力行好学，筑百家之基

古傲林

“帝子降兮北渚，目眇眇兮愁予。袅袅兮秋风，洞庭波兮木叶下。”一曲离愁，一缕秋风，蕴藏在木叶凋零之中的，是季节更迭交替，而隐匿于洞庭波纹之中的，是风与水面的奇妙耦合。空气动力学告诉我们，树叶的蹁跹是因为叶片在空中自由下坠时切割空气产生的正负压差;流体力学为我们解答了为何波纹的幅值与风—水流相对流速呈线性关系。

力学是工程行业的基石，是工科的必修课程，极强的理论性使其具有“百家之基”的美称。在本科专业目录中，工程力学是力学类的主打专业，土木工程专业、地质工程专业是以力学为基础的工学学科，常与工程力学专业一道被并入力学与土木工程学院管理。

带着对现实万物运行法则的无限畅想，仰望万丈高楼耸立云端的举世宏观，对祖国大好河山的缱绻深情，让我们一起来了解上述三个专业的个中风韵，领略“好学力行”这一人生箴言的奥义吧！

工程力学

风吹过旗杆时，由于旗杆是固体，且具有规则的形状——圆柱形，被风携带的空气要想方设法绕过旗杆，而空气具有一定的粘度，在绕过旗杆的过程中会在旗杆周围产生一个个涡，当涡慢慢积累到足够大时便发生脱落，从而在旗杆两侧形成负压区。而后，新涡重新开始积累生长，不断重复以上步骤，旗杆在一次次的涡脱落过程中，在负压的作用下会发生周期性振动，当振动的幅度过大时旗杆便发生断裂。那么该如何预测使旗杆断裂的空气流速？又如何优化旗杆外形和材料属性以避免发生大幅度振动呢？这些问题，就是工程力学专业的学生们日常需要学习思考的问题。

极强的数理逻辑能力

工程力学作为工科基础课，无时无刻不在与公式打交道。从刚体的简单运动，到弹性体的复杂运动，再到流体微团的随机运动，诸如此类的运动公式由简单到复杂，由刻板到灵活：对前人留下的公式进行创新，并辅以严格的数学、物理推导法则，便能使其成为新型公式，在经过适当验证后，这个新型公式就能作为常用公式投入工程，应用于相关设计工作。

为使抽象的概念具象化，我们以上述旗杆题为例。首先，翻阅材料力学相关课本，或查阅其他论文，工程师可以得到旗杆在外力作用下的振动幅值公式。由此，外力成为数学模型中的唯一未知因素，而我们须从空气的一些属性入手，将未知外力以风或空气的相关属性表示出来。通过学习流体力学知识，我们能很轻松地得到流体绕过形状规则的物体时产生的升力计算法则。现在已知升力，将第一步与第二步简单结合，便可得到一定风速下旗杆的振动幅值。由此可以看到，新型公式发端于经典公式，创新于陈旧思维，只需要有心人刻苦钻研便能得到解决生活实际问题的方法。

一个公式的推导并不是一蹴而就的，它需要少则几天，多则数十年甚至一生的时间进行琢磨、优化。科学探索的过程中往往会遇到公式与实验结果不匹配，公式与其他已知公式矛盾等难题，这要求力学家乃至整个科学界抱有无限自我批判的能力，不断重复着发现问题—分析问题—解决问题的多重循环，直至在一个不起眼的、时常被忽略的小角落里找到打开真理之门的钥匙。

无实验，不力学

工程力学专业需要学习理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、分析力学等课程，为方便学科交叉还另教授Fortran程序基础、C++程序设计、数值分析和电学基础等相关知识。在课程教学上，力学教师秉持着实验出真知的教学思维，善于通过趣味实验引入相关课程的教学。“大家猜猜这块铸铁会怎么断裂？”材料力学老师熟练地将铸铁块放置在用于扭转的机器上，随着机器低沉的轰鸣声，铸铁一端固定，另一端朝反方向扭动，并发出咯吱咯吱的响声。突然“当”的一声打破了安静的气氛。老师继而展示断裂的铸铁并问道：“同学们想一想为什么断裂面是倾斜的平面？”在学生们思索的间隙，他才缓缓打开书，开始了材料力学新章节的教学。对于力学而言，实验是必不可少的教学手段，在理论世界遨游本就是一件枯燥的事情，但相关的小实验给这份枯燥带来了诸多乐趣。课堂上，老师会请同学进行掰粉笔实验，以此研究粉笔是脆性材料还是塑性材料，也会以同学坐的椅子为例分析其受力特点，带领同学在黑板上进行操演计算后，老师打趣地向一位同学说道：“老师敢打赌，你坐在椅子的前五分之一处，这个椅子就会断！”那位同学满不在乎地向前挪了些许，椅子完好无损，沾沾自喜之余，他端起水杯喝水，椅子却轰然断裂。在一片哄笑声中老师悠悠地说道：“所以大家记住，理论计算不等于实际应用，简化的模型总会存在诸多问题，有时候小小的水杯重量足以引发大灾难。所以理论计算只能作为保守的依据，也只能确定安全施工的阈值。”这种在实验中进行的教学大受学生欢迎，在学习之余能感受到力学与实际生活的联系，并加深相关知识的记忆，颇有寓教于乐、兴趣为学的教学风韵。

