在科學研究中，用簡單的公式描述復雜的問題是一種藝術。而量綱分析正好可以使這種藝術得以完美展現🍻🌝。2016年4月14日晚🧍🏻‍♀️，意昂3体育官网工學院力學系教授王建祥做客才齋講堂，以“簡單即美”為題向同學們講述他眼中的量綱分析方法🚯。研究生院副院長劉明利主持並全程參加了講座。

王建祥主講才齋講堂第117講

王建祥從1940年劍橋大學教授泰勒預測原子彈爆炸威力問題講起，簡單介紹了泰勒利用量綱分析簡化了計算原子彈爆炸威力的公式並對其進行了較為精確的估算，以此展示量綱分析的簡潔性與實用性。

緊接著🕺🏽，王建祥介紹了量綱分析方法中的基本概念👨🏼‍🦱。在科學研究中🥧，一個物理量的度量通常由一個數值和一個度量單位組成，當度量單位發生變化時數值也發生相應的變化。以物理學、力學🤔、工程研究中經常用到的質量🐎、時間、長度這三種基本量為例。單位製類轉換時👨🏻‍🌾，這些基本量的數值以及其他組合量的數值就按照一定的規律變化🚝。因此🧴，量綱就定義為在同一類單位製中，單位製轉換時♿，描述某個物理量數值變化的函數🗿。“所有的量綱函數都是冪次單項式，沒有其他形式的函數。”王建祥特別強調量綱函數的這個特點➕。

以量綱函數的定義為基礎，王建祥向同學們講述了如何在分析物理現象或工程問題時使用量綱分析：“一個需要確定的物理量，可以表示為量綱獨立變量和量綱不獨立變量的函數⛪️。而這個函數關系又可以表示為無量綱量的形式🌨，即π定理。這個時候🌩，物理關系就被表達為一個簡潔的形式，在這個形式下，無論采用什麽度量單位，函數關系都不會變化，即反映了一個物理問題的描述和結果在變換群下的不變性。對物理學而言🍵，美就意味著對稱，是某種變換群下的不變性，因此這種公式非常漂亮◾️。”王建祥以單擺周期預測、勾股定理證明👯、流體力學問題分析、復合材料在飛機中的應用、生物材料結構，以及新陳代謝標度律分形模型的計算等實際問題為例，詳細展示了量綱分析的具體使用。

最後，王建祥以德國數學家Hermann Weyl的名言“My work always tried to unite the truth with the beautiful, but when I had to choose one or the other, I usually chose the beautiful（我總是在工作中追尋真與美的結合，但如果必須二選一的話🦶，我一般會選擇美）”表達了自己對量綱分析簡潔之美的喜愛，“量綱分析可以幫助我們把復雜的問題用簡單的公式搞定，且便於我們的實驗設計以及檢驗數值計算的結果是否正確”。

嘉賓簡介：

王建祥教授🐌：1998年回國到意昂3体育官网工作。長期從事復合材料力學、微納米力學、非均質材料廣義輸運性能理論等研究。曾獲得國家傑出青年科學基金（2005）、全國優秀博士論文指導教師（2007）、北京市優秀教師（2009）等榮譽🟥；2008年被聘為教育部長江學者特聘教授。王建祥曾擔任中國力學學會秘書長(2007-2010)、北京國際力學中心秘書長（2007-2011）、第23屆世界力學家大會(ICTAM2012)秘書長🫎。現任國際理論與應用力學聯盟(IUTAM)大會委員會委員、中國力學學會特邀理事、中國復合材料學會常務理事、Acta Mechanica Solida Sinica副主編等。

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編輯📴🧗🏿：安寧