白癜风吃啥药好 http://www.jk100f.com/“据调查，大概人类一次性能源的三分之一是通过摩擦所消耗掉的，而且80%的装备都因为磨损失效。”
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雒建斌
中国科学院院士、清华大学机械工程学院院长雒建斌
年度陈嘉庚科学奖技术科学奖
我想分享一个与日常生活相关的话题，关于摩擦能否消失？
首先，我要介绍为什么要研究摩擦学？摩擦学是什么？
诺贝尔奖获得者费曼曾经说过：关于摩擦，虽然做了很多实验，但是精确的摩擦实验还很难，摩擦定理的分析还是不够。
摩擦为什么会这么复杂呢？
实际上，摩擦过程是可以用一个图可以显示出来的，它会发射出各种光、等离子体甚至X光，还有摩擦化学反应、物体的变形等。
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走进摩擦学
摩擦是一个非常复杂的过程，什么是摩擦学呢？
年，英国政府当时的爵士PeterJost，在英国做过一个调查，内容是：摩擦、磨损、润滑会对英国造成多大的损失？
调查结束，Jost做出了一个非常著名的Jost报告。他把摩擦、磨损、润滑三个方面的聚集起来，创立了一个新词汇，叫做Tribology，就是摩擦学。
他认为，摩擦学是一门研究相互运动、相互作用的对偶表面的理论实践的科学技术。那么，摩擦学研究，到底有什么意义呢？
实际上，摩擦学不仅在航空航天领域，在芯片制造、生物、高铁、军事领域也有很多应用。
据调查，一次性能源的消耗，大概有三分之一是通过摩擦消耗掉的，而且80%的装备都因为磨损而失效。
摩擦和磨损共同造成的损失，一般是一个国家GDP的2%到7%。
假设，我们仅以5%来计算。年，我国GDP是99万亿元，因为摩擦和磨损造成的损失达到了4.95万亿元，这是一个非常大的数字。
摩擦的起源
要研究摩擦，第一个大家想要了解的就是，摩擦到底是怎么起源的？
最早的摩擦起源是钻木取火。拿个硬木头，在软木头上摩擦，最后起火。
人类控制了火，从野蛮走向了文明。后来就有了雪橇，然后就是车的出现。
滚动摩擦代替滑动摩擦，使人类生产有了很大的进步。但是人类开始真正科学地研究摩擦问题，实际上是从15世纪达·芬奇开始的。
年，达·芬奇的手稿被发现了，当时他已经开始研究摩擦，提出了摩擦力大概是自重的四分之一。
但是真正上升到科学层次，探索摩擦的起源，是在17世纪。
阿孟顿是法国的物理学家，他当时在法国科学院作了一个报告：认为摩擦力只与载荷有关，与接触面积没关系，当时在科学界引起了非常大的震动。
一般人都认为面积越大，摩擦肯定越大。摩擦是由表面的凹凸不平引起的。为什么他认为摩擦跟面积没关系，跟正压力有关系呢？
后来，另外一个英国的物理学家提出摩擦跟凹凸没关系，跟分子间的黏附力有关系。
他做了一个很好的实验，将一个小铅球和一个大铅球都切成平面，把两个面对摩，这个小铅球就可以把大铅球拉起来，而且掉不下来。
分子间的黏着力、吸附力非常强，摩擦就是因为这个造成的。
后来到了18世纪，物理学家库仑做了一个非常有名的装置实验，被称为近代物理十大实验之一。
他认为，摩擦是由凹凸不平的表面嵌在一块儿造成的，并且提出了摩擦学的古典四大定律：摩擦跟正压力有关系；摩擦与接触面积没关系；最大的静摩擦力会大于动摩擦力；摩擦力大小与速度没关系。
一方面，摩擦力跟面积没关，与接触压力有关；另一方面，摩擦与分子的黏着力有关，与接触面积有关。所以，这两个理论各说其词。
到了年，苏联学者克拉盖尔斯基把这两个理论统一了。他认为摩擦力等于两个力之和，一部分是正压力造成摩擦力，另一部分是分子间吸附造成的摩擦力。
但是还没把本质讲清楚。后来到了五十年代，剑桥大学两位教授教授Bowden和Tabor一起合作，他们认为摩擦力是与真实接触面积有关，与名义接触面积无关。
他认为，摩擦力主要取决于真实接触面积，因为正压力增大，真实接触面积变大，所以摩擦力增高了。
他从机理上把这两个理论统一在一起。这就是在宏观世界的探讨。
年，也有科学家从微观世界去探讨它，非常著名的成果就是汤姆森（Tomlinson）模型。
C和B是两个原子，另外一个原子是D，如果D原子离B原子比较远，D原子从B原子的旁边走近，D原子会把B原子靠近拉，当D原子远离B原子时，B原子又会弹回来。
这是一个稳定的过程，没有任何能量消耗，也就不可能有摩擦。
但是，如果这个D原子，离B原子比较近，它走近的时候会把B原子拉过来，离去时候，B原子突然回弹过去引起B原子弹性振动。这就相当于B原子在不断地振动，一旦振动就消耗了能量，就有摩擦损失。
由此，他提出了摩擦起源的原子模型，但是这个模型提出来后，没办法得到验证。
年，葛·宾尼（GerdBinning）发明了原子力显微镜，由于原子力显微镜的发明，宾尼获得了诺贝尔奖。有了原子力显微镜，就可以研究原子级的摩擦了，汤姆森模型才基本上被证实了。
后来超快激光被发现，人们才能研究摩擦过程中的声子耗散、电子耗散，以及结构的演变。
右下角的图，就是我们研究缺陷对电子耗散的影响。我们可以看见，电子耗散也确实跟摩擦和材料有关系。
研究摩擦力的所有科学家，都有一个最大的梦想，就是能不能把摩擦控制住，或者把摩擦去除掉，这就引起了另外一个话题：超滑可否实现的问题。
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超滑能否实现？
年的时候，日本学者Hirano做了一个理论分析，他认为两个原子级光滑的表面，当上下表面的原子处于公度的时候就有摩擦存在，当非公度的时候就不会有摩擦存在。
那么，什么叫公度？什么叫非公度？
比如上表面两个原子的原子间距是2，下表面的原子间距是2或者4，相当于下A图，由于两个平面之间有公约数，即为表面处于公度状态，运动过程中就有能量损耗。
如果一个表面的原子间距是2，另一个表面的原子间距是3，没有公约数，插不进去，而在表面悬着，那么它移动过程中摩擦就会消失了，这是理论计算的结果，其本质与Tomlinson模型一致。
后来做了一个实验，确实是非公度的时候，摩擦力会大幅度降低或者接近于零，但物理学家对它还是有一定的怀疑，希望它能进一步得到证实。
但是做摩擦学研究的人开始非常
