)課.教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布的教學(xué)基本要求明確[7]指出：“理論力學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體和剛體系機(jī)械運(yùn)動(dòng)(包括平衡)的基本規(guī)律和研究方法”.在適用于航空、機(jī)械、土木等專業(yè)的A類要求中，基本部分包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)三大版塊，除達(dá)朗貝爾原理及虛位移原理之外，絕大部分內(nèi)容屬于矢量力學(xué)的范疇；專題部分則包括剛體定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、碰撞以及分析力學(xué)初步知識(shí)(第二類拉格朗日方程).在適用于材料、能源、化工等非機(jī)械類專業(yè)的B類基本要求中，基本部分完全為矢量力學(xué)，專題部分才象征性地體現(xiàn)分析力學(xué)的存在.

事實(shí)上，在力學(xué)課程改革的大背景下，理論力學(xué)教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少，教學(xué)內(nèi)容空間亦不斷被壓縮.高?，F(xiàn)有的理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容，基本只包含靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)內(nèi)容的矢量力學(xué)部分，對于重要的分析力學(xué)內(nèi)容卻少講甚至不講.我們以同濟(jì)大學(xué)理論力學(xué)教學(xué)為例，來呈現(xiàn)這一普遍存在的教學(xué)困境.同濟(jì)大學(xué)作為一所重點(diǎn)工科院校，理論力學(xué)的教學(xué)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中占有極為重要的地位.在教學(xué)課時(shí)不斷被壓縮的大背景下，理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革分為A,B,C三類，分別對應(yīng)5,4,3個(gè)學(xué)時(shí).5個(gè)學(xué)時(shí)針對力學(xué)、航空等專業(yè)，分析力學(xué)部分需講解虛位移原理、達(dá)朗貝爾原理、第二類拉格朗日方程等部分，但綜合比較，矢量力學(xué)在內(nèi)容比重上占據(jù)絕對優(yōu)勢；4個(gè)學(xué)時(shí)主要針對機(jī)械等專業(yè)，內(nèi)容與A類相似；3個(gè)學(xué)時(shí)的針對交通等專業(yè)，分析力學(xué)部分幾乎未有涉及，僅包括達(dá)朗貝爾原理部分.盡管如此，在理論力學(xué)教研室的堅(jiān)持下，在有限的課堂教學(xué)中，盡量給學(xué)生介紹分析力學(xué)的基本概念，如廣義坐標(biāo)及自由度的內(nèi)容，教師也會(huì)在課堂中給學(xué)生講授.從全國范圍來看，這一情況更加難言樂觀.2016年第六屆全國基礎(chǔ)力學(xué)青年教師講課比賽中，考慮到全國范圍內(nèi)理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容講授的現(xiàn)狀，在講課內(nèi)容的選取上，分析力學(xué)的內(nèi)容并沒有出現(xiàn)，委實(shí)令人遺憾.

由于教育體系及歷史沿革的因素，中美在這一課程的名稱和內(nèi)容上存在顯著差異.從內(nèi)容重合度上來看，美國稱呼這一課程為經(jīng)典力學(xué) (Classical Mechanics)[8]，這一名稱上的廣度，也決定了美國的“理論力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容涵蓋了更多分析力學(xué)的部分.在經(jīng)典力學(xué)的體系下，可分為牛頓力學(xué)、拉格朗日力學(xué)、哈密爾頓力學(xué)，后兩部分合稱為分析力學(xué)，這與前文的矢量力學(xué)、分析力學(xué)的內(nèi)容本質(zhì)相同.在2012年由南開大學(xué)發(fā)布的針對“中美著名大學(xué)《理論力學(xué)》課程的比較與思考”報(bào)告中[9]，以麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加州理工學(xué)院等為范例，研究發(fā)現(xiàn)美國大學(xué)的理論力學(xué)主要內(nèi)容包括：拉格朗日--歐拉方程、哈密爾頓理論、散射問題、剛體問題、混沌力學(xué)等.可見，美國高校明顯強(qiáng)調(diào)分析力學(xué)的教學(xué)，這也與分析力學(xué)在經(jīng)典力學(xué)以及現(xiàn)代力學(xué)理論中的地位相符合.我國理論力學(xué)教學(xué)體系主要講授的牛頓力學(xué)部分，則在美國高校的工程力學(xué)教材[10]中得以重點(diǎn)體現(xiàn).

綜上所述，現(xiàn)有我國理論力學(xué)課程英文名稱的翻譯為“Theoretical Mechanics”，實(shí)屬時(shí)代遺留下來的問題，與我國理論力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容很難呼應(yīng).而該課程作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)力學(xué)理論課，起到與專業(yè)連接的橋梁作用,認(rèn)真鉆研的同學(xué)，很容易出現(xiàn)理論力學(xué)知識(shí)體系構(gòu)成方面的困惑.因此，這一翻譯上的不準(zhǔn)確，在目前階段，至少在教學(xué)過程中應(yīng)予以澄清與說明.

