力学学习之知行合一
牛顿说：古人用两种方法演绎力学，其一是纯理的，其一是实用的。周培源说：力学研究自古以来就有基础和应用研究两条路线。这里，纯理的力学就是基础研究，从自然现象或工程实际中抽象、提炼出力学理论体系。实用的力学就是应用研究，将力学理论应用于工程实践，解释各种自然现象，或者创造出各种结构、机械装置以满足人们的生产、生活的需求。我们说力学思维应该兼具理论研究和应用研究两种思维方式，如果借鉴牛顿的观点，将力学视为自然哲学的数学原理，就可以直白的描述：力学思维就是数学抽象思维和工程具象思维的统一体。
力学思维：数学抽象与工程具象合二为一
如果将洞悉自然现象(或工程应用)的纯理研究作为力学的“知”，而将工程实践作为力学的“行”，力学思维要兼具抽象的数学思维和具象的工程思维，就与明代思想家王阳明提出的“知行合一”之说不谋而合，这样，我们就可以从王阳明的“知行合一”说中获得力学学习方法上的一系列启示。
王阳明 (1472-1529)，字伯安，别号阳明，浙江余姚人。出生时初名王云，5岁时更名王守仁，王阳明在朝为官历经明朝弘治、武宗、嘉靖三朝。明武宗正德元年 (1506年) 冬，因上疏论救戴铣(因反对刘瑾专权被廷杖致死)等人得罪大太监刘瑾，被廷杖后贬至贵州龙场，出任龙场驿丞(龙场招待所所长)。
王阳明像 来源于百度搜索
司马迁说：“文王拘而演周易;仲尼厄而作春秋;屈原放逐乃赋离骚;左丘失明厥有国语……大抵贤圣发愤之所为作也。”阳明先生也是如此，蒙冤被贬龙场后，逆境中的王阳明逐渐构建起来以“心即理”、“知行合一”、“致良知”为三大核心的心学体系，王阳明的思想在我国和东南亚地区影响深远。后世有人将王阳明与孔子、曾国藩一并称为我国古代的两个半圣人(曾国藩集百家之长，但因没有提出自己的独立学说，因此只能算半个圣人)。日本海军大将东乡平八郎(曾率部全歼俄国太平洋舰队和波罗的海舰队)自做一张腰牌，上书“一生伏首拜阳明”。
关于知行观，《尚书·说命中》最早提出的“知之非艰，行之唯艰”的观点，即懂得道理并不难，难的是如何去践行。这就像我们经常说的：“我也知道好好学习的道理，但是我就是做不到”。这是我国流传最广的知行观。
到了宋代，以程颢、程颐、朱熹为代表的程朱理学提出“知先行后，知难行易”的观点，认为做不到的原因主要还是不知道，如果真知道了就能做的到。因此，程朱理学一个最著名的纲领就是“格物致知”，教育后人从自然界的观察中悟道，从而到达“致知”的目的，知先才能行后，将“知”作为“行”的统领。
实际上，在力学学习中也存在类似的疑问，代表“知”的理论学习和代表“行”的工程实践哪个更难一些?教师在授课过程中是应该知先行后，还是行先知后呢?
教学中有的老师认为力学教学应该先从实例入手，然后从实例中解读其中的力学原理;也有老师认为应该先从概念、原理入手，掌握了基本概念、基本原理，工程实际就一切自然而明。在难易程度上，有的老师认为工程很简单，到现场一看就清楚了;也有老师认为说说容易，真做就很难，例如工程上装配要求分毫不差、多学科交叉、许多人力无法解决的问题，都增加工程实际的危险性与复杂性。
王阳明的“知行合一”说不讨论知先还是行先的问题，也不讨论知难还是行难的问题。他说：“知行功夫，本不可离，只为后世学者分作两截功用，失却知行本体，故有合一并进之说。”这段话讲了三个核心问题：
· 知行有共同的本体;
· 知行之所以分开是为了分别用功;
· 知行应该合一并进。
任何一样东西，都包含有理论和实用价值。学习的目的，绝对不仅仅是为了理解它，或者实践它，而是希望我们既能理解它(知)还能实践它(行)，这就是知行同属一个本体。但在用功上是要分开的，理解和实践可以分开完成，继而进一步合二为一。在力学学习上，哪些算是“知”，哪些算是“行”呢?
在我看来，课堂上学习的力学概念、原理、定理、推论这一类的基本理论知识，可以算做是“知”，而利用这些基本理论知识去解决其它问题的过程就是“行”。“行”可以是自己做的例题、课后题，也可以是力学课程配套的实验教学，还可以是拓展的课外实践环节，例如利用课堂所学的理论知识分析身边事物的力学现象。
需要强调的是，很多学生可能只把实验和课外实践当作是“行”，而将做题视为“知”，认为那还是理论学习。实际上，做题也是“行”(实践)的一种。
从“行”的功能来看，“行”在于让自己与理论进行某种交互体验，在“行”中不断体验“知”的准确性，同时，还可以实现“知”对“行”的指导。通过不断的交互，让“知”成为自身的一部分。无论在什么条件下，自己的“行”都会自然而然遵循自然规律，使自己与自然、社会融为和谐的一体。
因此，凡是能让自己与理论进行交互的都可以算做是“行”，书本上的题目是前人通过不断筛选、提炼，可以精准化实现与知识交互的场景设定，做题就是一种“行”。
与课内的实践相比，课外的实践是一种粗犷式的，没有任何修饰和加工的实践，需要自己从问题的最原始状态通过不断的思考、咀嚼才能体验理论与自己的交互，这具有相当的难度和挑战性，需要反复的试错，不断修正，最终达到“知行合一”，升华自己，使自己的“知行”不仅符合自然规律，还符合社会崇高的价值取向。
这么多种的“行”，哪一种是最好、最容易掌握的呢?王阳明说：“此心不动，随机而动”。学习中要先抛开那些“什么方法最好?怎么学最容易?学这有没有技巧?”等投机性的求索，这就是“此心不动”。现在有什么条件、遇到什么样的场景，心随之而动，就是“随机而动”。例如，现在没有实验条件来实践，就可以通过电脑模拟来实践，没有电脑就通过做题来实践，还可以读读相关的书籍，用心去体味工程师在修建工程建筑时，他们与理论的心灵交互，这些都是实践。
必须强调的是，“知行合一”并不是简单的做到懂理论(知)、能实践(行)，这只能算是“知行合一”的第一个层次。“合”是“知行合一”的第二个层次，要求自己能够沉浸在所学的理论之中，与之相融合。如理解受力分析，自己就能感受到物体各部分的变形和受力，物体的感受与自己的感受相融合，将自己完全沉浸在所学的东西之中，不再有独立的自我。
“一”是“知行合一”的第三个层次，“一”是指对学习过程的回归，在经历了知与行磨练，体味了“我”与知识的沉浸之后，使得万物与“我”融为一体，这个时候的“我”就成了升华之后的“我”，一个遵从自然规律、符合社会崇高价值取向的自我。这将作为下一轮学习的开端，周而复始，不断的知行，不断的沉浸，不断的升华自我。
王阳明说“心即理”，通俗的讲就是心所想的就是天理。但这样的想绝对不是“为所欲为”的想，而是以“致良知”为价值取向，通过“知行合一”所达到的人与自然、人与社会和谐共存的想。力学思维天然的具有了“知行合一”特征，如果在学习中树立起服务黎民、造福百姓的崇高理想，学习力学就可以实现人与自然、人与社会的和谐共存。
来源：力学酒吧微信公众号(ID：Mechanics-Bar)，作者：张伟伟 太原科技大学。
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