摩擦的学问

王明志

谁都见过夜空滑过的流星，拖着明亮的光，瞬间消失在茫茫黑暗之中。这光，不同于月光星光灯光，是陨石和空气摩擦生热燃烧发出的摩擦之光。摩擦产生巨大能量，足以把钢铁般坚硬的陨石，瞬间变成尘埃，随着流光消逝，散落长空……

谁都听过天空的雷霆，那是乌云摩擦产生电能的放电效应，雷霆顺着闪电，点燃了树木森林，送来了“天火”，给人类送来了各种烧熟了的美味事物。从而，人类知道了火的好处，学会了保护火种，学会了摩擦取火，钻木取火和用燧石击火。恩格斯曾高度赞扬了摩擦取火和吃火烤熟的肉食，对人脑髓的发达和人类的进化所产生的“具有非常重大意义”的影响。

摩擦取火是人手与脑擦出的火花，是打开人类智慧之窗，照亮人类心灵的神灵之火，是永远值得人类庆贺的伟大事情。

人对摩擦的应用，随着摩擦之火的光大，逐渐向深入发展。《诗经·邶风·泉水》中有“载脂载宣，还车言迈”的诗句，西晋张华所著《博物志》，书中提到酒泉有石油，用于“膏车及水碓甚佳。”说明那时人类已懂得用油脂润滑车轴，以减少摩擦的阻力，提高运输的效率。

随着生产力发展，对摩擦的认识和控制水平，也在不断提高，控制摩擦，有效利用摩擦，就成为决定生产效率和产品质量水平的重要标志，成为衡量生产力发展水平的重要尺度。控制了摩擦，汽车可以在高速路上奔驰，轮船可以在海上前行，飞机可以在空气中飞翔，人类生产生活就可以有序进行。如果没有对摩擦的控制和科学利用，工农业生产寸步难行，螺丝拧不住，机器传不动，棉线织不成布，音体活动难进行，甚至连洗脸梳头刷牙，穿衣吃饭呼吸，都不可能发生。没有摩擦和对摩擦的控制，人类就无法生存、生活，科学技术生产力水平也不可能得到应有的发展。

可见，摩擦是一门极大的学问。是生产力提高，科技进步发展的必经之路。如果说摩擦是一种自然的力量，摩擦学则是科学把握自然知识的力量。摩擦学的创立，是社会生产力发展对知识需求达到一定程度的必然结果，也是与那位“中世纪最早醒来的人”应运而生的结果。

那个人，就是列奥纳多·达·芬奇。一个被称之为“大自然再也不能造就另一个这样的人物了”的旷世奇才。在480多年前，是他，创作了油画《蒙娜丽莎》《最后的晚餐》，使之成为世界级的不朽画家；是他，把摩擦引入理论的轨道，从而奠定了摩擦学的科学基础；是他，在自然科学领域如数学、力学、光学、解剖学、植物学、动物学、人体生物学、天文学、地质学、气象学、水利工程学、机械设计等学科缔造方面，都有着同样伟大的建树；还是他，还是著名的音乐家、雕刻家和文学家，在那个产生巨匠的时代里，达·芬奇是其中最有影响的一位。

尔后，摩擦学便得到广泛应用，成为减少摩擦，降低损耗，提高效率的重要课题。在生产生活中，人所使用的任何商品，都是在摩擦中生产的，也是在摩擦中磨损消耗的。摩擦与磨损同时并存，摩擦能创造人们需求的各种用品，摩擦也能使产品由新变旧、由好变坏，最终报废。在生产和使用中，如何降低摩擦带来的损耗，延长生产工具、生活用品的使用时间，就成为摩擦学必须面对的重要课题。可见，尽最大程度地减少生产中摩擦的损耗，提高产品使用中抗摩擦的质量，就成为提高生产力水平的一个极为重要的内容。

随着摩擦学的发展，摩擦磨损与润滑效能间的相互关系更加清晰，摩擦学已成为大学工科学习的必备课程，摩擦学受到了高度的重视。早在20世纪60年代，英国科教部门就组织了摩擦科研与教育、需求和运用情况的调查。结果表明，只要在生产中充分运用摩擦学的原理与知识，就能改进摩擦损耗过大的问题，提高生产效率约占国民生产总值的1%左右。根据这项报告，政府把这门关于摩擦、磨损、润滑、节约、效能的科学技术，广泛地应用到自己的研究、推广和生产中去，并引起了世界性的广泛重视。

据世界一般统计认为，生产中的一次能源，大约有1/3是在摩擦中消耗掉的，生产工具约有70%的损耗，是在自身的摩擦中磨损掉的。目前，我国GDP总值约占世界的4%，却消耗了占世界30%～40%的钢，50%的水泥，中国同量GDP的能源消耗是美国的2倍，欧洲的3倍，日本的4倍。要赶上或接近国际先进水平，我们不仅要推动生产力的发展，还必须重视摩擦学的应用，在人们还不太重视的领域，降低摩擦的损耗，才能为推进生产力的发展，开辟出新的通道。

我国对摩擦学应用的研究，也非常重视。中国国家工程院、国家自然科学基金委员会，早在2004年，在北京主持召开的“摩擦学科学与工程前沿研讨会”，中国工程院和中国科学院院士有14位院士参加了会议。会议以“高新技术发展中对摩擦学挑战”为主题，围绕“摩擦学与高新技术、装备制造、节能、环境和可持续发展”，如何在解决国家重大工程和装备中发挥作用等问题，着重进行了探讨与规划。为摩擦学在我国的推进，起到了重大的促进作用。

摩擦无处不在，摩擦学的应用也就无处不在。如今摩擦学在机械制造领域、航天航海、铁路交通、生命科学、尖端武器等领域，在仿生和微纳米技术的研究和应用等方面，都取得了重大突破。如，研究海豚皮肤摩擦，以改进舰艇船体的设计；研究人造心脏瓣膜的摩擦问题，可以大大延长人的生命；研究体育运动的摩擦规律，可以提高运动成绩。研究表明，塑胶跑道（即聚氨酯）应用增加的摩擦系数，能使运动员比在普通跑道上快0.2～1.03秒。仿鲨鱼皮泳衣，可以使游泳运动员减轻水的摩擦阻力，提高0.15秒距离，做匀速运动百米可差约30厘米，在运动水平相差无几的情况下，足以能区分出冠军、亚军。2000年，悉尼奥运会澳大利亚运动员穿上仿鲨鱼皮泳衣，一举摘得三枚金牌；2008年，北京奥运会上，美国运动员菲尔普斯的鲨鱼皮泳衣，又夺得八枚金牌，创造了世界奇迹。美好的音乐旋律，是对摩擦控制利用的结果，任何音乐大师都是对摩擦控制的高手。摩擦学还关系着地壳移动、火山、地震和海啸等。可以说，摩擦学的研究应用，是一个涉及国计民生的所有问题，关系国家科技进步、生产力发展等一切领域的永恒不变的课题。

有理由深信，凭中华民族的聪明智慧，凭一代代有理想、有抱负、人才辈出的青少年的拼搏努力，我们有能力有信心把各种摩擦的损耗减到最低程度，使能源和材料的消耗降低到最低限度，把“made in china”的产品造得最好，让中国制造的高速列车更加轻快高速地向前迅跑！

（作者系学子杂志社社长）