從理論力學(xué)這一課程所涵蓋的內(nèi)容以及肩負(fù)的社會(huì)責(zé)任出發(fā)，直譯為 “Fundamental Theories of Mechanics”較為妥當(dāng). 理論力學(xué)相對于 “Applied Mechanics”(應(yīng)用力學(xué))而言，具有更加廣泛的涵義，還可以包括固體力學(xué)、流體力學(xué)、理性力學(xué)等領(lǐng)域的一些理論性問題[2].

另一方面，若以英語國家習(xí)慣翻譯，經(jīng)典力學(xué)(Classical Mechanics)的說法顯然更為準(zhǔn)確[11].但應(yīng)該指出，經(jīng)典力學(xué)的篇章更為宏大，遠(yuǎn)超我國現(xiàn)行理論力學(xué)體系的教學(xué)內(nèi)容.教師在課堂教學(xué)中，應(yīng)注重給學(xué)生描繪出一條脈絡(luò)清晰的力學(xué)發(fā)展史主線，強(qiáng)調(diào)矢量力學(xué)與分析力學(xué)兩條分支并進(jìn)，從而建立力學(xué)學(xué)科的歷史發(fā)展觀.通過這一過程，學(xué)生應(yīng)對理論力學(xué)課程中出現(xiàn)的歷史人物的學(xué)術(shù)職業(yè)生涯及其與課程相關(guān)的力學(xué)貢獻(xiàn)有所了解[12].同時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生充分閱讀不同體系的理論力學(xué)教材[13]，積極推進(jìn)現(xiàn)有的理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革[1415]，盡可能增加分析力學(xué)教學(xué)的比重，突出分析力學(xué)的作用[16]，使之更符合人才培養(yǎng)與社會(huì)發(fā)展的需要.

以上為筆者的一家之言，借以拋磚引玉，期待能與各位理論力學(xué)教學(xué)同仁們共同探討.本文在修改過程中，有幸得到李俊峰教授的建議與幫助，在此表示誠摯的感謝！

1中國大百科全書力學(xué)編委會(huì).中國大百科全書·力學(xué).北京：中國大百科全書出版社，1985

2李俊峰.大百科全書中理論力學(xué)詞條修訂.中國力學(xué)大會(huì),2017

3 https://en.wikipedia.org/wiki/Analytical-mechanics

4 Dreizler RM,Lüdde CS.Theoretical Mechanics.Berlin,Heidelberg:Springer-Verlag,2010

5梅鳳翔.關(guān)于牛頓力學(xué)的力和拉格朗日力學(xué)的力——理論力學(xué)札記之九.力學(xué)與實(shí)踐,2011,33(5):63-64

6武際可.力學(xué)史雜談.北京：高等教育出版社,2009

7教育部高等學(xué)?！ちW(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).高等學(xué)校理工科非力學(xué)專業(yè)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求.北京：高等教育出版社,2012

8 Goldstein H,Poole CP,Safko J.Classical Mechanics.UK:Pearson Education,2011

9張立彬,劉學(xué)文.中美著名大學(xué)《理論力學(xué)》課程的比較與思考.教育部研究項(xiàng)目報(bào)告,2012

10 Bedford AM,Fowler W.Engineering Mechanics:Statics&Dynamics.UK:Pearson Prentice Hall,2008

11 Teh NJ,Tsementzis D.Theoretical equivalence in classical mechanics and its relationship to duality. Studies in History and Philosophy of Modern Physics,2016,http://dx.doi.org/10.1016/j.shpsb.02.002

12陳立群.理論力學(xué)課程中的歷史人物及其相關(guān)工作.力學(xué)與實(shí)踐,2012,34(3):70-74

13陳立群.兩部理論力學(xué)翻譯教材.力學(xué)與實(shí)踐,2009(3):74-76

14洪嘉振,楊長俊.工科理論力學(xué)教學(xué)體系改革的探索與實(shí)踐.力學(xué)與實(shí)踐,1999,21(6):55-56

15李俊峰.理論力學(xué)課程體系改革探索與實(shí)踐.中國大學(xué)教學(xué),2008,(4):10-13

16武際可,林文惠.理論力學(xué)教材的發(fā)展趨勢.力學(xué)與實(shí)踐,2005,27(4):65-67

O31+,G642.0

A

10.6052/1000-0879-17-156

2017–05–09收到第1稿，2017–07–04 收到修改稿.

1)同濟(jì)大學(xué)2017—2018年教學(xué)改革研究與建設(shè)項(xiàng)目資助.

2)湯可可，助理教授，從事理論力學(xué)的教學(xué)工作，主要研究方向?yàn)槎喑叨绕谂c斷裂力學(xué).E-mail：kktang@#edu.cn

3)王華寧，教授，從事理論力學(xué)的教學(xué)工作，主要研究方向?yàn)閹r土工程解析與數(shù)值方法.E-mail:wanghn@#edu.cn

湯可可,王華寧.理論力學(xué)課程英譯名稱引發(fā)的思考.力學(xué)與實(shí)踐,2017,39(6):609-612

Tang Keke，Wang Huaning.Reflection on English translation of course name Theoretical Mechanics.Mechanics in Engineering,2017,39(6):609-612

(責(zé)任編輯:胡 漫)