多学科交叉的就业前景

力学学科发展至今，由于其极强的理论性，仅靠自身的理论之力很难取得突破，因而学科交叉成为其不断发展的源源动力。认知实习过程中，力学学生将见证力学极强的学科交叉融合能力：与生物学交叉延伸出生物流体力學，血液的流动、体液粘稠度随温度变化特点及力学效应、呼吸过程的肺泡膨胀机制等无不体现流体力学在生物工程中的巨大作用;与光学的交互中发展出新型光压传感器;与地理学的交融促使岩石开挖、地形勘探事业的发展;与大气科学的交叉用以探索气候、季风的波动过程;与航天科技的交融以探索飞行器流动特征，研发流线型车壳、机壳。以上种种无不体现出力学在其他学科发展中的重要地位与蓬勃的生命力。

就业还是读研？这是每个力学学子都会面临的艰难选择。毕业季的力学人往往忙得不亦乐乎，凭借着强有力的理论功底，力学人能从事几乎一切工程相关的工作，大到航天航空，小到机械零件，力学人总能在各行各业运筹帷幄。因此，如何在一大堆offer中选择最好的一个通常是力学人的纠结所在。关于读研深造，由于力学人的理论基础扎实，在研究工作中不易犯错，并且能在理论方面很好地解决问题，常常是研究生导师的心头肉。不论是保研率还是考研率，力学在国内外各学科中都独占鳌头，顶尖高校的力学专业学生更是供不应求。

土木工程

“飞阁流丹，下临无地。”滕王阁若仙境般飘荡在半空，向下望去不见地底。高耸入云的建筑在建造时离不开坚实的地基，更离不开“斤斤计较”的土木人。土木工程专业以“精、经、兢”为宗旨，致力做到建筑施工要设计精确，建筑结构要久经考验，施工人员要兢兢业业。万丈高楼平地起，楼多高取决于地基有多深，高层建筑受风力影响而摆动的安全幅度，土地沉陷引起的楼层坍塌程度都需要进行精确无比的计算。小到一片瓦，大到一栋楼，如果没有土木人的艰苦奋斗，何来钢网交错却不失雅致的“鸟巢”？又何来千年不倒、万里纵横的长城？行健天同功，这不仅是土木人的职业操守，更是建筑行业的一生信仰。

一丝不苟的工匠精神

土木工程涵盖众多建筑领域，包括公用民用房屋建筑、道路桥梁建设、地下空间巷道支护设计，等等。工程力学是土木工程专业的必修课，但土木工程专业不止步于工程力学，还需要接触学习土力学、钢结构设计原理、地基与基础、工程地质学、工程水文学和工程制图等诸多课程，除此以外，土木工程专业还要求学生深入了解施工技术管理等工程管理类知识，熟知建筑材料实验、土壤勘测等相关实践步骤。繁重的课业压力使得每个考试周总会有土木人坚守自习室，钻研着一道又一道建筑难题。他们秉承内心的信念，不肯在学习中犯一丝马虎，只有小心谨慎，才能在实际设计中避免造成不可估量的重大损失。

中国矿业大学的土木工程专业是我国建筑领域的佼佼者，在地下岩土、巷道、矿洞支护领域占有一席之地。地下开采矿物的矿洞极易发生塌陷事故，建立怎样的桁架及钢结构才能支护矿洞壁面，地铁站开挖过程中坑洞周围的落石如何防护，桥梁建设时如何实现最小成本与最牢固的结构设计，都是摆在土木人面前的一道又一道难题。

土木工程绝不等同于刻板印象中的工地施工、打灰等苦力活，更多的是在设计院纵横于图纸之间，用尺子与电脑软件设计着众多风格迥异、色调相宜、结构严谨的建筑。为优化地震发生时楼房的抗震性能，土木人设计多种牢固的建筑结构用以相互对比;为防止火灾下楼板及柱子受火发生损坏，土木人心怀对生命的敬畏，在严寒酷暑下进行大批次实验以确保灾后房屋结构完好安全。

土木行业能否枯木逢春

近年来，土木工程专业报考遇冷的新闻层出不穷，诸如“学的最难，毕业打灰”“985土木工地搬砖”等教条式思想劝退了大批有意报考土木工程专业的学子。诚然，当前房地产行业的低迷造成了土木工程专业的遇冷现状，但传统房地产的没落势必带来新型建造的崛起。随着国家倡导的智能建造不断发展，数字技术—土木工程的融合、新型智能建造等新兴行业逐渐崭露头角，结合传统土木工程知识并通过计算机进行智能设计是土木行业转型的突破口，也是践行学科交叉融合的良好体现。除此以外，深海、深空、深地方向的开拓性研究同样给土木工程注入了新鲜血液，土木工程的聚焦点正从传统的地上建筑转移到顶尖智能技术领域，未来实现海底隧道工程、太空建造工程、地下工程都离不开新型智能建造的巨大推动力。

作为土木人，我们应该顺应时代发展趋势，不断积累扎实的知识，带头促进行业交叉融合，开拓创新元素，把握行业转型契机，不拘于传统的束缚，敢于突破土木行业的冷峻困境，让土木行业迸发出璀璨的光辉！

地质工程（岩土工程方向）

最“接地气”的专业

学界将地上、地下和水中的各类工程设施统称土木工程，而土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。岩土工程是以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础，运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。

岩土工程致力于地下岩石开挖、山石破碎，以及其他地下相关工程，主干课程包括断裂力学、土力学、岩体力学、岩土工程勘探、工程岩土破碎理论和工程地质学等，主要学习及研究内容包括山体隧道施工、地铁隧道掘进、深部基坑开挖等岩土工程相关课题。

岩土工程的“接地气”，不仅因为它需要钻研土地理论知识，还常常要与艰苦环境作斗争。我们忙碌于外业编录、测图，也搭把手拖钻杆、装卸取土器，操作静探、动探，深夜至凌晨都守在电脑前完成土壤勘察报告、比对工程设计图……高山冻土、荒漠戈壁、边疆重镇、城市高楼、溪流峡谷、河湖海滨都遍布我们的足迹。

无处不在的基建狂人

随着城市交通网络和基础建设的不断发展，地下岩土开挖工作成为地铁施工的瓶颈，如高铁和地铁的施工会面临岩石开挖、沙土运输、山洞爆破等诸多难题，如何在安全施工允许的范围内对岩石进行破碎是运输工程的瓶颈，更是岩土人需要着力攻克的难题，不仅如此，我们还要勘察施工地的岩土条件是否满足工程设计、施工、特殊岩土和不良地质处治的需要，进行反复试验、计算和验证，以排除工程开挖过程中可能遇到的一系列问题，因而逐渐受到道路施工、桥梁施工等相关行业的重视。在环保理念盛行的当下，岩石破碎过程不再产生遮天蔽日的烟尘，隧道开挖进度明显加快，这背后闪烁着岩土人最坚毅的行业奋斗精神和默默无悔的努力。

岩土工程的就业面涵盖了交通、建筑工程領域，包括在建筑、市政、铁路、公路、水电、国防等领域从事岩土工程相关设计、施工与工程技术管理等，同样也不乏到相应的高等院校或科研单位从事教学或科研工作的毕业生。可以说，哪里有土建工程，哪里就有岩土人。

甘于寂寞的孤独旅人

岩土人也许没有光鲜的衣着、亮丽的装扮，甚至跟优雅时尚无关。作为地质工程专业的分支，岩土工程注定了与岩层尘土打交道的宿命，虽身处闹市，却隐于烟尘。学习建筑学，可参与勾勒赏心悦目的城市风景线;学习路桥工程，可造就令世人惊叹的高原公路和跨海大桥;学习水利水电，可以一观水利大坝的磅礴恢宏……而选择岩土工程，就必须忍受其成果掩埋于高楼大厦之下，隐匿于波涛汹涌的江河湖海之中，岩土人的成就需要交由时间检验。

张扬不是青春的本色，实干才是铸就时代丰碑的根基。诚然，地质工作是辛苦的，但也是丰收的。每一次的勘探钻研，都是一次与土地的亲密交流。我们犹如一位孤独旅人，穿山越海，怀揣热爱，所到皆是热土;如风来去，留下美景，哪怕没有名姓。